[发明专利]一种刚性超疏水有色聚乙烯及其制备方法

说明书

本发明公开一种刚性超疏水有色聚乙烯及其制备方法；以单末端羟基聚乙烯为原料，单末端羟基聚乙烯与链转移剂反应后得到聚乙烯大分子链转移剂，利用聚乙烯大分子链转移剂引发硅烷偶联剂、着色剂聚合得到刚性超疏水有色聚乙烯；本发明得到的刚性超疏水有色聚乙烯具有极好的自清洁性；该刚性超疏水有色聚乙烯的制备操作工艺简单、重现性好、无需任何昂贵设备、也不需要复杂的化学处理过程，具有很好的工业化应用前景；得到的刚性超疏水有色聚乙烯力学性能优异，具有良好的着色性能。

技术领域

本发明属高分子材料领域，具体涉及一种刚性超疏水有色聚乙烯及其制备方法。

背景技术

随着表面化学以及蓝色能在工业生产及日常生活中的应用需求越来越大，超疏水材料，一种被运用在自清洁、防冻防雾防腐蚀、油水分离、水清洁抽提及流体减阻减损等方面的材料，受到了人们的广泛关注及研究，其特点在于其表面完全不会被水或水基液体所浸润，且水在其表面上的静态接触角大于150°，滚动接触角小于5°；而公认的使材料表面具备超疏水性质的两大决定性因素为：(1)表面具有微纳尺度复合结构；(2)表面具有低表面能物质。

尽管聚乙烯是疏水材料，但它与水的接触角仅为112°左右，疏水性还不够高，造成它在使用过程中容易被污染；基于此，本发明提供一种刚性超疏水有色聚乙烯及其制备方法。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种刚性超疏水有色聚乙烯及其制备方法，在聚乙烯分子链上引入聚硅烷偶联剂和着色聚合物，超疏水性聚硅烷偶联剂和着色聚合物具有协同增效作用。

本发明的目的在于提供一种刚性超疏水有色聚乙烯。

本发明的另一目在于是提供上述刚性超疏水有色聚乙烯的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种刚性超疏水有色聚乙烯，其结构式如下式(I)所示：

式中n的取值为25～100，m的取值为15～25，p的取值为5～10。

上述刚性超疏水有色聚乙烯的反应流程及制备方法如下：

1.聚乙烯大分子链转移剂的制备。

80℃下，以四氢呋喃为溶剂，4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸先与SOCl₂进行酰氯化反应，然后再以甲苯为溶剂、吡啶为缚酸剂，4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酰氯与单末端羟基聚乙烯进行酯化反应，得到聚乙烯大分子转移剂。

其中，所述4-氰基-4-(硫代苯甲酸)戊酸与SOCl₂、单末端羟基聚乙烯的摩尔比为5:5:1。

2.超疏水聚乙烯嵌段共聚物的制备。

以N,N-二甲基甲酰胺DMF为溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂、聚乙烯大分子链转移剂为链转移剂、硅烷偶联剂为单体，在70～80℃油浴氮气保护下反应0.5～1.5h，提纯，即可得到超疏水聚乙烯嵌段共聚物。

其中，所述的硅烷偶联剂具有以下结构式：

其中，所述偶氮二异丁腈与聚乙烯大分子链转移剂、硅烷偶联剂的摩尔比为1:8:800。

其中，所述硅烷偶联剂的摩尔浓度为1.5mol/L。

3.刚性超疏水有色聚乙烯的制备。

以N,N-二甲基甲酰胺DMF为溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂超疏水聚乙烯嵌段共聚物为链转移剂、着色剂为单体，在70～80℃油浴氮气保护下反应0.5～1.5h，提纯，即可得到刚性超疏水有色聚乙烯。