CN105399901A - 一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法 - Google Patents

一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105399901A
CN105399901A CN201510762453.2A CN201510762453A CN105399901A CN 105399901 A CN105399901 A CN 105399901A CN 201510762453 A CN201510762453 A CN 201510762453A CN 105399901 A CN105399901 A CN 105399901A
Authority
CN
China
Prior art keywords
uhmwpe
powder
molecular weight
weight polyethylene
compositions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510762453.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105399901B (zh
Inventor
周建刚
胡新良
胡远强
周毅
刘海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Engineering University
Original Assignee
Hubei Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Engineering University filed Critical Hubei Engineering University
Priority to CN201510762453.2A priority Critical patent/CN105399901B/zh
Publication of CN105399901A publication Critical patent/CN105399901A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105399901B publication Critical patent/CN105399901B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)

Abstract

本发明属于高分子材料的制备技术领域，具体公开了一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，是一种先紫外辐照和臭氧处理后在水溶液中进行自由基接枝聚合制备表面极性化超高分子量聚乙烯粉末的方法，所制备的产品表面具有大量的亲水性基团，能够与水混溶甚至沉入水底，制备的工艺过程更环保，更易于工业化大批量生产。本发明制备的亲水性超高分子量聚乙烯粉末的性能优异，可以与大量的聚合物材料形成综合性能优良的聚合物合金材料，复合后形成的合金材料既保留了超高分子量聚乙烯所具有的优异的耐磨性、自润滑性和优良的抗冲击强度，又不影响被改性材料的力学性能，亲水性超高分子量聚乙烯粉在塑料、橡胶、涂料和粘接剂领域有着广泛的用途。

Description

一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料的制备技术领域，具体涉及一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，是一种先紫外辐照、臭氧处理，然后在水溶液中进行自由基接枝聚合制备表面极性化亲水性超高分子量聚乙烯粉的方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料，1958年由德国化学家发明了最基本的配位催化合成法，在此基础上，后来由各国化学家陆续进行改进，最终开发出相对分子量可达1000多万的UHMWPE。它具有其它工程塑料所无可比拟的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐低温性、耐应力开裂、抗粘附能力、优良的电绝缘性及自润滑性等性能，其优良的综合性能使它得到了广泛的应用，可以部分代替碳钢、不锈钢、青铜等材料，广泛应用于煤炭、体育、建筑、医疗、化工、纺织、造纸、农业和军事等领域。
UHMWPE材料的突出优点有：1、具有优异的耐磨损性能，其耐磨损性能居塑料之首。在相同条件下，UHMWPE的耐磨损性能是黄铜的27倍，碳钢的7倍，聚四氟乙烯的5倍；2、耐冲击性能高，UHMWPE的冲击强度是已有塑料中最高的，即使在低温时仍具有相当高的冲击强度，其冲击强度随分子量的增加而提高；3、具有自润滑性和不粘性，UHMWPE具有很好的自润滑性能，其摩擦系数与聚四氟乙烯相当，比其它工程塑料小。而且其表面吸附力非常弱，不易粘附异物，其抗粘附能力仅次于塑料中不粘性最好的聚四氟乙烯。虽然UHMWPE具有许多优良特性，但也有许多不足，如其熔融指数极低，熔体粘度极大、流动性差而极难加工成型。另外与其它工程塑料相比，UHMWPE材料的表面呈惰性，因而，它的染色性、亲水性很差，与其它聚合物及填料的相容性差，这些限制了UHMWPE在制备聚合物合金材料上的应用。
本发明的产品正是针对UHMWPE熔融加工困难、UHMWPE粉末体表面呈惰性不能与其它极性聚合物形成合金材料这一发展中的不足而开发的。工业上作为耐磨、减磨性能添加剂的有无机粉体如石墨粉、二硫化钼等，有机粉体有超细聚四氟乙烯粉，但这些粉体的表面难以引入极性有机基团，加入其它的聚合物材料必然导致其力学性能的大幅度下降，最终会导致产品的使用寿命减少。
在相关的研究中也有很多关于改性UHMWPE粉末表面方法的报道，但国内目前还没有生产商可供应该产品，中国专利申请“利用界面缩聚改性UHMWPE粉末表面的方法(申请号：2011101586469)”是利用溶液缩聚的方法对UHMWPE粉末表面进行改性，溶液缩聚的方法有优点，如可以较为精确地构造粉末表面的分子结构，但溶液缩聚的方法也有缺点，如反应中需要大量有毒的溶剂，缩聚所用的高活性酰氯类、异氰酸酯类试剂的成本高、环境污染大，缩聚反应形成的分子量不高。本发明与其不同点在于，本发明是先对UHMWPE粉末进行紫外辐照和臭氧处理，后在水溶液中进行自由基接枝聚合，这使得本发明的制备工艺过程更环保，生产效率更高，所得产品的表面极性更强，能够与其它聚合物形成综合性能优异的聚合物合金材料，同时还能减少工业上类似产品中对环境危害大的聚四氟乙烯的使用量。
本发明是针对UHMWPE熔融加工困难、UHMWPE粉末体表面呈惰性难以与其它极性聚合物形成合金材料的现状进行的创新，本发明提供的强极性的UHMWPE粉末体是一种新型的聚合物功能添加剂，既保留了UHMWPE所具有的优异的耐磨性、自润滑性和优良的力学强度，又解决了UHMWPE难以加工成型的困难。本发明对民用和国防用聚合物合金材料都有着重要的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，主要原理和方法是：先在一定条件下用紫外辐照和臭氧处理改性UHMWPE粉末，后在水溶液中与极性单体混合物进行自由基接枝反应，在UHMWPE粉末表面生成亲水性极性基团。表面改性后的UHMWPE粉末是一种新型的聚合物功能添加剂，与其它聚合物复合后形成的聚合物合金材料保留了UHMWPE所具有的优异的耐磨性、自润滑性和韧性，又解决了UHMWPE难以加工成型的困难，改性后的UHMWPE粉末在塑料、涂料和粘接剂领域有着广泛的用途。
本产品的原料主要有UHMWPE粉末、混合单体、蒸馏水、分散剂、引发剂等。
本发明的基体材料是UHMWPE粉末，分子量在300万以上，最高可达1000万，粒径在10μm～100μm之间。
具体的，本发明的技术方案如下：
一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，其步骤如下：
(1)、将原料UHMWPE粉末在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m2，在60-80℃辐照120-240分钟；
所述原料UHMWPE粉末优选为分子量300～500万，粒径10～100μm；
(2)、将步骤(1)辐照后所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m3，温度为100-110℃，时间为30-60分钟，处理后自然冷至室温；
(3)、将步骤(2)臭氧处理后所得UHMWPE粉分散到蒸馏水中，加入混合单体、分散剂以及引发剂，在高纯氮气保护下，搅拌混合均匀，在5～100℃反应30～300分钟，抽滤，20～80℃真空干燥4～20小时；
步骤(3)搅拌混合均匀后，优选在85℃反应180分钟，抽滤，80℃真空干燥10小时；
所述混合单体为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的两种以上的混合物，优选为4-5种的混合物；
所述混合单体中包含核心单体，所述核心单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一种或两种以上的混合物；
所述混合单体优选为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的四种以上的混合物，优选为4-5种的混合物。
所述混合单体总质量为原料UHMWPE粉末质量的8-11％，优选10％。
所述混合单体中核心单体的质量分数为10％～30％，优选15％～25％。
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇(分子量200～10000)、聚乙二醇单甲醚(分子量200～10000)、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、十氢化萘、环己烷、甲基环己烷、石油醚(沸程60～90℃)、庚烷和辛烷中的两种以上的混合物；
所述分散剂优选为聚乙烯醇和十氢化萘的混合物；
所述分散剂用量为步骤(3)所述蒸馏水质量的0.1％～10％，优选为1.5～2.5％；
所述聚乙烯醇优选为PVA1788，当所述分散剂选用PVA1788时，其加入形式为水溶液，优选为5％(w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液。
所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、N，N-二甲基苯胺、三乙胺、环烷酸盐、硫醇、三乙基铝、三乙基硼、萘酸盐中的一种或两种的混合物，所述引发剂优选为过氧化二苯甲酰或过氧化十二酰；
所述引发剂用量为混合单体总质量的0.01～1％，优选为0.08～0.11％,
所述蒸馏水的用量为原料UHMWPE粉末重量的3-10倍，优选为5倍；
(4)、向步骤(3)所得UHMWPE粉中加入5wt％氢氧化钠溶液反应60分钟，抽滤；
所述5wt％氢氧化钠溶液用量与原料UHMWPE粉末的比例为1mL：2g；
(5)、向步骤(4)所得UHMWPE粉中加入20wt％盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
制备工艺过程更环保、成本更低、所得产品的性能更好，理由是：1、在紫外辐照和臭氧处理改性UHMWPE粉末过程中没有使用有毒的化学物质，对环境没有污染；2、在后续的反应中，用量最大的溶剂是蒸馏水，其余化学试剂皆为低毒物品，绿色环保；3、UHMWPE原料不需要进行任何预处理即直接进行紫外辐照，反应中所用化学试剂皆为市面常见的化学品，生产成本更低；4、主要的反应是自由基型接枝反应，产品的性能更好。5、本发明制备的亲水性UHMWPE粉末的性能优异，可以与大量的聚合物材料形成综合性能优良的合金材料，复合后形成的合金材料既保留了UHMWPE所具有的优异耐磨性、自润滑性和优良的抗冲击强度，又不影响被改性材料的力学性能，改性后的UHMWPE粉末在塑料、涂料和粘接剂领域有着广泛的用途。
附图说明
图1为实施例1(对比例)中原料UHMWPE粉末在水中的分散情况示意图；
图2为实施例2制备得到的亲水性超高分子量聚乙烯粉末在水中的分散情况示意图。
具体实施方式
以下实施例用于进一步阐述本发明，但这些实施例并不在任何意义上解释为对本发明保护范围的限制。
以下实施例1-6中，原料UHMWPE粉末购自北京助剂二厂，产品型号M-II，分子量300～500万，粒径10～100μm。
以下实施例1-6中，热塑性聚氨酯购自淄博恒久聚氨酯科技股份有限公司，产品型号HJ1180，抗拉强度300kg/cm2，断裂伸长率515％。
其他原料与试剂均为常规市售商品。
实施例1(对比例)
本实施例中，原料UHMWPE粉末不经过任何的预处理和化学反应，直接进行性能测试。
将10g原料UHMWPE粉末加入500ml水中，强烈搅拌分散60分钟，停止搅拌后UHMWPE粉末迅速上升到水面，且一直漂浮在水面上，在水面上形成堆积状(见图1)；热塑性聚氨酯弹性体与原料UHMWPE粉末熔融混合困难，两种材料分子链的极性相差太大。
实施例2
一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，具体步骤如下：
步骤1：将原料UHMWPE粉末100g直接在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m2，在80℃辐照120分钟；
步骤2：将步骤1所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m3，温度为100℃，时间为30分钟，处理后自然冷至室温；
步骤3：将步骤2所得UHMWPE粉末分散到500ml蒸馏水中，然后依次加入2ml甲基丙烯酸、5ml甲基丙烯酸甲酯、2ml醋酸乙烯酯、1ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.01g过氧化二苯甲酰、5％(w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液20ml和10ml十氢化萘，在高纯氮气(99.999％)保护下，充分搅拌混合均匀，在85℃反应180分钟，抽滤，80℃真空干燥10小时；
步骤4：向步骤3所得UHMWPE粉末中加入5wt％氢氧化钠溶液50ml反应60分钟，抽滤；
步骤5：向步骤4所得UHMWPE粉末中加入20wt％盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。
所得产品的表面形成了大量亲水性基团，经红外光谱检测的图谱中的特征峰显示产品表面存在羧基、羟基、酰胺基和羰基等基团。
所得亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品按照实施例1的方法加水搅拌后静置，依然能够均匀分散在水中(见图2)；将100份(质量)热塑性聚氨酯弹性体与10份(质量)的本实施例制备的亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品在密炼机中180℃熔融混合所制得的聚合物合金材料经电子拉力试验机测试，标准为TPUJISK73311995，其拉伸强度和断裂伸长率分别从300kg/cm2和515％提高到310kg/cm2和520％，300kg/cm2和515％指热塑性聚氨酯弹性体的拉伸强度和断裂伸长率，下同。
实施例3
一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，具体步骤如下：
步骤1：将原料UHMWPE粉末100g直接在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m2，在80℃辐照150分钟；
步骤2：将步骤1所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m3，温度为100℃，时间为45分钟，处理后自然冷至室温；
步骤3：将步骤2所得UHMWPE粉末分散到500ml蒸馏水中，然后依次加入2ml丙烯酸、5ml甲基丙烯酸甲酯、2ml甲基丙烯酸丁酯、1ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.01g过氧化二苯甲酰、5％(w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液20ml和10ml十氢化萘，在高纯氮气(99.999％)保护下，充分搅拌混合均匀，在85℃反应180分钟，抽滤，80℃真空干燥10小时；
步骤4：向步骤3所得UHMWPE粉末中加入5wt％氢氧化钠溶液50ml反应60分钟，抽滤；
步骤5：向步骤4所得UHMWPE粉末中加入20wt％盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。
所得产品的表面形成了大量亲水性基团，经红外光谱检测的图谱中的特征峰显示产品表面存在羧基、羟基、酰胺基和羰基等基团。
所得亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品按照实施例1的方法加水搅拌后静置，依然能够均匀分散在水中，现象与图2基本相同，图略；将100份(质量)热塑性聚氨酯弹性体与10份(质量)的本实施例制备的亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品在密炼机中180℃熔融混合所制得的聚合物合金材料经电子拉力试验机测试，标准为TPUJISK73311995，其拉伸强度和断裂伸长率分别从300kg/cm2和515％提高到310kg/cm2和520％。
实施例4
一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，具体步骤如下：
步骤1：将原料UHMWPE粉末100g直接在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m2，在80℃辐照180分钟；
步骤2：将步骤1所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m3，温度为110℃，时间为45分钟，处理后自然冷至室温；
步骤3：将步骤2所得UHMWPE粉末分散到500ml蒸馏水中，然后依次加入2ml甲基丙烯酸、5ml甲基丙烯酸甲酯、2ml丙烯酸丁酯、1ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.01g过氧化十二酰、5％(w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液20ml和10ml十氢化萘，在高纯氮气(99.999％)保护下，充分搅拌混合均匀，在85℃反应180分钟，抽滤，80℃真空干燥10小时；
步骤4：向步骤3所得UHMWPE粉末中加入5wt％氢氧化钠溶液50ml反应60分钟，抽滤；
步骤5：向步骤4所得UHMWPE粉末中加入20wt％盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。
所得产品的表面形成了大量亲水性基团，经红外光谱检测的图谱中的特征峰显示产品表面存在羧基、羟基、酰胺基和羰基等基团。
所得亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品按照实施例1的方法加水搅拌后静置，依然能够均匀分散在水中，现象与图2基本相同，图略；将100份(质量)热塑性聚氨酯弹性体与20份(质量)的本实施例制备的亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品在密炼机中180℃熔融混合所制得的聚合物合金材料经电子拉力试验机测试，标准为TPUJISK73311995，其拉伸强度和断裂伸长率分别从300kg/cm2和515％提高到320kg/cm2和530％。
实施例5
一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，具体步骤如下：
步骤1：将原料UHMWPE粉末100g直接在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m2，在60℃辐照240分钟；
步骤2：将步骤1所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m3，温度为110℃，时间为60分钟，处理后自然冷至室温；
步骤3：将步骤2所得UHMWPE粉末分散到500ml蒸馏水中，然后依次加入2ml丙烯酸环己酯、1g丙烯酰胺、5ml丙烯酸甲酯、2ml醋酸乙烯酯、1ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.01g过氧化十二酰、5％(w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液20ml和10ml十氢化萘，在高纯氮气(99.999％)保护下，充分搅拌混合均匀，在85℃反应180分钟，抽滤，80℃真空干燥10小时；
步骤4：向步骤3所得UHMWPE粉末中加入5wt％氢氧化钠溶液50ml反应60分钟，抽滤；
步骤5：向步骤4所得UHMWPE粉末中加入20wt％盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。
所得产品的表面形成了大量亲水性基团，经红外光谱检测的图谱中的特征峰显示产品表面存在羧基、羟基、酰胺基和羰基等基团。
所得亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品按照实施例1的方法加水搅拌后静置，依然能够均匀分散在水中，现象与图2基本相同，图略；将100份(质量)热塑性聚氨酯弹性体与20份(质量)的本实施例制备的亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品在密炼机中180℃熔融混合所制得的聚合物合金材料经电子拉力试验机测试，标准为TPUJISK73311995，其拉伸强度和断裂伸长率分别从300kg/cm2和515％提高到320kg/cm2和530％。
实施例6
一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，具体步骤如下：
步骤1：将原料UHMWPE粉末100g直接在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m2，在60℃辐照180分钟；
步骤2：将步骤1所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m3，温度为110℃，时间为60分钟，处理后自然冷至室温；
步骤3：将步骤2所得UHMWPE粉末分散到500ml蒸馏水中，然后依次加入2ml丙烯酸丁酯、1g丙烯酰胺、5ml丙烯酸甲酯、2ml甲基丙烯酸甲酯、1ml三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.01g过氧化二苯甲酰、5％(w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液20ml和10ml十氢化萘，在高纯氮气(99.999％)保护下，充分搅拌混合均匀，在85℃反应180分钟，抽滤，80℃真空干燥10小时；
步骤4：向步骤3所得UHMWPE粉末中加入5wt％氢氧化钠溶液50ml反应60分钟，抽滤；
步骤5：向步骤4所得UHMWPE粉末中加入20wt％盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。
所得产品的表面形成了大量亲水性基团，经红外光谱检测的图谱中的特征峰显示产品表面存在羧基、羟基、酰胺基和羰基等基团。
所得亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品按照实施例1的方法加水搅拌后静置，依然能够均匀分散在水中，现象与图2基本相同，图略；将100份(质量)热塑性聚氨酯弹性体与20份(质量)的本实施例制备的亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品在密炼机中180℃熔融混合所制得的聚合物合金材料经电子拉力试验机测试，标准为TPUJISK73311995，其拉伸强度和断裂伸长率分别从300kg/cm2和515％提高到320kg/cm2和530％。

Claims (10)

1.一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，其步骤如下：
（1）、将原料UHMWPE粉末在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m2，在60-80℃辐照120-240分钟；
（2）、将步骤（1）辐照后所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m3，温度为100-110℃，时间为30-60分钟，处理后自然冷至室温；
（3）、将步骤（2）臭氧处理后所得UHMWPE粉分散到蒸馏水中，加入混合单体、分散剂以及引发剂，在高纯氮气保护下，搅拌混合均匀，在5～100℃反应30～300分钟，抽滤，20～80℃真空干燥4～20小时；
所述混合单体为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中四种以上的混合物；
所述混合单体中包含核心单体，所述核心单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一种或两种以上的混合物；
所述混合单体总质量为原料UHMWPE粉末质量的8-11%；
所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇200～10000、聚乙二醇单甲醚200～10000、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十氢化萘、环己烷、甲基环己烷、石油醚、庚烷和辛烷中的两种以上的混合物；
所述分散剂用量为步骤（3）所述蒸馏水质量的0.1%～10%；
所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、N，N-二甲基苯胺、三乙胺、环烷酸盐、硫醇、三乙基铝、三乙基硼、萘酸盐中的一种或两种的混合物；
所述引发剂用量为混合单体总质量的0.01～1%；
所述蒸馏水的用量为原料UHMWPE粉末重量的3-10倍；
（4）、向步骤（3）所得UHMWPE粉中加入5wt%氢氧化钠溶液反应60分钟，抽滤；
所述5wt%氢氧化钠溶液用量与原料UHMWPE粉末的比例为1mL：2g；
（5）、向步骤（4）所得UHMWPE粉中加入20wt%盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。
2.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述原料UHMWPE粉末分子量300～500万，粒径10～100μm。
3.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述步骤（3）搅拌混合均匀后，在85℃反应180分钟，抽滤，80℃真空干燥10小时。
4.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述混合单体总质量为原料UHMWPE粉末质量的10%。
5.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述混合单体为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的4-5种的混合物。
6.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述混合单体中核心单体的质量分数为10%～30%。
7.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯醇和十氢化萘的混合物；
所述分散剂用量为步骤（3）所述蒸馏水质量的1.5～2.5%。
8.根据权利要求7所述的组合制备方法，其特征在于：所述聚乙烯醇为PVA1788，其加入形式为水溶液。
9.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述引发剂为过氧化二苯甲酰或过氧化十二酰。
10.根据权利要求1所述的组合制备方法，其特征在于：所述引发剂用量为混合单体总质量的0.08～0.11%；
所述蒸馏水的用量为原料UHMWPE粉末重量的5倍。
CN201510762453.2A 2015-11-10 2015-11-10 一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法 Active CN105399901B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510762453.2A CN105399901B (zh) 2015-11-10 2015-11-10 一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510762453.2A CN105399901B (zh) 2015-11-10 2015-11-10 一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105399901A true CN105399901A (zh) 2016-03-16
CN105399901B CN105399901B (zh) 2017-09-15

Family

ID=55465690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510762453.2A Active CN105399901B (zh) 2015-11-10 2015-11-10 一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105399901B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109331544A (zh) * 2018-10-09 2019-02-15 浙江工业大学 一种持久亲水化改性的聚乙烯滤芯及其制备方法
CN117757458A (zh) * 2024-02-22 2024-03-26 广饶六合化工有限公司 一种季铵盐类复合黏土稳定剂
CN117867689A (zh) * 2024-01-12 2024-04-12 萍乡市美孚伦石化有限公司 一种抗菌医用纺织品及生产工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003082975A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-09 Sachem, Inc. Polymer grafted support polymers
CN101475669A (zh) * 2008-11-28 2009-07-08 上海化工研究院 一种增强减磨超高分子量聚乙烯复合材料
CN102443109A (zh) * 2011-09-23 2012-05-09 长春工业大学 一种官能化超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003082975A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-09 Sachem, Inc. Polymer grafted support polymers
CN101475669A (zh) * 2008-11-28 2009-07-08 上海化工研究院 一种增强减磨超高分子量聚乙烯复合材料
CN102443109A (zh) * 2011-09-23 2012-05-09 长春工业大学 一种官能化超高分子量聚乙烯树脂及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109331544A (zh) * 2018-10-09 2019-02-15 浙江工业大学 一种持久亲水化改性的聚乙烯滤芯及其制备方法
CN109331544B (zh) * 2018-10-09 2020-11-10 浙江工业大学 一种持久亲水化改性的聚乙烯滤芯及其制备方法
CN117867689A (zh) * 2024-01-12 2024-04-12 萍乡市美孚伦石化有限公司 一种抗菌医用纺织品及生产工艺
CN117757458A (zh) * 2024-02-22 2024-03-26 广饶六合化工有限公司 一种季铵盐类复合黏土稳定剂
CN117757458B (zh) * 2024-02-22 2024-04-19 广饶六合化工有限公司 一种季铵盐类复合黏土稳定剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN105399901B (zh) 2017-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Meier et al. Plant oil renewable resources as green alternatives in polymer science
CN103421154B (zh) 一种含反应基团的梳形接枝共聚物及其制备方法和应用
JP4907438B2 (ja) 機械的物性に優れた光拡散性樹脂組成物
WO2006043787A1 (en) Thermoplastic resin composition and method for preparing thereof
CN105399901A (zh) 一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法
Lu et al. Crosslinkable poly (vinyl acetate) emulsions for wood adhesive
Molina-Gutiérrez et al. Emulsion polymerization of dihydroeugenol-, eugenol-, and isoeugenol-derived methacrylates
CN103930482A (zh) 具有改善的低温冲击强度的丙烯酸烷基酯-芳族乙烯基化合物-乙烯基氰化合物共聚物以及包含该共聚物的聚碳酸酯组合物
KR101569230B1 (ko) 용융 가공용 수지 혼합물, 펠렛 및 이를 이용한 수지 성형품의 제조 방법
CN102504623A (zh) 一种剥离层组合物及其制备方法和应用
CN102127349A (zh) 一种高性能水性环保防腐涂料
CN105086088A (zh) 一种聚乙烯复合塑料粒子
CN104293075B (zh) 一种改性聚苯胺型防腐涂料及其制备方法
CN104910340B (zh) 嵌段共聚物增韧剂及制备方法与应用
Zhang et al. Catechol-functionalized latex polymers display improved adhesion to low-surface-energy thermoplastic polyolefin substrates
Milani et al. Swelling and mechanical properties of hydrogels composed of binary blends of inter-linked pH-responsive microgel particles
CN103113687A (zh) 一种pvc抗冲改性剂及其制备方法
CN108395505A (zh) 一种中抗冲聚苯乙烯树脂及其制备方法
CN102757633B (zh) Pc复合材料、制备方法、其应用及塑料制品
CN107236440A (zh) 一种多重改性高耐盐雾丙烯酸分散体的制备方法
CN102443218B (zh) 可热塑化的橡胶组合物及其制备方法
CN104725823A (zh) 耐低温阻燃pc复合材料及其制备方法
CN101857711B (zh) 一种热塑性树脂的制备方法
Son et al. Phosphorus-based flame retardant acrylic pressure sensitive adhesives with superior peel strength and transfer characteristics
CN102690396B (zh) 丙烯酸酯-氯化聚乙烯橡胶-苯乙烯树脂的连续本体聚合方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant