[發明專利]一種聚乙烯基吡咯烷酮/氯化聚乙烯吸水膨脹橡膠的制備方法

有效

• 申請號: 202010154004.0
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111285971B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 陶勇
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08F255/02
• 分類號: C08F255/02;C08F222/14;C08F226/10
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 雷斐

本發明屬于高分子類接枝共聚物及其制備技術領域，涉及了一種聚乙烯基吡咯烷酮/氯化聚乙烯吸水膨脹橡膠的制備方法。本發明先以溶有引發劑和交聯劑的親水性單體N?乙烯基吡咯烷酮溶脹氯化聚乙烯橡膠，然后進行自由基聚合，得到聚乙烯基吡咯烷酮/氯化聚乙烯吸水膨脹橡膠。這種先溶脹后聚合的方法使得原位形成的親水聚合物均勻而有效地分散在橡膠基體中。進一步地，這種制備方法得到橡膠分子鏈接枝親水性聚合物的接枝共聚物，并且在交聯劑的參與下形成了三維空間網狀結構。接枝和交聯的共同作用使得親水分散相和橡膠基體牢固連接在一起，有效抑制了親水聚合物在浸水后的流失，顯著提高了吸水膨脹橡膠的穩定性。

所屬技術領域

本發明屬于高分子類接枝共聚物及其制備技術領域，具體涉及一種聚乙烯基吡咯烷酮/氯化聚乙烯吸水膨脹橡膠的制備方法。

背景技術

吸水膨脹橡膠是一種由親水材料與橡膠構成的復合材料，其中橡膠作為連續相，親水材料一般以微米級尺寸分散于橡膠之中。吸水膨脹橡膠接觸水之后，其中的親水材料顆粒可吸收水分而引起吸水膨脹橡膠的體積膨脹，當橡膠基體因膨脹導致的向心收縮力與內部親水材料吸水導致的膨脹力達到互相平衡之時，吸水膨脹橡膠就達到最大吸水膨脹倍率。吸水膨脹橡膠因為具有吸水膨脹密封、以水止水的特性，廣泛用作地鐵、隧道、公路和地下建筑等工程的工程變形縫、施工縫、管道接頭等密封止漏材料和水壩的現場快速堵漏。其研究開發1970年代肇始于日本，隨后歐美日各國對其進行了深入的理論和應用研究。我國雖然起步較晚，但在廣大科研人員努力下也有了顯著進展。

目前常見的吸水膨脹橡膠的制備方法主要有兩類：物理共混和化學接枝。

物理共混型吸水膨脹橡膠，顧名思義就是通過強剪切力將吸水材料切碎成微米級小顆粒，分散在橡膠基體之中，然后硫化交聯得到吸水膨脹橡膠。共混法比較簡單，成本低廉，而且無論是橡膠基體還是吸水材料都有很多選擇。可供選擇的吸水材料有：(1)天然高分子高吸水樹脂，如淀粉或纖維素接枝聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺而成；(2)合成高吸水樹脂，如交聯的聚(甲基)丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等等；(3)無機類的高鈉基膨潤土及其改性產品。橡膠基體一般選擇有一定極性的橡膠，如氯化聚乙烯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠，這是為了增加橡膠基體與吸水樹脂之間的界面結合力，抑制吸水樹脂流失。最好再加入接枝型(或嵌段型)增容劑以進一步加強界面結合力。但是由于吸水樹脂本身內聚力大，所以與橡膠基體的相容性差，在橡膠基體之中分散不好；而且吸水樹脂與橡膠基體之間沒有化學鍵的結合，所以浸水后容易從橡膠中脫析出來，導致吸水膨脹率和力學性能隨著使用時間越來越差。

化學接枝型吸水膨脹橡膠是通過化學反應將親水高分子鏈接枝到橡膠分子鏈上而得到的。與共混型相比，吸水樹脂分散性好，與橡膠基體的界面結合力強，吸水膨脹穩定性強。CN201410122582中公布了一種具有持久親水性接枝改性含氯聚合物薄膜的制備方法。該專利申請的方法是先用強堿脫去含氯聚合物鏈上的HCl，在鏈上形成不飽和鍵，然后通過自由基聚合反應在含氯聚合物鏈上接枝親水聚合物。該方法的不足之處是接枝率低(生成較多的親水均聚物)、步驟比較繁瑣、成本較高。

發明內容

前人的研究成果顯示，氯化聚乙烯可以被某些烯類單體溶脹，隨后引發自由基聚合，聚合過程中發生自由基鏈轉移，形成氯化聚乙烯接枝共聚物。受此啟發，本案的發明人發現一種親水性單體—N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)—可以在較寬組成配比范圍內溶脹氯化聚乙烯橡膠，隨之引發其聚合而生成吸水膨脹橡膠。

本發明的目的在于避免上述現有技術中的不足之處而提供一種聚乙烯基吡咯烷酮/氯化聚乙烯吸水膨脹橡膠的制備方法。本發明的目的通過如下技術方案實現：

1.一種聚乙烯基吡咯烷酮/氯化聚乙烯吸水膨脹橡膠的制備方法，其特征在于制備方法為：