[发明专利]一种定点功能化聚烯烃材料的方法及其连续生产方法

说明书

本发明提供一种定点功能化聚烯烃材料的方法及其连续生产方法，本发明提供的定点功能化聚烯烃材料的方法，包括如下步骤：1)将聚烯烃与过氧化物类引发剂混合均匀进行熔融降解，获得分子链末端带有碳碳双键的降解聚烯烃；2)将所述降解聚烯烃浸没于反应液中，所述反应液包括功能化引发剂、功能单体和界面活性剂，在紫外线辐照下，所述降解聚烯烃的分子链末端带有的碳碳双键与反应液中的功能单体反应，获得端基功能化的聚烯烃材料。采用本发明的方法，功能基团能够定点的接枝在聚烯烃的分子链的链端位置，且具有较高的接枝率，从而改善功能化聚烯烃的使用效果。

技术领域

本发明涉及功能化聚烯烃材料技术领域，特别涉及一种可定点功能化聚烯烃材料的方法。

背景技术

聚烯烃，特别是聚丙烯(PP)，其作为通用塑料，具有突出的耐应力开裂性、耐磨性，良好的绝缘性和较小的介电率，成型加工容易，可广泛地适用于注塑成型、薄膜、纤维、中空成型、挤出成型等制品。但是由于PP的非极性和结晶性，导致其存在耐寒性差、低温易脆断、染色性和粘结性差、抗蠕变性能差等缺点，且与其他材料的相容性也比较差；从而使其在汽车工业、包装材料、医疗器械、家电等领域的应用受到限制。

为了改善PP非极性特点，扩大其在各个领域的应用，人们尝试对PP进行功能化基团接枝。目前，PP功能化接枝的方法根据反应路线可以分为直接共聚功能法，反应性功能法和后功能改性法三种。其中，直接共聚功能法是将丙烯单体与功能性单体共聚得到功能化PP。反应性功能法是丙烯与反应性单体共聚得到反应性PP中间体后经转化得到功能化PP。在直接共聚功能法和反应性功能法中，功能单体或反应性单体与丙烯直接聚合，功能单体或反应性中间体中的N，O等原子易造成催化剂中毒失活，并且极性单体在丙烯聚合溶液中溶解性差。因而采用该两种方法制备功能化PP仍处于研究阶段，尚未工业化。后功能改性法是针对已经完成聚合的PP进行化学改性得到功能化PP，通常是将反应活性高的马来酸酐基团接枝到PP分子链上。根据实验条件的差异，后功能改性法分为溶液接枝，固相接枝和熔融接枝等，因工艺简单均已实现工业化，但马来酸酐接枝率均在1％以内。

专利CN101492517B公开了一种固相接枝制备马来酸酐接枝聚丙烯的制备方法，但该方法反应时间长，工业化成本高，且工业化难度大。专利CN103772612A公开了使用熔融接枝制备马来酸酐接枝聚丙烯的方法，通过延长聚丙烯和马来酸酐之间的“有效反应时间”来提高接枝率，反应时间的延长尽管可以提高接枝率，但会导致聚丙烯材料本身降解严重，影响了功能化聚烯烃材料后续的使用性能。专利CN101519477A同样公开了熔融接枝制备马来酸酐接枝聚丙烯的方法，采用辅助单体促进马来酸酐在聚丙烯分子链上的接枝，进而提高马来酸酐在聚丙烯分子链上的接枝率。但是，上述马来酸酐接枝聚丙烯制备方法获得的马来酸酐接枝聚丙烯中马来酸酐基团无法可控地接枝于聚丙烯分子链的特定位置，而且难以有效去除产物中残留的马来酸酐小分子，造成马来酸酐接枝聚丙烯使用性能难以达到预期，并且带有刺激性气味。

功能化PP使用性能的改善，实际源于其自身结构中含有非极性的聚丙烯链段和极性的功能基团接枝聚丙烯链段，这与常规的表面活性剂增容机理非常类似。后功能改性法虽然反应条件多样，但反应机理均是利用过氧化物类引发剂使得PP分子链上形成大分子自由基，然后与功能单体结合形成功能化PP。但是，在整个功能化接枝过程中，PP大分子自由基容易发生β断裂，导致自由基无规分布在分子链上，进而造成接枝的马来酸酐基团无法可控地接枝在聚丙烯分子链的特定位置，因而很大程度上限制了功能化PP的使用效果，无法切实满足实际应用需求。

因此，亟需开发一种可定点功能化聚丙烯材料的方法，提高功能化PP的使用效果。

发明内容

本发明为弥补现有技术中存在的不足，提供一种定点功能化聚烯烃材料的方法及其连续生产方法，采用本发明的方法，功能基团能够定点的接枝在聚烯烃的分子链的链端位置，且具有较高的接枝率，从而改善功能化聚烯烃的使用效果。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：