一種濕法制備聚乙烯塑料聚合物的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種濕法制備聚乙烯塑料聚合物的方法，屬于塑料聚合物制備領域。
【背景技術】
[0002]聚乙烯(PE)是世界上最常用的塑料聚合物，年消耗率超過每年500億鎊。超過70%的Porex產品使用聚乙烯。以重復的線性分子結構-CH2-CH2-為單位，PE是一種半結晶聚合物，其強韌性在拉伸斷裂前得到增強。一般說來，PE是一種堅固的輕量級熱塑性材料，擁有極好的耐化學性。耐腐蝕性，電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優良，可以氯化，輻照改性，可用玻璃纖維增強。低壓聚乙烯的熔點，剛性，硬度和強度較高，吸水性小，有良好的電性能和耐輻射性；高壓聚乙烯的柔軟性，伸長率，沖擊強度和滲透性較好，超高分子量聚乙烯沖擊強度高、耐疲勞、耐磨。低壓聚乙烯適于制作耐腐蝕零件和絕緣零件；高壓聚乙烯適于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯適于制作減震，耐磨及傳動零件。
[0003]目前國際上高性能聚乙烯纖維有兩種不同的生產工藝技術路線:一條是以Dyneema為代表的高揮發性溶劑(十氫萘)干法凝膠紡絲工藝路線(簡稱干法路線)，另一條是以Spectra為代表的低揮發性溶劑(礦物油、白油等)濕法凝膠紡絲工藝路線(簡稱濕法路線)。干法路線以高揮發性十氫萘為溶劑，超高分子量聚乙烯粉末為原料，采用凍膠干法紡絲一超倍熱拉伸一溶劑回收系統一體化制取高性能聚乙烯纖維，紡絲原液自噴絲孔擠出后使十氫萘氣化逸出，得到干態凝膠原絲，經高倍拉伸得高性能聚乙烯纖維。濕法路線以礦物油、白油等低揮發性物質為溶劑制備超高分子量聚乙烯紡絲原液，紡絲原液自噴絲孔擠出后進入水浴(或水與乙三醇等的混合浴)凝固得到含低揮發性溶劑的濕態凝膠原絲。將濕態凝膠原絲用高揮發性和優良萃取性能的萃取劑(氟利昂或其他試劑)經連續萃取裝置多級萃取，置換入凝膠原絲中的萃取劑經連續多級干燥裝置充分氣化逸出，得干態凝膠原絲，經高倍拉伸得高性能聚乙烯纖維。干法路線具有工藝流程短、產品質量好、生產成本低、溶劑直接回收、紡絲與溶劑回收系統密閉一體化、經濟環保等優點。濕法工藝路線中需要耗用大量的萃取劑并經歷多道萃取、干燥、混合試劑精餾分離回收過程，容易造成環境污染。目前所用萃取劑為氟里昂，因對大氣層有破壞作用而可能被禁用。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題:針對濕法路線以礦物油、白油等低揮發性物質為溶劑制備超高分子量聚乙烯紡絲原液，由于原液濃度較低，在工藝路線中需要耗用大量的萃取劑并經歷多道萃取、干燥、混合試劑精餾分離回收過程，且所用萃取劑為氟里昂，導致制備過程復雜、成本高，因對大氣層有破壞作用而可能被禁用的弊端，提供了一種濕法制備聚乙烯塑料聚合物的方法，本發明是取綠蘿葉和爬山虎葉清洗搗碎，乙酸乙酯抽提得抽提液，與超高分子量聚乙烯粉末混合蒸煮，冷卻后加入氫氧化鐵顆粒混合均勻，靜置沉淀過濾擠壓成餅干燥，進行壓榨成絲，依次經濃硫酸漂洗、去離子水洗滌、氫氧化鈉溶液漂洗、去離子水洗滌，再經植物抽提液反復漂洗，拉伸自然風干制得。本發明制備過程簡單，無需萃取劑萃取，安全、環保，所得產品性能好。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是:
(1)摘取1?3kg綠蘿葉和1?2kg爬山虎葉，分別放入質量分數為5?7%的氯化鈉溶液中浸泡30?40min后，用水流輕微沖洗1?2次，去除污漬和雜質，在通風狀態下自然風干，待風干完成后，放入矩形容器中，用搗碎機搗碎后，向其中加入30?40mL乙酸乙酯抽提2?3h，得抽提液；
(2)將上述的抽提液放入圓底鍋中，同時加入50?60g超高分子量聚乙烯粉末，浸泡1?2h，待浸泡完成后，控制轉速為500?700r/min，攪拌30?40min，使其充分混合均勻，再向其中加入水，使其沒過混合物3?5cm，蓋上鍋蓋，再以10°C /min的速度程序升溫至100?105°C，保持溫度蒸煮20?30min，蒸煮完成后，冷卻至室溫，得超高分子量聚乙烯混合物備用；
(3)取18?20g氯化鐵放入容器中，同時向其中加入20?30mL氫氧化鈉溶液，在溫度為50?70°C下，磁力攪拌20?30min，待攪拌完成后，分別向其中加入10?12mL尿素和8?10mL丙三醇，提高溫度為98?100°C，攪拌50?60min，得氫氧化鐵膠體；
(4)取10?12g氫氧化鐵膠體，放入105?110°C烘箱中干燥30?40min，待干燥后，投入粉碎機中粉碎，再置于碾磨機中碾磨20?30min，過篩，得50?60目氫氧化鐵顆粒，將其加入備用的超高分子量聚乙烯混合物中，磁力攪拌50?60min，控制轉速為1000?1200r/min，使其充分混合均勻，靜置1?2h，投入擠壓機中擠壓成餅狀，放入干燥箱中干燥，待其含液體量為10?20%，停止干燥，冷卻至室溫；
(5)將上述冷卻后的餅狀物，放入壓榨機中，控制溫度為60?80°C，壓力為0.5?0.7MPa，擠壓成直徑為30?50 μ m的絲狀物，然后依次經質量分數為98%的濃硫酸中漂洗5?lOmin，待漂洗完成后，經去離子水洗滌，使得其pH值為中性，再經質量濃度為0.3mol/L的氫氧化鈉溶液漂洗5?lOmin，待漂洗完成后，再經去離子水洗滌至其pH值為中性；
(6)將上述再次洗滌后的絲狀物加入步驟(1)中所得的提取液中，加入量與絲狀物質量比為3: 2，反復漂洗20?30min，待漂洗完成后，對其進行拉伸，拉伸后取出，自然風干，即得聚乙烯塑料聚合物。
[0006]本發明的應用方法:將制得的聚乙烯塑料聚合物、卷制、固化、脫模、涂裝制成制成自行車手剎，所得手剎質量好，測得拉伸強度為2500MPa，線膨脹系數小，不受低溫高溫影響，可持續使用15?20年不變形，耐腐蝕和耐沖擊性強。
[0007]本發明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發明制備方法簡單，制備過程中無需萃取劑萃取，對環境無污染；
(2)生產成本低，所得產品質量好、性能佳。
【具體實施方式】
[0008]首先摘取1?3kg綠蘿葉和1?2kg爬山虎葉，分別放入質量分數為5?7%的氯化鈉溶液中浸泡30?40min后，用水流輕微沖洗1?2次，去除污漬和雜質，在通風狀態下自然風干，待風干完成后，放入矩形容器中，用搗碎機搗碎后，向其中加入30?40mL乙酸乙酯抽提2?3h，得抽提液；然后將上述的抽提液放入圓底鍋中，同時加入50?60g超高分子量聚乙烯粉末，浸泡1?2h，待浸泡完成后，控制轉速為500?700r/min，攪拌30?40min，使其充分混合均勻，再向其中加入水，使其沒過混合物3?5cm，蓋上鍋蓋，再以10°C /min的速度程序升溫至100?105°C，保持溫度蒸煮20?30min，蒸煮完成后，冷卻至室溫，得超高分子量聚乙烯混合物備用；再取18?20g氯化鐵放入容器中，同時向其中加入20?30mL氫氧化鈉溶液，在溫度為50?70°C下，磁力攪拌20?30min，待攪拌完成后，分別向其中加入10?12mL尿素和8?10mL丙三醇，提高溫度為98?100°C，攪拌50?60min，得氫氧化鐵膠體；取10?12g氫氧化鐵膠體，放入105?110°C烘箱中干燥30?40min，待干燥后，投入粉碎機中粉碎，再置于碾磨機中碾磨20?30min，過篩，得50?60目氫氧化鐵顆粒，將其加入備用的超高分子量聚乙烯混合物中，磁力攪拌50?60min，控制轉速為1000?1200r/min，使其充分混合均勻，靜置1?2h，投入擠壓機中擠壓成餅狀，放入干燥箱中干燥，待其含液體量為10?20%，停止干燥，冷卻至室溫；再將上述冷卻后的餅狀物，放入壓榨機中，控制溫度為60?80°C，壓力為0.5?0.7MPa，擠壓成直徑為30?50 μ m的絲狀物，然后依次經質量分數為98%的濃硫酸中漂洗5?lOmin，待漂洗完成后，經去離子水洗滌，使得其pH值為中性，再經質量濃度為0.3mol/L的氫氧化鈉溶液漂洗5?lOmin，待漂洗完成后，再經去離子水洗滌至其pH值為中性；最后將上述再次洗滌后的絲狀物加入綠蘿葉和爬山虎葉制得的提取液中，加入量與絲狀物質量比為3:2，反復漂洗20?30min，待漂洗完成后，對其進行拉伸，拉伸后取出，自然風干，即得聚乙烯塑料聚合物。
[0009]實例1
首先摘取1kg綠蘿葉和1kg爬山虎葉，分別放入質量分數為5%的氯化鈉溶液中浸泡30min后，用水流輕微沖洗1次，去除污漬和雜質，在通風狀態下自然風干，待風干完成后，放入矩形容器中，用搗碎機搗碎后，向其中加入30mL乙酸乙酯抽提2h，得抽提液；然后將上述的抽提液放入圓底鍋中，同時加入50g超高分子量聚乙烯粉末，浸泡lh，待浸泡完成后，控制轉速為500r/min，攪拌30min，使其充分混合均勻，再向其中加入水，使其沒過混合物3cm，蓋上鍋蓋，再以10 °C /min的速度程序升溫至100 °C，保持溫度蒸煮20min，蒸煮完成后，冷卻至室溫，得超高分子量聚乙烯混合物備用；再取18g氯化鐵放入容器中，同時向其中加入20mL氫氧化鈉溶液，在溫度為50°C下，磁力攪拌20min，待攪拌完成后，分別向其中加入10mL尿素和8mL丙三醇，提高溫度為98°