時間為60分鐘，處理后自然冷至室溫；
[0074]步驟3:將步驟2所得UHMWPE粉末分散到500ml蒸餾水中，然后依次加入2ml丙烯酸環(huán)己酯、1 g丙烯酰胺、5ml丙烯酸甲酯、2ml醋酸乙烯酯、lml三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、
0.0lg過氧化十二酰、5% (w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液20ml和10ml十氫化萘，在高純氮氣(99.999% )保護下，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，?5°C反應(yīng)180分鐘，抽濾，80°C真空干燥10小時；
[0075]步驟4:向步驟3所得UHMWPE粉末中加入5wt %氫氧化鈉溶液50ml反應(yīng)60分鐘，抽濾；
[0076]步驟5:向步驟4所得UHMWPE粉末中加入20wt%鹽酸進行中和反應(yīng)，直到反應(yīng)溶液呈中性，抽濾，80°C真空干燥20小時，得到親水性超高分子量聚乙烯粉末產(chǎn)品。
[0077]所得產(chǎn)品的表面形成了大量親水性基團，經(jīng)紅外光譜檢測的圖譜中的特征峰顯示產(chǎn)品表面存在羧基、羥基、酰胺基和羰基等基團。
[0078]所得親水性超高分子量聚乙烯粉末產(chǎn)品按照實施例1的方法加水?dāng)嚢韬箪o置，依然能夠均勻分散在水中，現(xiàn)象與圖2基本相同，圖略；將100份(質(zhì)量)熱塑性聚氨酯彈性體與20份(質(zhì)量)的本實施例制備的親水性超高分子量聚乙烯粉末產(chǎn)品在密煉機中180°C熔融混合所制得的聚合物合金材料經(jīng)電子拉力試驗機測試，標(biāo)準(zhǔn)為TPU JIS K7331 1995，其拉伸強度和斷裂伸長率分別從300kg/cm2和515%提高到320kg/cm2和530%。
[0079]實施例6
[0080]—種親水性超高分子量聚乙烯粉末的組合制備方法，具體步驟如下:
[0081]步驟1:將原料UHMWPE粉末100g直接在空氣中進行紫外輻照:紫外燈的波長為365 ?450nm，光強為 80w/m2，在 60°Cfg照 180 分鐘；
[0082]步驟2:將步驟1所得UHMWPE粉末進行臭氧處理:臭氧濃度為100mg/m3，溫度為110°c，時間為60分鐘，處理后自然冷至室溫；
[0083]步驟3:將步驟2所得UHMWPE粉末分散到500ml蒸餾水中，然后依次加入2ml丙烯酸丁酯、lg丙烯酰胺、5ml丙烯酸甲酯、2ml甲基丙烯酸甲酯、lml三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、0.0lg過氧化二苯甲酰、5% (w/v)的聚乙烯醇(PVA1788)水溶液20ml和10ml十氫化萘，在高純氮氣(99.999% )保護下，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，?5°C反應(yīng)180分鐘，抽濾，80°C真空干燥10小時；
[0084]步驟4:向步驟3所得UHMWPE粉末中加入5wt %氫氧化鈉溶液50ml反應(yīng)60分鐘，抽濾；
[0085]步驟5:向步驟4所得UHMWPE粉末中加入20wt%鹽酸進行中和反應(yīng)，直到反應(yīng)溶液呈中性，抽濾，80°C真空干燥20小時，得到親水性超高分子量聚乙烯粉末產(chǎn)品。
[0086]所得產(chǎn)品的表面形成了大量親水性基團，經(jīng)紅外光譜檢測的圖譜中的特征峰顯示產(chǎn)品表面存在羧基、羥基、酰胺基和羰基等基團。
[0087]所得親水性超高分子量聚乙烯粉末產(chǎn)品按照實施例1的方法加水?dāng)嚢韬箪o置，依然能夠均勻分散在水中，現(xiàn)象與圖2基本相同，圖略；將100份(質(zhì)量)熱塑性聚氨酯彈性體與20份(質(zhì)量)的本實施例制備的親水性超高分子量聚乙烯粉末產(chǎn)品在密煉機中180°C熔融混合所制得的聚合物合金材料經(jīng)電子拉力試驗機測試，標(biāo)準(zhǔn)為TPU JIS K7331 1995，其拉伸強度和斷裂伸長率分別從300kg/cm2和515%提高到320kg/cm2和530%。
【主權(quán)項】
1.一種親水性超高分子量聚乙烯粉末的組合制備方法，其步驟如下: (1)、將原料UHMWPE粉末在空氣中進行紫外輻照:紫外燈的波長為365?450nm，光強為 80w/m2，在 60-80°C 輻照 120-240 分鐘； (2)、將步驟(1)輻照后所得UHMWPE粉末進行臭氧處理:臭氧濃度為100mg/m3，溫度為100-110°C，時間為30-60分鐘，處理后自然冷至室溫； (3 )、將步驟(2 )臭氧處理后所得UHMWPE粉分散到蒸餾水中，加入混合單體、分散劑以及引發(fā)劑，在高純氮氣保護下，攪拌混合均勻，在5?100°C反應(yīng)30?300分鐘，抽濾，20?80°C真空干燥4?20小時； 所述混合單體為丙烯酸、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、丙烯酸環(huán)己酯、醋酸乙烯酯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中四種以上的混合物； 所述混合單體中包含核心單體，所述核心單體為丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺中的一種或兩種以上的混合物； 所述混合單體總質(zhì)量為原料UHMWPE粉末質(zhì)量的8-11% ; 所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇200?10000、聚乙二醇單甲醚200?10000、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、烷基酚聚氧乙烯醚、十氫化萘、環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、石油醚、庚烷和辛烷中的兩種以上的混合物； 所述分散劑用量為步驟(3)所述蒸餾水質(zhì)量的0.1%?10% ； 所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰、N，N-二甲基苯胺、三乙胺、環(huán)烷酸鹽、硫醇、三乙基鋁、三乙基硼、萘酸鹽中的一種或兩種的混合物； 所述引發(fā)劑用量為混合單體總質(zhì)量的0.01?1% ； 所述蒸餾水的用量為原料UHMWPE粉末重量的3-10倍； (4)、向步驟(3)所得UHMWPE粉中加入5wt%氫氧化鈉溶液反應(yīng)60分鐘，抽濾； 所述5wt%氫氧化鈉溶液用量與原料UHMWPE粉末的比例為lmL:2g ; (5 )、向步驟(4 )所得UHMWPE粉中加入20wt%鹽酸進行中和反應(yīng)，直到反應(yīng)溶液呈中性，抽濾，80°C真空干燥20小時，得到親水性超高分子量聚乙烯粉末產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述原料UHMWPE粉末分子量300?500萬，粒徑10?100 μ m。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述步驟(3)攪拌混合均勻后，在85°C反應(yīng)180分鐘，抽濾，80°C真空干燥10小時。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述混合單體總質(zhì)量為原料UHMWPE粉末質(zhì)量的10%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述混合單體為丙烯酸、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、丙烯酸環(huán)己酯、醋酸乙烯酯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的4-5種的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述混合單體中核心單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%?30%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述分散劑為聚乙烯醇和十氫化萘的混合物； 所述分散劑用量為步驟(3)所述蒸餾水質(zhì)量的1.5?2.5%。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合制備方法，其特征在于:所述聚乙烯醇為PVA1788，其加入形式為水溶液。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰或過氧化十二酰。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑用量為混合單體總質(zhì)量的0.08?0.11% ； 所述蒸餾水的用量為原料UHMWPE粉末重量的5倍。
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種親水性超高分子量聚乙烯粉末的組合制備方法，是一種先紫外輻照和臭氧處理后在水溶液中進行自由基接枝聚合制備表面極性化超高分子量聚乙烯粉末的方法，所制備的產(chǎn)品表面具有大量的親水性基團，能夠與水混溶甚至沉入水底，制備的工藝過程更環(huán)保，更易于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。本發(fā)明制備的親水性超高分子量聚乙烯粉末的性能優(yōu)異，可以與大量的聚合物材料形成綜合性能優(yōu)良的聚合物合金材料，復(fù)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優(yōu)異的耐磨性、自潤滑性和優(yōu)良的抗沖擊強度，又不影響被改性材料的力學(xué)性能，親水性超高分子量聚乙烯粉在塑料、橡膠、涂料和粘接劑領(lǐng)域有著廣泛的用途。
【IPC分類】C08F222/14, C08F218/08, C08L51/06, C08J3/00, C08J3/28, C08F220/56, C08F220/06, C08L75/04, C08F220/14, C08F255/02, C08F220/18
【公開號】CN105399901
【申請?zhí)枴緾N201510762453
【發(fā)明人】周建剛, 胡新良, 胡遠(yuǎn)強, 周毅, 劉海
【申請人】湖北工程學(xué)院
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月10日