[發明專利]一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710429017.2
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107245225B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 王宗寶;苗偉俊;么桂彬;遲恩義
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C08L65/00
• 分類號: C08L65/00;C08L23/06;C08G61/08;B29C45/26;B29C45/73;B29C45/76;B29C45/78
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 單燕君

1.一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料的制備方法，其特征在于，步驟包括：將合成的周期性氯化聚乙烯和超高分子量聚乙烯長纖維連續均勻加入到在線混煉注塑成型裝置中注塑成型得到氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料，其中，物料通過注塑機噴嘴的溫度為110～140℃，注射壓力為100～300MPa，模具溫度為30～60℃，物料在模具中的冷卻速率為4～40℃/min。

2.根據權利要求1所述的一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述氯化聚乙烯的合成路線如下：

（a）將1～10 mol 直鏈末端烯-1-醇加入到盛有1～10mol四溴化碳和600～6000ml二氯甲烷的反應器中，將反應器冷卻到0℃后，緩慢加入1～5mol三苯基磷，0℃下攪拌30～60分鐘，然后升至室溫攪拌2小時，反應結束后，分離產物并除去溶劑，得到產物A；

（b）將（a）所得的200-2000g（1-10mol）產物A加入到裝有50-500 g鎂屑和1-5 L四氫呋喃的反應器中，將反應器冷卻到0℃后，含有0.7-7 mol甲酸甲酯的300-3000mL四氫呋喃溶液加入上述反應器中，升至室溫后回流20-36小時，反應結束，加入1M的1-5L鹽酸溶液，萃取清洗后，除去溶劑并干燥過夜，得到白色固體B；

（c）將步驟（b）的200-2000g白色固體B，裝入盛有2-5L四氯化碳溶液的反應器中，加入0.8-3mol三苯基磷，再在室溫下攪拌4-8小時，反應結束后除去溶劑，除去氧化磷，得到白色固體C；

（d）將白色固體C和Grubbs一代催化劑，以摩爾比2000～10000：1的比例混合，，30～50℃下抽真空聚合反應3天，加入二乙基醚終止反應，之后加入甲苯攪拌溶解，然后加入到冷的酸甲醇溶液中沉降，過濾干燥，得到不飽和聚合物D；

（e）將不飽和聚合物D溶解在鄰二甲苯中，加入對甲基苯磺酰肼（TSH）和三丙胺（TPA），其中TSH和TPA與不飽和聚合物D的摩爾比為3～5：1和3～5:1，回流9小時后冷卻至室溫，加入到冷的酸甲醇溶液中沉降，過濾干燥，得到周期性氯化聚乙烯。

3.根據權利要求1所述的一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料的制備方法，其特征在于，長纖維進入混煉裝置前在線切割成5-50mm的短纖維。

4.根據權利要求2所述的一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料的制備方法，其特征在于，在步驟（d）中還加入反應助劑二乙基次膦酸鋁，加入量為每10000g反應物中加入1-4g。

5.采用上述任一種權利要求所述的方法制備的復合材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯為周期性氯化聚乙烯，其重復結構單元的通式如下：

；

所述通式中，X=4，6，7，9，10，14或18；

所述氯化聚乙烯的數均分子量為8000～120000；

所述氯化聚乙烯與超高分子量聚乙烯纖維的質量比為1000：8～100；

所述復合材料，在差示掃描量熱測定中，以10℃/分的加熱速率測定的結晶熔融峰溫度大于等于100℃；所述復合材料，其拉伸強度大于等于38MPa，拉伸模量大于等于620MPa。

6.根據權利要求5所述的復合材料，其特征在于，所述通式中，X=4，7，10或14。

7.根據權利要求5或6所述的復合材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯的數均分子量為15000～50000。

8.根據權利要求5或6所述的一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯與超高分子量聚乙烯纖維的質量比為1000：15～40。

9. 根據權利要求5或6所述的一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纖維直徑為3～40 μm。

10.根據權利要求5或6所述的一種氯化聚乙烯/超高分子量聚乙烯纖維復合材料，其特征在于，所述復合材料，在差示掃描量熱測定中，以10℃/分的加熱速率測定的結晶熔融峰溫度大于等于110℃。