CN100371355C - 一种紫外辐照改性高密度聚乙烯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不同环境温度下紫外辐照改性高密度聚乙烯的制备方法，其特点是在臭氧气氛中、40～60℃环境温度下紫外辐照高密度聚乙烯，在其分子链上引入C＝O、C-O和C(＝O)O等含氧基团；紫外辐照改性高密度聚乙烯不产生凝胶；随辐照环境温度提高，引入含氧基团的速度加快。本发明不使用任何化学试剂，避免化学试剂对人员、设备、环境的损害。与现有的在空气或O2气氛中紫外辐照改性方法相比，大大缩短了紫外辐照时间，提高了紫外辐照改性高密度聚乙烯效率。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种高分子材料的改性方法，特别是一种在臭氧气氛中、不同环境温度下紫外辐照改性高密度聚乙烯(HDPE)的制备方法。
二、背景技术
以聚烯烃为主体的合成树脂已经与钢铁、水泥、木材共同构成四大基础材料，在人类生活和社会发展中发挥着极其重要的作用。据报道，2003年我国聚烯烃(PE、PP)的生产能力达到10990万吨，产量达到9133万吨，占合成树脂总产量的46％以上。对现有聚烯烃进行填充共混，使这一量大价廉、加工方便的通用型高聚物实现高性能化，对进一步拓展聚烯烃应用领域具有重要意义。由于聚烯烃的非极性，它与无机填料、极性聚合物的相容性差，因此必须解决共混体系的相容性问题。常用的方法就是将具有极性官能团的单体接枝到聚烯烃上。但该接枝工艺复杂、有化学污染。九十年代以来，徐僖教授等人在空气或O2气氛中紫外辐照HDPE和PP，在不使用任何化学试剂情况下成功地将C＝O、C-O、C(＝O)O等基团引入HDPE和PP分子链，从而改善了HDPE与尼龙6、聚乙烯醇纤维、聚碳酸酯，PP与玻璃纤维、绢英粉，LLDPE与尼龙6等的相容性，其复合材料的力学性能等得到了提高。但在空气或O2气氛中进行紫外辐照改性存在着辐照时间长、产生凝胶(HDPE)等缺点。
三、发明内容
1、发明目的：本发明的目的是提供一种在臭氧气氛中、不同环境温度下紫外辐照改性HDPE的制备方法。
2、技术方案：本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种紫外辐照改性高密度聚乙烯的制备方法，其特点是在臭氧气氛中、40～60℃环境温度下，紫外辐照高密度聚乙烯，在高密度聚乙烯分子链上引入含氧基团。
所述含氧基团为C＝O、C-O和C(＝O)O等。
在上述制备过程中，紫外辐照改性HDPE不产生凝胶，并随辐照环境温度提高，引入C＝O、C-O和C(＝O)O等含氧基团的速度加快。
本发明研究了臭氧气氛中、不同环境温度下紫外辐照对HDPE结构与性能的影响。紫外辐照后，HDPE分子链上引入了C＝O、C-O和C(＝O)O等含氧基团(见图1～图5)。随辐照环境温度提高，引入C＝O、C-O和C(＝O)O等含氧基团的速度加快(见表1)。在本实验范围内，紫外辐照改性HDPE不产生凝胶、水接触角下降(见表2)，其亲水性得到改善。
与现有的在空气或O2气氛中的紫外辐照改性方法相比，本发明大大缩短了紫外辐照时间，提高了效率，而且本发明所制备的改性HDPE不产生凝胶。所获得的紫外辐照改性HDPE可以和无机填料、极性聚合物等共混，制备性能优良的复合材料。本发明为聚烯烃改性提供新的方法和途径，有广阔的实施前景和应用价值。
3、有益效果：本发明的优点是：1、在紫外辐照HDPE过程中，不使用任何化学试剂，避免化学试剂对人员、设备、环境的损害；2、紫外辐照改性HDPE不产生凝胶；3、大大缩短了紫外辐照时间，提高了紫外辐照改性HDPE的效率。
四、附图说明
图1是HDPE的红外谱图。
图2是40℃环境温度下辐照10min的HDPE红外谱图。
图3是40℃环境温度下辐照15min的HDPE红外谱图。
图4是60℃环境温度下辐照10min的HDPE红外谱图。
图5是60℃环境温度下辐照15min的HDPE红外谱图。
五、具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
一种本发明所述的紫外辐照改性HDPE的方法，它包括以下步骤：
1、把装有HDPE的容器放入紫外辐照装置中，调节环境温度为40℃。
2、往装有HDPE容器中通入臭氧，同时打开紫外灯辐照10min，然后关闭臭氧和紫外灯。
3、把容器取出，倒出其中的HDPE即得紫外辐照改性HDPE。
实施例2：
另一种本发明所述的紫外辐照改性HDPE的方法，它包括以下步骤：
1、把装有HDPE的容器放入紫外辐照装置中，调节环境温度为40℃。
2、往装有HDPE的容器中通入臭氧，同时打开紫外灯辐照15min，然后关闭臭氧和紫外灯。
3、把容器取出，倒出其中的HDPE即得紫外辐照改性HDPE。
实施例3：
另一种本发明所述的紫外辐照改性HDPE的方法，它包括以下步骤：
1、把装有HDPE的容器放入紫外辐照装置中，调节环境温度为60℃。
2、往装有HDPE的容器中通入臭氧，同时打开紫外灯辐照10min，然后关闭臭氧和紫外灯。
3、把容器取出，倒出其中的HDPE即得紫外辐照改性HDPE。
实施例4：
另一种本发明所述的紫外辐照改性HDPE的方法，它包括以下步骤：
1、把装有HDPE的容器放入紫外辐照装置中，调节环境温度为60℃。
2、往装有HDPE的容器中通入臭氧，同时打开紫外灯辐照15min，然后关闭臭氧和紫外灯。
3、把容器取出，倒出其中的HDPE即得紫外辐照改性HDPE。
不同环境温度下、分别紫外辐照10min和15min的HDPE的红外谱图如图2～图5所示，引入的含氧基团含量如表1所示。
表1HDPE和uvHDPE的XPS分析
| 环境温度(℃) | 辐照时间(min) | CH(％) | C-O(％) | C＝O(％) | C(＝O)O(％) |
| 未辐照4060 | 10151015 | 10097.5496.1896.6894.93 | 01.883.092.653.23 | 00.580.730.671.38 | 00000.46 |
表2HDPE和uvHDPE的凝胶含量和水接触角
| 辐照环境温度(°)C | 辐照时间(min) | 凝胶含量(wt％) | 水接触角(°) |
| 未辐照4060 | 10151015 | 00000 | 9590868882 |
Claims (1)
1.一种紫外辐照改性高密度聚乙烯的制备方法，其特点是在臭氧气氛中、40～60℃环境温度下，紫外辐照高密度聚乙烯，在其分子链上引入C＝O、C-O和C(＝O)O含氧基团。
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