[发明专利]实现聚丙烯材料超疏水改性的方法

说明书

本发明提供了一种实现聚丙烯材料超疏水改性的方法，先将聚丙烯材料浸于高锰酸钾溶液中进行处理，然后将其浸于包含含氟丙烯酸酯、活性剂以及光引发剂的混合溶液中反应，最后将聚丙烯材料在无氧条件下给予紫外光照，即得具有超疏水性的聚丙烯材料。本发明选择液相氧化法对聚丙烯材料进行改性，提高其表面活性，并通过选择合适的氧化剂和控制工艺参数来避免其对材料力学性能造成损伤的问题；并将氧化工艺与后续液相接枝反应协同配合，使最终得到的聚丙烯材料兼具优异的力学性能和极佳的超疏水性。该方法新颖、工艺简单、且材料试剂价格低廉易得，制备的超疏水聚丙烯材料的综合性能优异，在工业上有巨大的生产应用价值。

技术领域

本发明涉及超疏水聚丙烯材料技术领域，尤其涉及一种实现聚丙烯材料超疏水改性的方法。

背景技术

疏水性是材料表面的重要特征之一，它是由表面的化学组成和微观几何结构共同决定的；超疏水性的材料在工农业生产及人们的日常生活中都有着非常广阔的应用前景。聚丙烯作为一种无臭无毒、成本低廉、性能优异、用途广泛的聚烯烃材料，在包装、电器、工化、医疗等领域都有十分广泛的应用。由于聚丙烯表面能低，分子链上的活性官能团少，表面具有一定的疏水性，所以其作为疏水材料被广泛关注；但是聚丙烯材料在长时间与水接触后，其表面不可避免地被逐渐润湿，孔隙被溶液逐渐浸入，这就制约了聚丙烯材料在某些对疏水性具有严格要求的领域的应用。因此，如何进一步提高聚丙烯材料的疏水性，制备具有超疏水性能的聚丙烯材料成为领域内重要的研究方向。

现有技术中，发明专利(申请号为CN 201210181571.0)公开了一种具有持久超疏水改性聚丙烯中空纤维膜的制备方法，将含不饱和双键的氟酯和含长烷基链的丙烯酸酯、二硫醇和光引发剂溶于丙酮溶液中配制改性溶液，将常压等离子体处理的聚丙烯膜浸泡在上述改性溶液中，并进行紫外光照，最后水洗并晾干，即得含氟和长烷基链接枝改性的聚丙烯膜材料；虽然该专利通过氟烷和含长烷基链在聚丙烯膜表面形成超疏水层，赋予其优异的超疏水性，但是该方法在对聚丙烯膜表面处理时，采用的等离子体技术来提高其表面能，具有技术复杂、仅适用于膜材料的处理、对于结构复杂的材料普适性低的缺陷。另外，现有的采用氧化法对聚丙烯材料表面改进技术，包括气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法等，难免会对聚丙烯材料的力学性能造成损害，使得聚丙烯的材料的实用性能大大降低。

有鉴于此，有必要设计一种改进的实现聚丙烯材料超疏水改性的方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现聚丙烯材料超疏水改性的方法，将高锰酸钾氧化法与紫外光引发液相接枝聚合的方法协同配合，对聚丙烯材料表面进行改性处理，得到具有超疏水性的聚丙烯材料；该方法新颖、工艺简单、且材料试剂价格低廉易得，制备的聚丙烯超疏水的表面性能优良，与水的接触角达到140°左右，具有优异的超疏水性能，在工业上有巨大的应用价值。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种实现聚丙烯材料超疏水改性的方法，包括以下步骤：

S1、将聚丙烯材料进行去污处理；

S2、制备浓度为9.0～12g/L的高锰酸钾溶液，将步骤S1处理后的聚丙烯材料浸于所述高锰酸钾溶液中，在70～90℃下反应2～4h；所述高锰酸钾溶液中的高锰酸钾与所述聚丙烯材料的质量比为1:(0.9～1.2)；

S3、配制含氟丙烯酸酯溶液，将其与包含活性剂与光引发剂的乙醇溶液混合，制得混合溶液；将经步骤S2处理后的聚丙烯材料浸入所述混合溶液中，浸泡1.5～2.5h；

S4、将步骤S3处理后的聚丙烯材料在无氧条件下给予紫外光照，即得具有超疏水性的聚丙烯材料。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述含氟丙烯酸酯溶液的浓度为400～500g/L；所述混合溶液中的含氟丙烯酸酯与所述聚丙烯材料的质量比为(26～28):1。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，所述含氟丙烯酸酯中氟的原子百分含量大于35％。