[发明专利]一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法

摘要

本发明属于高分子材料的制备技术领域，具体公开了一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，是一种先紫外辐照和臭氧处理后在水溶液中进行自由基接枝聚合制备表面极性化超高分子量聚乙烯粉末的方法，所制备的产品表面具有大量的亲水性基团，能够与水混溶甚至沉入水底，制备的工艺过程更环保，更易于工业化大批量生产。本发明制备的亲水性超高分子量聚乙烯粉末的性能优异，可以与大量的聚合物材料形成综合性能优良的聚合物合金材料，复合后形成的合金材料既保留了超高分子量聚乙烯所具有的优异的耐磨性、自润滑性和优良的抗冲击强度，又不影响被改性材料的力学性能，亲水性超高分子量聚乙烯粉在塑料、橡胶、涂料和粘接剂领域有着广泛的用途。

主权项

一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法，其步骤如下：（1）、将原料UHMWPE粉末在空气中进行紫外辐照：紫外灯的波长为365～450nm，光强为80w/m²，在60‑80℃辐照120‑240分钟；（2）、将步骤（1）辐照后所得UHMWPE粉末进行臭氧处理：臭氧浓度为100mg/m³，温度为100‑110℃，时间为30‑60分钟，处理后自然冷至室温；（3）、将步骤（2）臭氧处理后所得UHMWPE粉分散到蒸馏水中，加入混合单体、分散剂以及引发剂，在高纯氮气保护下，搅拌混合均匀，在5～100℃反应30～300分钟，抽滤，20～80℃ 真空干燥4～20小时；所述混合单体为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、醋酸乙烯酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中四种以上的混合物；所述混合单体中包含核心单体，所述核心单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一种或两种以上的混合物；所述混合单体总质量为原料UHMWPE粉末质量的8‑11%；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇200～10000、聚乙二醇单甲醚200～10000、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十氢化萘、环己烷、甲基环己烷、石油醚、庚烷和辛烷中的两种以上的混合物；所述分散剂用量为步骤（3）所述蒸馏水质量的0.1%～10%；所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、N，N‑二甲基苯胺、三乙胺、环烷酸盐、硫醇、三乙基铝、三乙基硼、萘酸盐中的一种或两种的混合物；所述引发剂用量为混合单体总质量的0.01～1%；所述蒸馏水的用量为原料UHMWPE粉末重量的3‑10倍；（4）、向步骤（3）所得UHMWPE粉中加入5wt%氢氧化钠溶液反应60分钟，抽滤；所述5wt%氢氧化钠溶液用量与原料UHMWPE粉末的比例为1mL：2g；（5）、向步骤（4）所得UHMWPE粉中加入20wt%盐酸进行中和反应，直到反应溶液呈中性，抽滤，80℃真空干燥20小时，得到亲水性超高分子量聚乙烯粉末产品。