[发明专利]一种溶液聚合后接枝工艺

说明书

本发明公开了一种溶液聚合后接枝工艺，属于高分子技术领域。本发明将溶液聚合工艺和接枝工艺有效地结合，从聚合单元过来的聚合物溶液不需要脱除溶剂或不需要完全脱除溶剂在溶液状态下即可用于接枝反应。而且本发明中的溶剂沸点较低，脱除比较容易；相比于现有技术，本发明在较低的成本下即可得到高接枝率的产品。

技术领域

本发明具体涉及一种溶液聚合后接枝工艺，属于高分子技术领域。

背景技术

聚烯烃作为通用塑料的大宗品种，因其性价比高、力学性能优良、加工性能好、电气绝缘性强、化学性能稳定以及价格低廉等优点，在日常生活、包装行业、汽车、建筑、农业、医疗卫生、科学研究及军事等领域均得到广泛的应用。然而，由于聚烯烃主要是由C和H两种原子组成，其属于非极性的聚合物，大分子链的非极性以及半结晶性使聚烯烃树脂具有非常低的表面能，导致其在与其它聚合物和无机材料共混或复合时界面很难实现有效粘接和相容，使共混物或复合材料的性能难以得到保障；并且，非极性本身也限制了聚烯烃树脂在染色、印刷和粘接等领域的应用。可以说，聚烯烃的非极性已经成为阻碍提高聚烯烃材料的性能、扩大其应用范围的瓶颈问题。

在聚烯烃大分子中引入极性基团可有效地改善其物理化学性能，如赋予其亲水性、可着色性、可印刷性，与极性聚合物的相容性，增大制品的表面张力和对极性物质的黏着力(可喷涂性)等，提高其附加值，拓宽应用范围。其中聚烯烃的化学接枝改性已经成为引入极性基团的主要技术途径。

聚烯烃的化学接枝改性方法有溶液法、熔融法、悬浮法和固相法等。其中，溶液法是将聚烯烃及各反应组分溶于甲苯、二甲苯或邻二氯苯溶剂中，形成均相体系，在此条件下引发接枝反应；溶液法具有操作简单、反应温度低、改性均匀、降解程度低、副反应少、接枝效率高等优点，缺点是由于反应时间长、溶剂回收困难以及环境污染等问题，限制了此方法在工业上的广泛应用；但对于合成困难的聚烯烃新品种的实验室功能化改性研究阶段，还是有一定应用价值。熔融法是将聚烯烃与接枝单体和各种助剂在一定条件下加入到挤出机或密炼机中进行熔融接枝反应，它具有反应时间短，设备操作简单，易于工业化连续生产等优点，是研究者使用最多的接枝方法。悬浮法和固相法是90年代新兴的聚烯烃接枝功能化方法，是一种非均相化学接枝方法，其要求聚烯烃采用粉状料，粒径越小，表面积越大，越有利于提高接枝率；接枝在聚合物熔点之下进行，在反应过程中，聚合物保持良好的流动性。不同于溶液法和熔融法，固相法是一种局部改性的方法，接枝反应一般发生在聚烯烃的结晶缺陷、结晶面以及无定型区域。

聚烯烃接枝改性被接枝的聚烯烃多为PP、HDPE、LDPE、LLDPE及乙丙橡胶(EPR)；常用接枝单体有乙烯基硅烷、马来酸酐及其衍生物、丙烯酸及其酯类衍生物、苯乙烯及其类似物等，其中以马来酸酐使用最多。这是因为马来酸酐价格低廉，含有反应活性极高的双键，可为后续的化学改性提供很好的官能团，且马来酸酐不易均聚，在接枝条件下不会形成长的接枝链，这样其一避免了长的接枝链而使聚烯烃的整体性能下降；其二避免了接枝物的极性过大，在作为聚烯烃与极性材料的相容剂时，与聚烯烃相的粘结能力不会下降；其三防止了由于单体的均聚而降低接枝效率。在聚烯烃分子链上接枝马来酸酐等具有反应性官能团的小分子化合物，可有效地增加聚烯烃的极性、涂装性、与纤维和无机填料的黏着性以及与聚酰胺、聚酯等极性高分子材料的相容性。马来酸酐接枝改性聚烯烃是聚烯烃功能化的重要途径之一。

溶液聚合是重要的聚合方法之一，具有聚合反应器体积小，聚合反应时间短，切换产品牌号时过渡料少，生产灵活性大，单体单程转化率较高，凝胶含量低，单体分布均匀，产品质量稳定，可生产特殊性能的产品等优点，因此，溶液聚合一直是人们密切关注的方向之一。

发明内容

针对现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的是提供一种溶液聚合后接枝工艺，其将溶液聚合工艺和溶液接枝工艺有效联系。相比于现有技术，本发明在较低的成本下即可得到高接枝率的产品。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：