CN114920963A - 高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法 - Google Patents

高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法,适用于工业化大规模量产与回收处理可直接采用密炼机、挤出机等塑料加工方法来实现,在分子链部分降解的情况下也能够重新得到高性能树脂。制备方法包括:步骤1:称取石蜡油、引发剂、抗氧剂,功能单体、共单体,充分混合均匀备用;步骤2:将管材再生料聚乙烯与步骤1中混合液放入高速搅拌机中搅拌,得到混合料;步骤3:将混合料加入挤出机中熔融挤出,冷却、干燥切粒后,得到接枝物粒料;步骤4:将接枝物粒料与交联剂放入高速搅拌机中搅拌,得到混配料;步骤5:将混配料加入挤出机中熔融挤出,冷却、干燥切粒后,得到高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂。

Description

高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备 方法
技术领域
本发明属于环保再生技术领域,具体涉及高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法。
背景技术
根据中国塑料加工工业协会的数据,我国2019年塑料制品产量达到8184万吨,消费量约为6800万吨,折合人均48千克。有报道每回收利用1吨再生塑料,可节约5吨石油、减排3吨二氧化碳。中国物资再生协会报道:“再生资源利用是循环经济的重要组成部分。充分利用再生资源,既可以节约能源、减少污染排放,又能有效保护生态环境,是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。”塑料的原材料是石油,如果可以使更多的塑料进入再利用环节,将有效提高废塑料价值减少碳排放。热塑性材料内部大分子长链之间没有化学键将其相互连接,更多的是通过链与链之间的相互缠结来保持整个材料的形状,因此热塑性材料很容易在熔融状态下熔化、变形和加工。但是热塑性材料在使用周期内与循环加工中会伴随分子链的断裂与分解,力学性能与使用性能发生显著的下降。而热固性塑料在除去分子链之间的缠结以外,还有不可逆的键合将分子链与分子链之间相互连接,这种交联网络从而使其在使用过程中具有出色的力学性能和尺寸稳定性,但是热固性塑料熔融状态下无法熔融,没法二次加工成型,也几乎不可回收循环利用。
Rowan等[Rowan S J,Cantrill S J,Cousins G R L,et al.Dynamic covalentchemistry[J].Angewandte Chemie International Edition,2002,41(6):898-952.]提出的动态共价化学(dynamic covalent chemistry)为延长传统热塑性塑料生命周期提供了可能。动态共价化学涉及的是一系列可逆平衡的共价化学反应,其核心是可逆共价键的不断断裂和重构的动态平衡。
CN112480556A公开了一种动态交联的无卤阻燃电缆材料及制备方法,包括下列原料:三元乙丙橡胶、无机阻燃填料、分散剂、抗氧剂、苯硼酸酯动态阻燃交联剂。通过共混后在模具中成型后再经过电子加速器产生的高能电子束辐照交联处理,得到动态交联的无卤阻燃电缆材料苯硼酸酯共价键具有优异的酯交换能力,其构成的交联网络具备动态特性,在高温条件下,苯硼酸酯共价键发生断裂与重组,赋予交联材料再次热塑加工和回收再利用的性能,增加材料的使用寿命,减少资源浪费和环境问题。但高能电子束辐照交联工艺成本高,难以在塑料加工企业生产应用,同时一步辐照交联也会引起部分主链分子断裂而影响树脂的力学性能。
CN105153409A公开了一种具有热可逆化学交联特性的热塑性共聚酯组合物及其制备方法和用途。其所采用的共聚酯含有功能侧基(2-糠硫基),由含2-糠硫基的二元酸或二元酸酯与二元酸和二元醇经过熔融共缩聚法制备得到,该共聚酯的2-糠硫基能与含有马来酰亚胺的交联剂在50-70℃发生Diels-Alder环加成反应实现化学交联,且能在高温下实现解交联,可实现多次热塑性加工并保持其力学性能不变。但该发明动态交联聚合物的基体材料是通过熔融共缩聚法制备,制备过程需要在树脂合成单位完成,需要专门的合成反应装备且流程复杂,无法在塑料成型加工制品企业独立完成,熔融共缩聚法也不能应用于最普遍应用的聚烯烃树脂的改性,不具有普适性,难以工业化推广应用。
因此,在回收树脂再生利用过程中,急待开发出一种成本低、再循环性能优异、工艺简单且具有普适性的方法。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法,工艺简单、易于操作、原料易得、成本较低、适用于工业化大规模量产且回收处理可直接采用密炼机、挤出机等塑料加工方法来实现,在分子链部分降解的情况下也能够重新得到高性能树脂。
本发明为了实现上述目的,采用了以下方案:
<方法>
本发明提供高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于,包括:
步骤1:称取石蜡油、引发剂、抗氧剂,功能单体、共单体,充分混合均匀备用;
步骤2:称取管材再生料聚乙烯与步骤1中混合液放入高速搅拌机中搅拌,得到混合料;
步骤3:将步骤2得到的混合料加入挤出机中熔融挤出,冷却、干燥切粒后,得到接枝物粒料;
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与交联剂放入高速搅拌机中搅拌,得到混配料;
步骤5:将步骤4得到的混配料加入挤出机中熔融挤出,冷却、干燥切粒后,得到高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂;
其中,原料中各组分重量份数配比为:管材再生料聚乙烯100份,功能单体1~3份,共单体0.5~2.5份,石蜡油1~1.5份,引发剂0.15~0.45份,抗氧剂0.1~0.3份,交联剂0.25~0.75份。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法还可以具有以下特征:功能单体为二氧硼烷单甲基丙烯酸酯DBMA,共单体为苯乙烯St,引发剂为过氧化二异丙苯DCP。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法还可以具有以下特征:交联剂为1,4-对苯二硼酸酯。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法还可以具有以下特征:挤出机为单螺杆或双螺杆挤出机。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂还可以具有以下特征:步骤3和步骤5的熔融挤出过程的加工条件一样。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法还可以具有以下特征:挤出机的温度设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法还可以具有以下特征:挤出机的螺杆转速设置为50r/min。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法还可以具有以下特征:在步骤3和步骤5中,挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
优选地,本发明提供的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法还可以具有以下特征:在步骤2和步骤4中,搅拌时间均为5分钟。
<树脂>进一步,本发明还提供了采用上述<方法>制得的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂。
本发明以再生料聚乙烯为基料,引入动态硼酸酯共价网络对其高性能化:如图1所示,本发明第一步利用二氧硼烷单甲基丙烯酸酯DBMA作为功能性单体,苯乙烯St作为共单体,与再生聚乙烯树脂进行熔融接枝共聚反应;DBMA和St都含有高反应活性的碳碳双键,在引发剂的作用下双键打开与聚乙烯分子链上发生自由基反应;共单体St对聚合物大分子自由基有较高的反应活性,其优先接枝到PE上,共单体St大分子自由基再与功能单体DBMA反应,获得侧基含有硼酸酯功能基团的长链接枝物,并限制了混杂聚乙烯树脂形成多支链的接枝反应或快速的交联反应;第二步使用功能化的接枝聚乙烯与双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯熔融反应,在高温下硼酸酯功能基团之间发生可逆交换反应形成动态共价网络,最终得到高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和显著进步:
(1)本发明选择成本较低的管材再生料聚乙烯,通过两步法先枝化扩链的较长支链,再动态交联引入可逆动态交联网络,交联分子链的运动空间较大,分子链的柔顺性好,可逆动态交联的高温熔体加工性能更好,减少了高温加工分子链的破坏,对其高性能化,使拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率都得到提高,扩大其应用范围,同时避免了一步法交联带来的分子链断裂,或是过度交联带来断裂伸长率下降及加工性能下降等问题。
(2)本发明通过简单的熔融条件即可实现可逆动态交联网络的引入,其反应时间短,工艺简单,设备要求不高,可实现连续化生产,并且回收时还可直接采用密炼机、挤出机等塑料加工手段,进行工业化大批量高效处理。在部分分子链降解的情况下直接进行回收加工,多次循环回收也能保持其力学性能基本稳定,将有效减少初次生产过程的碳排放,提高再生料价值。对于降低可逆动态交联聚合物的制备和回收成本及扩大其应用范围具有重要意义。
附图说明
图1为本发明制备的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的微观结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方案进行详细地说明。为便于比较,在以下实施例和对比例中,管材再生料聚乙烯均选购自湖北方圆绿色再生科技有限公司。
实施例1
步骤1:称取1份分散剂液体石蜡、0.15份引发剂DCP、0.1份抗氧剂1010,1份功能单体DBMA、2.5份共单体St,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到混合料。
步骤3:将步骤2中的混合料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与0.25份双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤5:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒(加工条件与步骤3一致)。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后制样测试得到原始力学性能。
步骤6:将步骤5中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
实施例2
步骤1:称取1份分散剂液体石蜡、0.2份引发剂DCP、0.2份抗氧剂1010,1.5份功能单体DBMA、2份共单体St,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到混合料。
步骤3:将步骤2中的混合料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与0.33份双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤5:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒(加工条件与步骤3一致)。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后制样测试得到原始力学性能。
步骤6:将步骤5中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
实施例3
步骤1:称取1份分散剂液体石蜡、0.3份引发剂DCP、0.2份抗氧剂1010,2份功能单体DBMA、1.5份共单体St,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到混合料。
步骤3:将步骤2中的混合料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与0.5份双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤5:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒(加工条件与步骤3一致)。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后制样测试得到原始力学性能。
步骤6:将步骤5中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
实施例4
步骤1:称取1.5份分散剂液体石蜡、0.4份引发剂DCP、0.3份抗氧剂1010,2.5份功能单体DBMA、1份共单体St,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到混合料。
步骤3:将步骤2中的混合料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与0.63份双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤5:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒(加工条件与步骤3一致)。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后制样测试得到原始力学性能。
步骤6:将步骤5中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
实施例5
步骤1:称取1.5份分散剂液体石蜡、0.45份引发剂DCP、0.3份抗氧剂1010,3份功能单体DBMA、0.5份共单体St,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到混合料。
步骤3:将步骤2中的混合料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与0.75份双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤5:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒(加工条件与步骤3一致)。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后制样测试得到原始力学性能。
步骤6:将步骤5中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
比较例1
步骤1:称取100份管材再生料聚乙烯加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后制样测试得到原始力学性能。
步骤2:将步骤1中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
比较例2
步骤1:称取1份分散剂液体石蜡、0.15份引发剂DCP、0.1份抗氧剂1010,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤3:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后使用注塑机制样测试得到原始力学性能。
步骤4:将步骤3中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
比较例3
步骤1:称取1份分散剂液体石蜡、0.3份引发剂DCP、0.2份抗氧剂1010,2份共单体St,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到混合料。
步骤3:将步骤2中的混合料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与0.5份双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤5:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒(加工条件与步骤3一致)。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后制样测试得到原始力学性能。
步骤6:将步骤5中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
比较例4
步骤1:称取1份分散剂液体石蜡、0.3份引发剂DCP、0.2份抗氧剂1010,2份功能单体DBMA、1.5份共单体St,充分混合均匀。
步骤2:称取100份管材再生料聚乙烯与步骤1中溶液放入高速搅拌机中搅拌5分钟,得到最终混配料。
步骤3:将步骤2中的混配料加入双螺杆挤出机中造粒,双螺杆挤出机各部分温度分别设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃,螺杆转速50r/min。挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒后使用注塑机制样测试得到原始力学性能。
步骤4:将步骤3中制得的样品在密炼机中以30rpm/min转速和170℃的温度下混炼30min后加入双螺杆挤出机中造粒制样测试得到再循环力学性能。将样品以前述方式处理三个循环。
上述实施例、对比例所得枝化动态交联再生聚乙烯树脂的原始样、改性样及再循环后样品力学性能如下表1:
表1:枝化动态交联再生聚乙烯树脂的原始样、改性样及再循环后样品力学性能
Figure BDA0003704694610000091
Figure BDA0003704694610000101
Figure BDA0003704694610000111
比较例1为未经改性的管材再生料聚乙烯,从表1可以看到经过多次密炼循环后其力学性能大幅度下降,经过三次循环拉伸强度下降到原始的58.49%,断裂伸长率下降到原始的75.96%,失去了有效的使用性能。比较例2加入DCP引入了少量永久化学交联键,比较例3在管材再生料聚乙烯接枝St后再加入双官能团交联剂1,4-对苯二硼酸酯,没有在侧基上引入硼酸酯功能基团,比较例4虽然侧基上引入了硼酸酯功能基团,但是缺少双官能团交联剂,比较例2~4经过三次密炼循环后其拉伸强度均大幅度下降到原始样的67.08%~71.49%,同时弹性模量较低,断裂伸长率存在急剧下降到原始样的24.47%~64.08%的情况。与之相比,实施例1~5中制备得到的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂,其原始力学性能各项物理性能皆比对比例有较明显提升,与比较例相比拉伸强度提升至24MPa左右,弹性模量提升50~100MPa,断裂伸长率提升50%以上;且在多次重复回收密炼加工后拉伸强度基本稳定,拉伸强度和弹性模量都高于比较例,并维持在较高性能的水平,甚至存在循环多次后的性能高于比较例原始最高性能的情况。这表明本发明确实能够有效提高再生料聚乙烯的价值,通过密炼机直接混炼造成分子裂解,材料的强度和模量也能维持在较高水平,非常适用于工业化大批量高效处理。对于降低可逆动态交联聚合物的制备和回收成本及扩大其应用范围具有重要意义。
以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂及其制备方法并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的内容,而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换,都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于,包括:
步骤1:称取石蜡油、引发剂、抗氧剂,功能单体、共单体,充分混合均匀备用;
步骤2:称取管材再生料聚乙烯与步骤1中混合液放入高速搅拌机中搅拌,得到混合料;
步骤3:将步骤2得到的混合料加入挤出机中熔融挤出,冷却、干燥切粒后,得到接枝物粒料;
步骤4:将步骤3制得的接枝物粒料与交联剂放入高速搅拌机中搅拌,得到混配料;
步骤5:将步骤4得到的混配料加入挤出机中熔融挤出,冷却、干燥切粒后,得到高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂;
其中,原料中各组分重量份数配比为:管材再生料聚乙烯100份,功能单体1~3份,共单体0.5~2.5份,石蜡油1~1.5份,引发剂0.15~0.45份,抗氧剂0.1~0.3份,交联剂0.25~0.75份。
2.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,功能单体为二氧硼烷单甲基丙烯酸酯DBMA,共单体为苯乙烯St,引发剂为过氧化二异丙苯DCP。
3.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,交联剂为1,4-对苯二硼酸酯。
4.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,挤出机为单螺杆或双螺杆挤出机。
5.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,步骤3和步骤5的熔融挤出过程的加工条件一样。
6.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,挤出机的温度设置为:一区180℃,二区190℃,三区200℃,四区210℃,五区210℃,机头200℃。
7.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,挤出机的螺杆转速设置为50r/min。
8.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,在步骤3和步骤5中,挤出的线条经冷却水冷却,采用鼓风干燥机干燥切粒。
9.根据权利要求1所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法,其特征在于:
其中,在步骤2和步骤4中,搅拌时间均为5分钟。
10.高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂,其特征在于:
采用权利要求1至9中任意一项所述的高性能循环利用的枝化动态交联再生聚乙烯树脂的制备方法制得。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106432608A (zh) * 2016-09-20 2017-02-22 复旦大学 一种含硼凝胶聚合物电解质及其制备方法和应用
WO2018045866A1 (zh) * 2016-09-09 2018-03-15 翁秋梅 具有杂化交联网络的动态聚合物及其应用
CN108342013A (zh) * 2017-01-25 2018-07-31 翁秋梅 一种杂化交联动态聚合物及其应用
CN111410711A (zh) * 2015-08-20 2020-07-14 巴黎市工业物理化学学校 包含具有能够进行交换反应的硼酸酯官能团的交联聚合物的聚合物组合物、制备方法及用途
CN112358631A (zh) * 2020-10-15 2021-02-12 复旦大学 增强聚乙烯性能的动态共价交联材料及其制备方法和应用
CN113045704A (zh) * 2021-03-19 2021-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种聚烯烃可逆交联网络材料及其制备方法
CN113969011A (zh) * 2021-11-29 2022-01-25 江南大学 一种耐低温交联聚乙烯材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111410711A (zh) * 2015-08-20 2020-07-14 巴黎市工业物理化学学校 包含具有能够进行交换反应的硼酸酯官能团的交联聚合物的聚合物组合物、制备方法及用途
WO2018045866A1 (zh) * 2016-09-09 2018-03-15 翁秋梅 具有杂化交联网络的动态聚合物及其应用
CN106432608A (zh) * 2016-09-20 2017-02-22 复旦大学 一种含硼凝胶聚合物电解质及其制备方法和应用
CN108342013A (zh) * 2017-01-25 2018-07-31 翁秋梅 一种杂化交联动态聚合物及其应用
CN112358631A (zh) * 2020-10-15 2021-02-12 复旦大学 增强聚乙烯性能的动态共价交联材料及其制备方法和应用
CN113045704A (zh) * 2021-03-19 2021-06-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种聚烯烃可逆交联网络材料及其制备方法
CN113969011A (zh) * 2021-11-29 2022-01-25 江南大学 一种耐低温交联聚乙烯材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAX RÖTTGER ET AL.: "High-performance vitrimers from commodity thermoplastics through dioxaborolane metathesis", 《SCIENCE》, vol. 356, 7 April 2017 (2017-04-07), pages 62 - 65, XP093097632, DOI: 10.1126/science.aah5281 *
SHILONG WU ET AL.: "Relationship between Reaction Kinetics and Chain Dynamics of Vitrimers Based on Dioxaborolane Metathesis", 《MACROMOLECULES》, vol. 53, 13 February 2020 (2020-02-13), pages 1180 - 1190 *
ZONGTAO WANG ET AL.: "Strong, Reconfigurable, and Recyclable Thermosets Cross-Linked by Polymer−Polymer Dynamic Interaction Based on Commodity Thermoplastics", 《MACROMOLECULES》, vol. 53, 21 January 2020 (2020-01-21), pages 956 - 964 *

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