[发明专利]生产高纯度接枝聚合物的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产聚合物的方法，尤其涉及一种高纯度接枝聚合物树脂的生产方法、以及用于生产所述高纯度接枝聚合物树脂的装置。

背景技术

接枝共聚是对聚合物进行改性的常用技术，接枝能够增加聚合物的粘合强度、提高聚合物共混合金的相容性、使聚合物表面疏水或亲水，为提供交联位置等。

一般情况下，接枝共聚是通过反应性大分子存在下，将接枝共聚单体通过自由基聚合、离子聚合或开环聚合，接枝到大分子上，形成侧链；链转移接枝共聚原理如下：

或者

主要的接枝共聚方法包括溶液接枝、熔融接枝和固相接枝方法。

溶液接枝的方法反应温度低，接枝率高，如专利CN1259354C公开了一种聚烯烃与聚氧化乙烯接枝共聚物的制备方法，制备含有对甲基苯乙烯的聚烯烃，然后对甲基进行醇化，然后在有机溶剂中进行接枝反应。溶液接枝法虽然能够获得较高的接枝率，但是由于大量使用有机溶剂，后处理复杂，环境污染严重，成本高。

固相接枝法反应温度低，溶剂用量少，反应容易控制，成本低，污染小，如专利CN1133669C公开了聚烯烃固相接枝的方法，聚烯烃、极性单体在过氧化物引发剂、偶氮化合物引发剂或氧化还原体系作用下，二甲苯为界面活性剂，氮气保护下反应，制得侧链包括三种单体单元的聚烯烃接枝共聚物。固相接枝反应，通常无法使接枝共聚单体均匀接枝到聚合物上。

专利US5140074、专利EP0519341A等报道了使用多孔聚烯烃与乙烯基单体接枝的方法，该方法需要制备特定孔隙率和孔径的聚烯烃，成本较高，而且接枝物使用范围较窄。

熔融接枝方法工艺简单，可连续生产，如专利US5650468通过熔融接枝，利用连续挤出技术，获得了接枝率为0.4-1.7%的接枝产物，但是熔融接枝方法反应温度较高，因此，反应不宜控制，容易出现交联、降解甚至碳化反应，接枝单体反应不完全，而且未反应单体难以去除，纯度较低。

超临界流体辅助聚合物加工是近些年来发展起来的一种新型聚合物加工方法，超临界流体呈现出高扩散性、高溶解性和低粘度等优点，溶解于聚合物之后，能够使聚合物溶胀，起到润滑剂的作用，因此降低聚合物熔体粘度，增强了聚合物分子链的扩散能力，如US6521258B1公开了一种超临界流体辅助多相聚合物共混设备，US2005/0256242A1公开了超临界流体辅助熔融插层挤出聚合物与层状硅酸盐纳米复合材料的设备，JP2007-130982A公开了一种使用超临界流体的热塑性树脂注射成型装置。

但是目前，尚未发现有关于超临界流体辅助聚合物加工技术应用于生产高纯度接枝聚合物方面的方法或装置的报道。

发明内容

本发明所要解决的是目前熔融接枝方法接枝单体反应率低、未反应单体难以去除、产物纯度低等问题。

本发明的目的是提供一种生产高纯度接枝聚合物的方法，以及用于生产所述高纯度接枝聚合物的装置。

本发明的第一个方面是提供一种生产高纯度接枝聚合物的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，提供接枝反应原料，包括聚合物树脂、接枝共聚单体以及接枝促进剂；提供同向双螺杆挤出机，所述同向双螺杆挤出机设有9个加热区；提供异向双螺工具挤出机，所述异向双螺杆挤出机设有5-7个加热区；

步骤2，将包括聚合物树脂在内的第一组分在同向双螺杆挤出机的第1加热区加入，在同向双螺杆挤出机的第3加热区，加入超临界流体；

包括极性单体和接枝促进剂的液体在内的第二组分的加入位置在聚合物树脂加入位置与超临界流体加入位置之间；可以是在第1加热区或第2加热区加入，并优选为在第2加热区加入；

步骤3，同向双螺杆挤出机将混炼后的混合物料在异向双螺杆挤出机的第1加热区送入所述异向双螺杆挤出机；

步骤4，异向双螺杆挤出机将物料挤出，造粒，或送入模具制成制品。

本领域技术人员能够理解的是，在螺杆挤出机中，沿着物料流动方向依次为第1加热区、第2加热区、第3加热区，依此类推。

其中，所述同向双螺杆挤出机中，螺杆长径比L/D优选为在(36-52):1范围内。所述同向双螺杆挤出机转速优选为300-600r/min，优选为320-550r/min，优选为350-500r/min，优选为380-450r/min，最优选为400r/min。