利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法与流程

文档序号:16476220发布日期:2019-01-02 23:37阅读:511来源:国知局
利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法与流程

本发明属于聚合物改性领域,具体涉及一种利用烷烃促进聚-α-甲基苯乙烯降解的方法。



背景技术:

随着经济的发展和人口的增长,当今社会对能源的需求越来越大,能源问题已成为当今社会所面临的重要问题,随着煤炭,石油,天然气等化石燃料的日益枯竭,人们将目光越来越多的投向新能源的开发与利用,在所有新能源中,核能被认为是最具有潜力的新能源。核能的利用分为核裂变与核聚变,其中,核裂变已得到实际应用,但是核裂变反应中,由于裂变燃料在自然界中的储量有限且核裂变具有放射性和危险性,因此核裂变的应用受到一定的限制。相比之下,聚变燃料在自然界中储量丰富且为绿色燃料,且聚变可实现比裂变更高的能量释放,因此实现可控热核聚变具有极其重要的意义。目前,最有希望实现可控热核聚变的方式是惯性约束聚变(icf)。

成功实现icf实验的条件是对靶丸内核燃料的对称压缩,然而,流体力学不稳定性导致的不对称压缩,引起的核燃料与推进层之间的混合,降低燃料区的温度而导致压缩效率降低甚至点火失败。因此,icf实验对靶丸品质(几何球形,表面光洁度)提出了极其严苛的要求。

目前以聚-α-甲基苯乙烯pams芯轴为模板采用降解芯轴技术制备的gdp靶丸为最常用的靶丸,即利用低压等离子体化学气相沉积法在pams芯轴表面覆盖gdp碳氢涂层,形成gdp-pams复合微球,利用降解法将pams降解形成ams单体或二聚体等小分子以去除pams芯轴,形成gdp靶丸。因此,pams芯轴的几何球形及表面质量决定了最终靶丸的品质。在此降解芯轴技术中,pams与gdp之间降解温度的差异是降解芯轴技术的前提。为保证最终gdp靶丸的品质,在不影响芯轴微球几何球形及表面质量的前提下,降低pams芯轴的降解温度尤为重要。

本发明采用弹道炉法制备pams颗粒,通过向炉内管道中喷射聚合物溶液,使颗粒在其运行轨迹的顶点发生膨胀,延长pams颗粒在炉内管道中的停留时间,同时也使pams空心颗粒在成型时与环境气体之间的流体力学相互作用最小化,从而得到高品质pams空心颗粒。本发明通过向聚合物溶液中引入少量短链正烷烃(正辛烷,正十二烷,正十六烷)作为第三方添加剂,制备内含短链正烷烃的pams空心颗粒,在降解芯轴技术中,短链正烷烃可有效降低pams空心颗粒的降解温度,促进pams空心颗粒的降解,从而制备高品质的gdp靶丸。



技术实现要素:

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解。

优选的是,所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯、二甲苯、甲苯、四氢呋喃、dmf、氟苯中的任意一种;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为8~15%。

优选的是,所述烷烃为正辛烷、正十二烷、正十六烷中的任意一种;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为1%~15%。

优选的是,所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为4~6米,炉内管道尺寸为0.1~0.2米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃~125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1000~1500ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体。

优选的是,所述步骤三中,清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在45~55℃的真空烘箱中干燥。

优选的是,所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到400~600℃。

优选的是,所述步骤一中,还包括向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加咪唑类离子液体;所述咪唑类离子液体在混合溶液中的质量浓度为0.1%~0.5%。

优选的是,所述咪唑类离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸中的任意一种。

优选的是,所述步骤一的过程替换为:将聚-α-甲基苯乙烯溶液加入超临界反应装置中,然后添加烷烃和咪唑类离子液体,在体系密封后通入二氧化碳至25~65mpa、温度60~120℃的条件下搅拌30~60min,卸压,将得到的混合溶液加入双极性方波高压脉冲电场中处理;所述双极性方波高压脉冲电场的脉冲电场强度为25~35kv/cm,频率为500~1000hz,处理时间为10~30min。

优选的是,所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为2~3米,炉内管道尺寸为0.1~0.2米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为125℃~25℃;所述弹道炉法中,将混合溶液抽取至注射器中,将注射器固定于静电喷射装置上,利用静电喷射装置的高压电源将电压施加在注射器的不锈钢喷头上,且不锈钢喷头位于弹道炉的上端;控制静电喷射装置的高压电源电压为5~12kv、混合溶液流速为100~500ml/h,将混合溶液从上往下注入弹道炉内,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体。

本发明至少包括以下有益效果:本发明公开了一种利用短链正烷烃促进pams降解的方法,该方法对降解芯轴技术进行有效改进,降低pams芯轴微球的降解温度,保证利用降解芯轴技术制备的gdp靶丸品质;同时本发明通过弹道炉法制备pams颗粒,并向pams颗粒中引入正烷烃作为第三方添加剂,降低芯轴微球降解温度,促进pams颗粒降解,进而提高最终靶丸品质。与常用引发剂自身裂解提供自由基不同,烷烃中的一个空腔仅可容纳一个溶剂分子,其形成所需的自由能与空腔内部相互作用而被抵消,因此烷烃中未成氢键的溶剂分子具有潜在焓能,而该焓能为热力学驱动力,且在降解过程中,封装在pams中的正烷烃小分子通过撞击pams而提供降解所需能量,从而促进pams的降解,降低降解温度。该发明在不影响pams芯轴颗粒表面质量的前提下,可有效促进芯轴颗粒降解,提高靶丸品质。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明:

图1为本发明实施例1,4,7和对比例1制备的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的热重分析图;

图2本发明实施例4,5,6,23和对比例1制备的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的热重分析图;

图3为本发明中烷烃添加量和聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒降解温度的关系图;

图4为本发明中弹道炉法的结构示意图。

具体实施方式:

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正辛烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为2%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃;采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为265℃。

实施例2:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正辛烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为3%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为190℃。

实施例3:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正辛烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为10%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为167℃。

实施例4:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十二烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为2%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为255℃。

实施例5:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十二烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为3%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为170℃。

实施例6:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十二烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为10%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为94℃。

实施例7:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十六烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为2%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为232℃。

实施例8:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十六烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为3%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为130℃。

实施例9:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十六烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为10%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为120℃。

实施例10:

所述步骤一中,还包括向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加咪唑类离子液体;所述咪唑类离子液体在混合溶液中的质量浓度为0.3%;所述咪唑类离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐;采用添加咪唑类离子液体,进一步提高了聚-α-甲基苯乙烯和烷烃的分散溶解性,进一步降低了聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度。

其余工艺过程和参数与实施例1中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为250℃。

实施例11:

所述步骤一中,还包括向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加咪唑类离子液体;所述咪唑类离子液体在混合溶液中的质量浓度为0.2%;所述咪唑类离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐;

其余工艺过程和参数与实施例4中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为240℃。

实施例12:

所述步骤一中,还包括向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加咪唑类离子液体;所述咪唑类离子液体在混合溶液中的质量浓度为0.4%;所述咪唑类离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑乳酸;

其余工艺过程和参数与实施例7中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为215℃。

实施例13:

所述步骤一的过程替换为:将聚-α-甲基苯乙烯溶液加入超临界反应装置中,然后添加烷烃和咪唑类离子液体,在体系密封后通入二氧化碳至35mpa、温度80℃的条件下搅拌60min,卸压,将得到的混合溶液加入双极性方波高压脉冲电场中处理;所述双极性方波高压脉冲电场的脉冲电场强度为25kv/cm,频率为800hz,处理时间为10min;

其余工艺过程和参数与实施例10中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为232℃。

实施例14:

所述步骤一的过程替换为:将聚-α-甲基苯乙烯溶液加入超临界反应装置中,然后添加烷烃和咪唑类离子液体,在体系密封后通入二氧化碳至45mpa、温度80℃的条件下搅拌30min,卸压,将得到的混合溶液加入双极性方波高压脉冲电场中处理;所述双极性方波高压脉冲电场的脉冲电场强度为35kv/cm,频率为1000hz,处理时间为20min;

其余工艺过程和参数与实施例11中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为224℃。

实施例15:

所述步骤一的过程替换为:将聚-α-甲基苯乙烯溶液加入超临界反应装置中,然后添加烷烃和咪唑类离子液体,在体系密封后通入二氧化碳至35mpa、温度70℃的条件下搅拌30min,卸压,将得到的混合溶液加入双极性方波高压脉冲电场中处理;所述双极性方波高压脉冲电场的脉冲电场强度为25kv/cm,频率为500hz,处理时间为30min。

其余工艺过程和参数与实施例12中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为202℃。

实施例16:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正辛烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为1%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为2米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为125℃、100℃、75℃、50℃、25℃;所述弹道炉法中,将混合溶液抽取至注射器中,将注射器固定于静电喷射装置上,利用静电喷射装置的高压电源将电压施加在注射器的不锈钢喷头上,且不锈钢喷头位于弹道炉的上端;控制静电喷射装置的高压电源电压为8kv、混合溶液流速为200ml/h,将混合溶液从上往下注入弹道炉内,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为238℃。

实施例17:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十二烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为1%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为2米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为125℃、100℃、75℃、50℃、25℃;所述弹道炉法中,将混合溶液抽取至注射器中,将注射器固定于静电喷射装置上,利用静电喷射装置的高压电源将电压施加在注射器的不锈钢喷头上,且不锈钢喷头位于弹道炉的上端;控制静电喷射装置的高压电源电压为10kv、混合溶液流速为500ml/h,将混合溶液从上往下注入弹道炉内,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为228℃。

实施例18:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十六烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为1%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为2米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为125℃、100℃、75℃、50℃、25℃;所述弹道炉法中,将混合溶液抽取至注射器中,将注射器固定于静电喷射装置上,利用静电喷射装置的高压电源将电压施加在注射器的不锈钢喷头上,且不锈钢喷头位于弹道炉的上端;控制静电喷射装置的高压电源电压为6kv、混合溶液流速为300ml/h,将混合溶液从上往下注入弹道炉内,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为205℃。

实施例19:

所述步骤一的过程替换为:将聚-α-甲基苯乙烯溶液加入超临界反应装置中,然后添加烷烃和咪唑类离子液体,在体系密封后通入二氧化碳至35mpa、温度80℃的条件下搅拌60min,卸压,将得到的混合溶液加入双极性方波高压脉冲电场中处理;所述双极性方波高压脉冲电场的脉冲电场强度为25kv/cm,频率为800hz,处理时间为10min;所述咪唑类离子液体在混合溶液中的质量浓度为0.3%;所述咪唑类离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐;

其余工艺过程和参数与实施例16中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为215℃。

实施例20:

所述步骤一的过程替换为:将聚-α-甲基苯乙烯溶液加入超临界反应装置中,然后添加烷烃和咪唑类离子液体,在体系密封后通入二氧化碳至45mpa、温度80℃的条件下搅拌30min,卸压,将得到的混合溶液加入双极性方波高压脉冲电场中处理;所述双极性方波高压脉冲电场的脉冲电场强度为35kv/cm,频率为1000hz,处理时间为20min;所述咪唑类离子液体在混合溶液中的质量浓度为0.2%;所述咪唑类离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐;

其余工艺过程和参数与实施例17中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为203℃。

实施例21:

所述步骤一的过程替换为:将聚-α-甲基苯乙烯溶液加入超临界反应装置中,然后添加烷烃和咪唑类离子液体,在体系密封后通入二氧化碳至35mpa、温度70℃的条件下搅拌30min,卸压,将得到的混合溶液加入双极性方波高压脉冲电场中处理;所述双极性方波高压脉冲电场的脉冲电场强度为25kv/cm,频率为500hz,处理时间为30min;所述咪唑类离子液体在混合溶液中的质量浓度为0.4%;所述咪唑类离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑乳酸;

其余工艺过程和参数与实施例18中的完全相同。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为185℃。

实施例22:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正辛烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为15%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃;采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为142℃。

实施例23:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十二烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为15%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为86℃。

实施例24:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、向聚-α-甲基苯乙烯溶液中添加烷烃,配制成双溶剂体系的混合溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;所述烷烃为正十六烷;所述烷烃在混合溶液中的质量浓度为15%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的混合溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为115℃。

对比例1:

一种利用烷烃降低聚-α-甲基苯乙烯降解温度的方法,包括以下步骤:

步骤一、配制聚-α-甲基苯乙烯溶液;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液采用的溶剂为对二甲苯;所述聚-α-甲基苯乙烯溶液的质量浓度为10%;

步骤二、利用弹道炉法将步骤一的聚-α-甲基苯乙烯溶液制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉法采用的弹道炉的高度为5米,炉内管道尺寸为0.1米;所述弹道炉内从下往上的温度区间为25℃、50℃、75℃、100℃、125℃;所述弹道炉法中,利用流速为1200ml/h的速度从下往上向弹道炉内注入混合溶液,制备成聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒;所述弹道炉内用氮气作为环境气体;

步骤三、对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行清洗,干燥;清洗采用乙醇超声清洗;干燥采用在50℃的真空烘箱中干燥;

步骤四、将干燥的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒放入降解炉,对聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒进行热降解;所述降解炉的初始温度为50℃,以10℃/min的升温速度升温到600℃。采用该实施例得到的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的降解温度为278℃。

在本发明中,从图1中可以看出,在烷烃添加量为2%的浓度下,随着烷烃链长增加,pams降解温度逐渐降低;图2~3可以看出,对于同种烷烃,其添加浓度越高,pams的降解温度越低;但是根据当添加浓度大于10%时,制备的聚-α-甲基苯乙烯空心颗粒的成球性能变差,球形度变低,不利于其后期利用。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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