[发明专利]聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于聚烯烃氟化改性技术，特别涉及聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物及其制备方法。

背景技术

聚烯烃,以聚乙烯、聚丙烯为代表，由于其具有原料来源丰富、成本较低、性价比高、力学性能好、热性能稳定、结晶性调变范围大、加工性能优良、安全稳定性好，良好的耐油性能、耐蒸汽渗透性能和抗环境应力开裂性能以及可循环再利用等优点，而广泛应用于工农业、医疗卫生、科学研究、军事和日常生活等各个领域，其中也应用于包括和油品接触的设施设备、容器包装的制造中，例如，汽车塑料油箱、塑料输油输气管线、塑料油桶等。但由于聚烯烃结构中只存在非极性的甲基和亚甲基结构，缺乏功能基团，导致小分子油蒸气对聚烯烃具有较强的渗透和溶胀性，而国际上对产品耐渗透标准的要求不断提高，因此聚乙烯作为阻隔材料时耐油渗透性有待提升。

由于氟是所有元素中电负性最大的，原子半径又是除氢以外最小的，而且原子极化率也是最低的，碳氟键C-F的键能比碳氢键C-H的键能要大的多，C-F键中的电子被紧紧的束缚在原子核周围，这样氟原子电子云对C-C键的屏蔽作用远强于氢原子。使得含氟聚合物表面具有高的热稳定性、高化学惰性、低表面能和憎水憎油的特性，因此，在聚乙烯结构中引入氟原子，是提高聚乙烯耐油渗透性的有效方法。

目前常用的聚烯烃氟化改性的技术主要包括以下几种：

1、氟气直接氟化：直接采用氟气在一定温度和压力下对聚烯烃表面进行处理，使用氟原子替代表面氢原子的过程(J.J.Reidinger.etc.Prog.Polym.Sci.,2002,27:971.）。由于氟气的高活性，这种处理反应激烈而且不完全，导致大量的分子链断裂，影响材料的性能，同时会造成严重的污染问题；

2、二氟卡宾的引入：卡宾呈电中性，且处于缺电子状态，卤素、烷氧基、氨基等给电子基团都能提供多余电子对进入卡宾的空p轨道，使卡宾处于稳定的单线态，而单线态的卡宾能够选择性地进攻含有C=C双键的烯烃聚合物的不饱和双键，形成环丙基且不影响原聚合物的空间结构(A,J,Osteraas.etc.Nature,1969,16:4695.)。但此方法中存在卡宾用量大、价格昂贵并且毒性强的缺点，同时存在一次只能引入两个氟原子的局限性；

3、全氟烷基的引入：目前引入全氟烷基的方法主要有以下两种：一是利用自由基聚合，二是利用活性点直接化学转变。利用含氟自由基来改性聚合物有反应活性高的优点，但会导致聚合物链裂解或交联等副反应。常用的氟化物为全氟烷基碘化物(D.D.May.etc.USP:5,681,902,1997.)与全氟硫醇(B.Boutevin.etc.Eur.Polym.J.,1990,26:877.)。第二种方法主要有以下两种：①利用全氟硅烷与聚合物中的C=C双键进行反应，得到改性聚合物(S.S.Hwang.etc.Polymer,1995,36:1321.)；②利用聚合物中的-OH与全氟烯烃或者其衍生物反应生成全氟醚(A.E.Fiering.etc.Macromolecules,1998,31:7103.)。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供制备方法简单可行、制备原料廉价，并能提高聚乙烯耐油渗透、耐酸碱、耐刮擦等性能的聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物，聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物是异佛尔酮型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物、二苯基甲烷型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物、六亚甲基型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物或甲苯型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物中的任意一种；

所述异佛尔酮型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物的结构式为：

其中，m是10～90之间的任意整数，n是3～8之间的任意整数；

所述二苯基甲烷型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物的结构式为：

其中，m是10～90之间的任意整数，n是3～8之间的任意整数；

所述六亚甲基型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物的结构式为：

其中，m是10～90之间的任意整数，n是3～8之间的任意整数；

所述甲苯型聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物的结构式为：

其中，m是10～90之间的任意整数，n是3～8之间的任意整数。

提供基于权利要求1所述的聚乙烯-b-聚四氟乙烯两嵌段物的制备方法，具体包括以下步骤：