專利名稱：一種官能化超高分子量聚乙烯樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯是一種新型工程塑料，世界上最早由美國Allied Chemical公司于1957年實現(xiàn)工業(yè)化，此后德國Hercules公司、日本三井石油化學(xué)公司等也相繼投入工業(yè)化生產(chǎn)。我國上海高橋化工廠于1964年最早研制成功并投入工業(yè)化生產(chǎn)，70年代后期又有廣州塑料廠和北京助劑二廠投入生產(chǎn)。它具有耐磨損、耐腐蝕、耐沖擊、自潤滑、摩擦系數(shù)小、耐低溫等特性，廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、機(jī)械、食品、醫(yī)藥、陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。但由于超高分子量聚乙烯不具有極性，與無機(jī)填料及與尼龍、聚酯等極性聚合物相容性差，使其應(yīng)用范圍受到很大限制。目前，對它的改性主要集中在填充改性和其纖維改性等方面。超高分子量聚乙烯具有非常好的力學(xué)性能和化學(xué)性能，采用預(yù)輻照與懸浮接枝技術(shù)對超高分子量聚乙烯進(jìn)行接枝改性，使其分子鏈上帶有極性基團(tuán)，可以提高其與金屬、陶瓷、玻璃等極性材料的黏接性，提高其與無機(jī)填料及與尼龍、聚酯等極性聚合物的相容性。 接枝改性的超高分子量聚乙烯與尼龍、聚酯等共混后，其塑料合金在摩擦領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用， 通過接枝改性極大地擴(kuò)展了超高分子量聚乙烯這種工程塑料的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采用預(yù)輻照與懸浮接枝的技術(shù)制備超高分子量聚乙烯接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸，二者通過化學(xué)鍵鍵和在一起的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。本發(fā)明在預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯分子鏈上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸。本發(fā)明2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá)0. 5 5. 1%。本發(fā)明官能化超高分子量聚乙烯樹脂的制備方法
a、超高分子量聚乙烯的預(yù)輻照
采用電子加速器，在空氣氣氛下，用β射線對超高分子量聚乙烯進(jìn)行預(yù)輻照，預(yù)輻照劑量范圍為5kGy 60kGy ；或者，采用6tlCo作為輻照源，用Y射線對超高分子量聚乙烯進(jìn)行預(yù)輻照，預(yù)輻照劑量范圍為5kGy 60kGy ；
b、預(yù)輻照超高分子量聚乙烯的懸浮接枝聚合
把步驟a步驟得到的預(yù)輻照超高分子量聚乙烯、分散劑和均聚抑制劑加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)獾谷牍芗凹訜嵫b置的反應(yīng)器中，功能單體溶液由液體加料管加入，通入氮?dú)猓訜釘嚢瑁渲械念A(yù)輻超高分子量聚乙烯功能單體分散劑 均聚抑制劑的比例，以質(zhì)量份數(shù)比為80 100 1 10 400 500 :0. 1 1，將反應(yīng)器內(nèi)液體溫度升到75 95 0C,反應(yīng)4 6小時后，結(jié)束反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到官能化超高分子量聚乙烯樹脂。
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本發(fā)明的超高分子量聚乙烯粘均分子量為150萬 300萬的超高分子量聚乙烯粉。本發(fā)明方法所述的功能單體為2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸；分散劑為甲苯；均聚抑制劑為硫酸亞鐵。本發(fā)明超高分子量聚乙烯接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸除具有聚超分子量聚乙烯的特性外，還具有好的粘結(jié)性、親水性，可與尼龍、聚酯等極性高分子材料共混增容。(1)采用預(yù)輻照產(chǎn)生大分子過氧化物作為引發(fā)劑，避免了小分子化學(xué)引發(fā)劑引起單體的均聚以及超高分子量聚乙烯的交聯(lián)等副反應(yīng)的發(fā)生；(2)懸浮接枝反應(yīng)時間長，接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)可達(dá)到0. 5%-5. 1%，有效提高了接枝率；(3)官能化超高分子量聚乙烯樹脂的親水性能和粘結(jié)等性能良好，與尼龍、聚酯等極性聚合物材料相容性好。
具體實施例方式本發(fā)明在預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯分子鏈上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸。本發(fā)明2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá)0. 5 5. 1%。本發(fā)明官能化超高分子量聚乙烯樹脂的制備方法
a、超高分子量聚乙烯的預(yù)輻照
采用電子加速器，在空氣氣氛下，用β射線對超高分子量聚乙烯進(jìn)行預(yù)輻照，預(yù)輻照劑量范圍為5kGy 60kGy ；或者，采用6tlCo作為輻照源，用Y射線對超高分子量聚乙烯進(jìn)行預(yù)輻照，預(yù)輻照劑量范圍為5kGy 60kGy ；
b、預(yù)輻照超高分子量聚乙烯的懸浮接枝聚合
把步驟a步驟得到的預(yù)輻照超高分子量聚乙烯、分散劑和均聚抑制劑加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)獾谷牍芗凹訜嵫b置的反應(yīng)器中，功能單體溶液由液體加料管加入，通入氮?dú)猓訜釘嚢?，其中的預(yù)輻超高分子量聚乙烯功能單體分散劑 均聚抑制劑的比例，以質(zhì)量份數(shù)比為80 100 1 10 400 500 :0. 1 1，將反應(yīng)器內(nèi)液體溫度升到75 95 0C,反應(yīng)4 6小時后，結(jié)束反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到官能化超高分子量聚乙烯樹脂。本發(fā)明的超高分子量聚乙烯粘均分子量為150萬 300萬的超高分子量聚乙烯粉。本發(fā)明方法所述的功能單體為2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸；分散劑為甲苯；均聚抑制劑為硫酸亞鐵。本發(fā)明在預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯分子鏈上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸，使超高分子量聚乙烯和2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸以共價化學(xué)鍵連接，官能化超高分子量聚乙烯樹脂中2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá) 0. 5%-5. 1%。本發(fā)明通過對超高分子量聚乙烯的預(yù)輻照，在超高分子量聚乙烯分子鏈上產(chǎn)生大分子過氧化物；將該大分子過氧化物作為引發(fā)劑，采用懸浮接枝技術(shù)將2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸接枝到超高分子量聚乙烯大分子鏈上，使2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸以共價鍵方式與超高分子量聚乙烯分子鏈鍵合在一起，采用預(yù)輻照產(chǎn)生的大分子引發(fā)劑，避免了小分子的化學(xué)引發(fā)劑引起的超高分子量聚乙烯的交聯(lián)及功能單體的均聚等副反應(yīng)，由于超高分子量聚乙烯和2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸以共價鍵相連接，因此官能化超高分子量聚乙烯具有非常好的親水性能和粘結(jié)性能，與尼龍、聚酯等極性聚合物材料具有好的相容性。實施例1
在空氣氣氛下，將粘均分子量為150萬的超高分子量聚乙烯粉，在電子加速器裝置上用β射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為5 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份100份，甲苯質(zhì)量份400份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0. 1份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份1份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)?，加熱攪拌，將反?yīng)器溫度升到75V，使溫度恒定，反應(yīng)4小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 5%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為82.61°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為41. 6MPa和 34. IMPa。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1040.1-2006。取3-4克官能化超高分子量聚乙烯樹脂，經(jīng)二甲苯溶解后，倒入丙酮中進(jìn)行沉淀， 將沉淀物經(jīng)過濾，洗滌，烘干，除去未反應(yīng)的單體，得到純化的官能化超高分子量聚乙烯樹脂，接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)采用元素分析法測試。實施例2
在空氣氣氛下，將粘均分子量為150萬超高分子量聚乙烯粉，在電子加速器裝置上用 β射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為20 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份80份，甲苯質(zhì)量份500份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0. 5份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份10份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)?，加熱攪拌，將反?yīng)器溫度升到95°C，使溫度恒定，反應(yīng)6小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5. 1%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為45.23°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265，265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為55. 9MPa和 34. IMPa0接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。實施例3
在空氣氣氛下，將粘均分子量為200萬超高分子量聚乙烯粉，在電子加速器裝置上用 β射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為40 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份90份，甲苯質(zhì)量份450份，硫酸亞鐵質(zhì)量份1份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份5份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)猓訜釘嚢?，將反?yīng)器溫度升到90°C，使溫度恒定，反應(yīng)5小時，結(jié)束反應(yīng)， 將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2. 1%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為70.22°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為46. 和 34. IMPa0接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。實施例4
在空氣氣氛下，將粘均分子量為300萬超高分子量聚乙烯粉，在電子加速器裝置上用 β射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為60 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份80份，甲苯質(zhì)量份480份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0. 8份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份7份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)?，加熱攪拌，將反?yīng)器溫度升到85°C，使溫度恒定，反應(yīng)4小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2. 6%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為69.62°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為48. 6MPa和 34. IMPa0接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。實施例5在空氣氣氛下，將粘均分子量為150萬超高分子量聚乙烯粉，在6tlCo裝置上用Y射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為5 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份100份，甲苯質(zhì)量份500份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0.2份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份3份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)猓訜釘嚢?，將反?yīng)器溫度升到80°C，使溫度恒定，反應(yīng)4小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1. 2%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為73.56°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為43. 和 34. IMPa0接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。實施例6
在空氣氣氛下，將粘均分子量為150萬超高分子量聚乙烯粉，在6tlCo裝置上用γ射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為10 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份85份，甲苯質(zhì)量份400份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0. 6份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份8份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)?，加熱攪拌，將反?yīng)器溫度升到90°C，使溫度恒定，反應(yīng)6小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為4. 8%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為50. 13°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為53. SMPa和34. IMPa0接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。實施例7
在空氣氣氛下，將粘均分子量為200萬超高分子量聚乙烯粉，在6tlCo裝置上用γ射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為30 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份95份，甲苯質(zhì)量份420份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0. 3份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份6份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)?，加熱攪拌，將反?yīng)器溫度升到80°C，使溫度恒定，反應(yīng)6小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2. 8%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為67.78°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為49. 4MPa和 34. IMPa0接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。實施例8
在空氣氣氛下，將粘均分子量為300萬超高分子量聚乙烯粉，在6tlCo裝置上用γ射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為50 kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份100份，甲苯質(zhì)量份500份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0.5份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份4份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)?，加熱攪拌，將反?yīng)器溫度升到90°C，使溫度恒定，反應(yīng)5小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1. 9%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為71.63°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為45. IMI^a和 34. IMPa0
接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。實施例9
在空氣氣氛下，將粘均分子量為300萬超高分子量聚乙烯粉，在6tlCo裝置上用γ射線進(jìn)行預(yù)輻照，輻照劑量為60kGy。將預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯粉質(zhì)量份80份，甲苯質(zhì)量份470份，硫酸亞鐵質(zhì)量份0. 9份，加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)鈱?dǎo)入管及加熱裝置的反應(yīng)器中，含質(zhì)量份5份2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的水溶液質(zhì)量份20份由液體加料管加入，通入氮?dú)猓訜釘嚢?，將反?yīng)器溫度升到95°C，使溫度恒定，反應(yīng)6小時，結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、烘干，得到接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2. 2%的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。用接觸角測量儀測定所制得的官能化超高分子量聚乙烯薄片和純超高分子量聚乙烯薄片表面的接觸角分別為69.82°和89. 42°。將制得的官能化超高分子量聚乙烯樹脂質(zhì)量份10份，聚酰胺66樹脂的質(zhì)量份90 份一起加入到高速混合機(jī)中，進(jìn)行混合，得到混合樹脂，然后經(jīng)SHJ-30反應(yīng)型雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)擠出，從喂料口到口模各段溫度依次為200，220，245，260，265，265，265，265，265， 265,260 °G，制得官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金，同時做同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金對比試驗。官能化超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金與同比例的純超高分子量聚乙烯/聚酰胺66共混合金的拉伸強(qiáng)度分別為47. 6MPa和 34. IMPa0接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能的測試方法與實施例1中的相同。
權(quán)利要求
1.一種官能化超高分子量聚乙烯樹脂，其特征在于在預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯分子鏈上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸。
2.權(quán)利要求1所述的一種官能化超高分子量聚乙烯樹脂，其特征在于2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸的接枝率質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá)0. 5 5. 1 %。
3.權(quán)利要求1官能化超高分子量聚乙烯樹脂的制備方法，其特征在于a、超高分子量聚乙烯的預(yù)輻照采用電子加速器，在空氣氣氛下，用β射線對超高分子量聚乙烯進(jìn)行預(yù)輻照，預(yù)輻照劑量范圍為5kGy 60kGy ；或者，采用6tlCo作為輻照源，用Y射線對超高分子量聚乙烯進(jìn)行預(yù)輻照，預(yù)輻照劑量范圍為5kGy 60kGy ；b、預(yù)輻照超高分子量聚乙烯的懸浮接枝聚合把步驟a步驟得到的預(yù)輻照超高分子量聚乙烯、分散劑和均聚抑制劑加入裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、液體加料管、氮?dú)獾谷牍芗凹訜嵫b置的反應(yīng)器中，功能單體溶液由液體加料管加入，通入氮?dú)?，加熱攪拌，其中的預(yù)輻超高分子量聚乙烯功能單體分散劑 均聚抑制劑的比例，以質(zhì)量份數(shù)比為80 100 1 10 400 500 :0. 1 1，將反應(yīng)器內(nèi)液體溫度升到75 95 0C,反應(yīng)4 6小時后，結(jié)束反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到官能化超高分子量聚乙烯樹脂。
4.權(quán)利要求1或3所述的超高分子量聚乙烯粘均分子量為150萬 300萬的超高分子量聚乙烯粉。
5.權(quán)利要求3所述的功能單體為2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸；分散劑為甲苯； 均聚抑制劑為硫酸亞鐵。
全文摘要
一種官能化超高分子量聚乙烯樹脂及其制備方法，屬于化工領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是采用預(yù)輻照與懸浮接枝的技術(shù)制備超高分子量聚乙烯接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸，二者通過化學(xué)鍵鍵和在一起的官能化超高分子量聚乙烯樹脂。本發(fā)明在預(yù)輻照的超高分子量聚乙烯分子鏈上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸。本發(fā)明超高分子量聚乙烯接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸除具有聚超分子量聚乙烯的特性外，還具有好的粘結(jié)性、親水性，可與尼龍、聚酯等極性高分子材料共混增容。
文檔編號C08F255/02GK102443109SQ20111028467
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者姚睿翔, 孟慶新, 朱紅翔, 李軒 申請人:長春工業(yè)大學(xué)