本發明專利技術公開了一種可逆交聯的聚丙烯材料，由如下組分制備而成：聚丙烯材料100份，過氧化物0.1-1份，硫0.1-1份，促進劑0.01-1份，過硫酸鉀0.01-1份，植物油0.01-1份，所述分數為質量份數。本發明專利技術克服了現有技術對聚丙烯改性生產工藝復雜、能耗較大、不可重復利用的缺點，且本發明專利技術聚丙烯材料具有更高的熔體強度和更好的可加工性，韌性大幅度增強。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于高分子材料
技術介紹
聚丙烯是一種結構規整的結晶性混合物，價格便宜、易于加工成型并且綜合性能優良，因此用途非常廣泛。聚丙烯除了具有以上眾多優點之外，也有一些不足之處，如韌性差(特別是缺口沖擊強度低)、高溫強度和剛度不足、容易產生翹曲變形等，這些不足限制了其在更為廣闊領域特別是在工程材料領域中的應用。對聚丙烯進行高性能化改性研究，使之某些重要的性能指標達到或接近工程塑料的要求，從而將聚丙烯應用擴展到傳統工程塑 料的某些應用領域，具有重要的應用價值。與此同時，隨著我國聚丙烯產品產量和消耗量的不斷增加，每年產生的廢舊聚丙烯也越來越多。目前，對廢舊聚丙烯的處理方法主要是焚燒和填埋。兩種方法均存在較大缺點，其中，焚燒法處理對焚燒爐要求較高，生成的反應物進入焚燒灰、粉塵及廢水處理的污泥中，構成對水體和大氣環境的污染。填埋法處理則因聚丙烯難以被降解而成為永久垃圾。因此，回收利用廢舊聚丙烯已成為日益嚴峻的環境和社會問題。通過物理、化學改性的方法，向聚丙烯中添加各類改性材料是獲取低成本高性能聚丙烯以及回收利用聚丙烯的有效途徑。物理改性的方法包括在高分子基體中填充碳酸鈣、玻璃纖維等無機填料制備高分子復合材料，在改善高分子材料的強度、剛性、熱變形溫度及尺寸穩定性等方面獲得了很大成功。但是，在材料在使用過程中，由于復合材料的相分離以及聚丙烯的斷鏈和降解仍會導致材料性能的下降。而作為化學改性中的交聯改性是近年來的新型研究發展方向。將塑料中的線型或輕度支化的聚合物轉化為三維網狀的體型結構的過程，稱為塑料的交聯。聚丙烯的交聯能夠改善其形態穩定性、耐蠕變性，提高強度和耐熱性以及熔體強度，縮減成型周期等。從方法上講交聯可分為輻射交聯和化學交聯，其主要區別在于引起交聯反應活性源的生成機理不同。輻射交聯是在光或高能射線的作用下進行的，需要使用昂貴的設備，且對照射物的厚度又有限制，因此用輻射法交聯聚丙烯在實際生產中難以實現。初期研究聚丙烯的化學交聯大多在聚丙烯中加入少量的過氧化物，以期引發聚丙烯的化學交聯。由于聚丙烯分子鏈上含有大量的叔碳原子，在交聯過程中大分子自由基的交聯和降解同時發生，而且在低自由基濃度下降解往往占優勢，難以得到滿意的交聯效果。因此，化學交聯法必須在有交聯助劑的作用下才能有效地進行。如硅烷交聯聚丙烯與普通聚丙烯相比，其耐熱性提高了 30 50°C，拉伸強度、剛性顯著增加，沖擊強度提高了 I. 5倍 5. O倍，耐蠕變性、耐油性、耐磨性和收縮率也大大改善，它可以與硅烷交聯聚乙烯一樣，廣泛應用于工業生產和日常生活的各個領域，但存在工藝復雜、耗能大等缺點。用疊氮化合物作交聯劑，也可使聚丙烯交聯。用于聚丙烯交聯的疊氮化合物主要有聚磺酰疊氮和疊氮甲酸鹽。但疊氮化合物不穩定、易爆炸，給實際應用帶來困難，因此又發展了用二乙烯苯等單體對聚丙烯進行交聯。二乙烯苯等產生的交聯鍵僅由飽和烴鍵構成，因此具有優異的耐熱性、拉伸強度、撕裂強度、彈性與壓縮性，目前二乙烯苯交聯技術已成功地應用于制造片狀連續PP泡沫，但也存在工藝復雜、耗能大等缺點。以上通過化學交聯的方法來改善聚丙烯材料的性能取得了一定的成果，但是當中也存在生產工藝復雜、能耗較大的缺點，并且均未涉及交聯的可逆性，現有聚丙烯材料的回收再利用會導致材料性能極大地下降，如果所發生的交聯是可逆的，將大大有利于聚丙烯材料的回收利用。
技術實現思路
本專利技術提供了，克服了現有技術聚丙烯改性工藝復雜、能耗較大、不可重復利用的缺點，且本專利技術聚丙烯材料具有更高的熔體強度和更好的可加工性，韌性大幅度增強。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是 一種可逆交聯的聚丙烯材料，由如下組分制備而成聚丙烯材料100份，過氧化物O. 1-1份，硫O. 1-1份，促進劑O. 01-1份，過硫酸鉀O. 01-1份，植物油O. 01-1份，所述分數為質量份數。專利技術人發現，促進劑的加入實現了大自由基的形成和交聯反應同時發生，大自由基的壽命與所選擇的過氧化物有關，過硫酸鉀的加入也有助于延長大自由基的壽命，植物油的加入有助于粉末狀的交聯劑更好地分散在聚丙烯粒料中。為了延長大自由基的壽命，所述過氧化物的分解溫度高于100°C。為了進一步促進大自由基的形成和交聯反應同時發生，優選，所述促進劑的活化溫度高于140°c。進一步優選，所述促進劑為二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)、一硫代四甲基秋蘭姆(TMTM)或二硫化二苯并噻唑(MBTS)中一種或兩種以上任意配比的混合物。專利技術人發現，上述多種促進劑的混合使用能夠提高硫的活化速率。為了提高產品性能，所述聚丙烯材料為熱塑性塑料與聚丙烯質量比為(0-3) :1的混合物。為了進一步提高產品性能，所述聚丙烯為等規均聚聚丙烯或共聚聚丙烯的一種或兩種任意配比的混合物，所述共聚聚丙烯的單體為丙烯和乙烯。為了擴展產品的性能和適用范圍，所述熱塑性塑料為聚乙烯。為了保證硫的活化速率，所述促進劑與硫的質量比為(I : 4) (I : I)。上述的可逆交聯的聚丙烯材料的制備方法，包括如下步驟A、將聚丙烯材料100份，過氧化物O. 1-1份，硫O. 1-1份，促進劑O. 01-1份，過硫酸鉀O. 01-1份，混勻；B、將步驟A所得物料與植物油O. 01-1份混勻；C、將步驟B所得物料熔融擠出、造粒得到可逆交聯的聚丙烯材料；其中，所述分數為質量份數。為了保證產品的性能，上述步驟C中熔融溫度為150-210°C .為了方便生產同時保證產品的質量，步驟C、將步驟B所得物料經單螺桿擠出機熔融擠出、造粒得到可逆交聯的聚丙烯材料，所述單螺桿擠出機L/D=20，螺桿直徑為25_，螺桿轉速為60轉/分，共混時間為3分鐘，一區溫度為155°C，二區溫度為180°C，三區溫度為200。。。專利技術人發現在整個擠出反應過程中，過氧化物引發聚丙烯產生大的自由基，形成的大自由基通過硫連接起來成為更長的鏈，進而形成一個穩定的交聯網絡結構。與此同時，大自由基的作用和剪切過程可以導致部分高分子鏈段的斷裂，在擠出過程的后期，交聯反應與鏈斷裂反應最終達到平衡，從而形成一個穩定的交聯反應程度。因此在這一過程中，聚丙烯的交聯反應過程是可逆的，所得的交聯聚丙烯產物也可以再次或反復進行擠出加工的。本專利技術克服了現有技術聚丙烯改性工藝復雜、能耗較大、不可重復利用的缺點，本專利技術所得的聚丙烯材料回收重復利用多次后性能無明顯下降，且本專利技術聚丙烯材料具有更高的熔體強度和更好的可加工性，韌性大幅度增強。具體實施例方式為了更好地理解本專利技術，下面結合實施例進一步闡明本專利技術的內容，但本專利技術的 內容不僅僅局限于下面的實施例。下列各實施例中，等規聚丙烯(iPP)商品名為SABIC Vestolen,型號為PPP9000-67404，廠家為沙伯基礎，購自龍創新(國際)貿易有限公司；過氧化二異丙苯購自上海方銳達化學品有限公司；硫購自無錫華盛橡膠新材料科技股份有限公司，牌號不溶性硫磺6033 ;促進劑二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)、一硫代四甲基秋蘭姆(TMTM)、二硫化二苯并噻唑(MBTS)購自浙江黃巖浙東橡膠助劑有限公司；過硫酸鉀購自吳江市致遠化工科技有限公司；植物油購自寧波市江東永新食品有限公司，品種橄欖油；低密度聚乙烯(LDPE)購自上?？ㄍセび邢薰镜腖本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種可逆交聯的聚丙烯材料，其特征在于：由如下組分制備而成：聚丙烯材料100份，過氧化物0.1？1份，硫0.1？1份，促進劑0.01？1份，過硫酸鉀0.01？1份，植物油0.01？1份，所述分數為質量份數。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜勇，欒五洲，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：
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