[发明专利]一种两嵌段聚乙烯基超支化聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高度支化聚合物的制备技术领域，具体涉及一种两嵌段聚乙烯基超支化聚合 物及其制备方法和应用。

背景技术

聚烯烃材料是当今人们生活中必不可少的塑料制品，在生活中的消耗量极大。但是，随 着科学技术的发展和社会生活的改善，人们对聚烯烃材料的要求越来越高，种类需求也逐渐 增多，现有的聚烯烃材料难以满足人们的需求；而且新材料的开发周期较长，投入的费用也 高，亦无法跟上时代发展的步伐，材料开发面临巨大的挑战。不过，很快研究人员发现通过 聚合物共混方法，不仅可以结合各种聚烯烃材料的最佳性能，改善单一材料的加工和使用性 能，而且大幅度降低成本，是改性原有聚合物材料和开发新型聚合物材料的重要手段。然而 面临的另一大问题是：共混的两相由于极性或结晶能力的巨大差异产生相分离，导致共混物 机械性能不足。

改善不相容聚合物之间界面粘结性能的一种有效方法是加入嵌段或接枝共聚物增容剂。 增容剂能够降低界面张力，从而减小聚合物两相尺寸；此外，增容剂分子能够同时与两组分 互混，从而增强界面的粘度，有利于应力从一个相有效地转移到另一个相，进而防止界面开 裂和失效，改善共混体系的机械性能。

鉴于共混材料的广阔的应用前景，为了改善不相容聚合物之间界面粘结性能，前人已经 设计合成了多种接枝、嵌段以及梯度共聚物增容剂。然而，现有增容剂共同的问题是随着增 容剂分子量的增加，增容剂分子易被共混体系包埋，分子链难以向相界面运动，从而使得增 容剂在界面的面密度降低。而增容剂聚合度过低则使得增容剂分子与相间作用力减弱，面密 度与聚合度两者并不能同时增加。因此，开发一种新型增容剂来进一步提高聚合物材料性能， 成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是为解决增容剂聚合度过低则使得增容剂分子与相间作用力减弱，面 密度与聚合度两者并不能同时增加的问题，提供一种两嵌段聚乙烯基超支化聚合物及其制备 方法和应用

本发明根据植物根系的仿生学原理，从增容剂分子结构设计入手，设计合成聚乙烯-超支 化嵌段聚合物，一段为线性聚乙烯链，另一段为超支化聚合物。通过改变反应条件，可以得 到不同链长的线性段和不同代数的超支化段。线性-超支化聚合物结合了线性聚乙烯的结晶方 面的特性，同时引入了超支化结构多末端功能基团、低粘度、流变性能好的特点。超支化结 构既有利于增容剂向两相界面的迁移，大量的功能基团又有利于防止增容剂从相中拔出。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案包括：

一种两嵌段聚乙烯基超支化聚合物，所述两嵌段聚乙烯基超支化聚合物一段为线性聚乙 烯链，另一段为超支化聚合物，所述超支化聚合物末端基团包括羟基，脂肪族烷酯基： -OOC-(CH₂)_x-CH₃、x＝0～30，苯甲酯基中的任一种或几种组合。

其具体结构式如下：

其中，n＝4～3600。

所述两嵌段聚乙烯基超支化聚合物，分子量为10000～600000，分子量分布指数为1～10， 烯醇插入率为0.01％～10％。

一种两嵌段聚乙烯基超支化聚合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备共聚物：在乙烯环境下，以钒配合物作为催化剂，以烷基铝作为保护剂和 助催化剂，以三氯乙酸乙酯作为再活化剂，于20℃～35℃温度下，由乙烯和烯醇单体经配位 聚合合成乙烯-烯丁醇的共聚物；

步骤二：制备两嵌段聚乙烯基超支化聚合物：将所述步骤一制备的共聚物与强碱反应， 生成大分子引发剂，加入溶剂配成5wt％～20wt％的溶液，缓慢滴加或一次性加入缩水甘油， 然后在90℃～120℃温度下反应24小时～72小时，以甲醇终止反应后，经氢离子交换树脂处理 后，加入沉淀剂沉淀、过滤、干燥，得到两嵌段聚乙烯基超支化聚合物。

所述的烯醇单体为烯丁醇单体或十一烯醇单体。

所述的强碱包括氢化钾、氢化钠、氢氧化铯、氯化二乙基铝、二氯化乙基铝、正丁基锂、 三乙基铝、乙醇钾、甲醇钾、叔丁醇钾中的任一种或几种组合。

所述步骤二中的共聚物与强碱的重量份数比为1∶1000～100∶1。