一种改性聚丙烯及其制备方法与流程

1.本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种改性聚丙烯及其制备方法。


背景技术：

2.聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，其无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用，并且其具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
3.同时，聚丙烯作为一种综合性能优良的通用聚合物材料被广泛应用在加点、汽车、食品和医用等领域，随着社会的不断发展，综合性能优异的聚丙烯材料越来越受到厂商的青睐。而普通的pp制品易沾染细菌，对人类健康构成一定威胁。而在某些领域，不仅要求聚丙烯具有抗菌性能，同时对制品外观要求较高，因此，还要求聚丙烯具有优异的耐刮擦能力。
4.目前的抗菌、耐刮擦聚丙烯材料一般是通过在聚丙烯材料中加入抗菌剂和耐刮擦助剂来实现抗菌耐刮擦的效果，但其存在用量大的问题，同时耐刮擦剂往往是细菌营养源，会降低抗菌效果。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种改性聚丙烯及其制备方法，在聚丙烯中加入经氩气等离子体作用后的改性纳米cuo、叶绿素铜酸，从而解决了现有技术中抗菌剂和耐刮擦助剂用量大且耐刮擦剂对抗菌效果有反作用的问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种改性聚丙烯，其由改性纳米cuo、叶绿素铜酸和聚丙烯混合制成，其中，所述改性纳米cuo是将纳米cuo经过氩气等离子体作用得到。
8.进一步的，所述改性聚丙烯中，各组分的质量比为改性纳米cuo：叶绿素铜酸：聚丙烯＝(2-4):(1-3):(100-120)。
9.进一步的，所述改性纳米cuo的改性方法为：将所述纳米cuo置于等离子反应室中，再将所述氩气等离子体通入所述等离子反应室中，对所述纳米cuo作用1～3h。
10.进一步的，纳米cuo的粒径为60-80nm。
11.进一步的，氩气等离子体脉冲电压为2-4kv，脉冲频率为800-1000hz。
12.进一步的，所述叶绿素铜酸的纯度不低于98％。
13.本发明的另一个目的在于提供一种上述改性聚丙烯的制备方法，包括以下步骤：
14.将所述改性纳米cuo、叶绿素铜酸和聚丙烯混合均匀，得到混合物料；
15.将所述混合物料经过熔融挤出造粒，制得所述改性聚丙烯。
16.进一步的，所述熔融挤出在双螺杆挤出机中进行。
17.优选的，所述双螺杆挤出机的各区工作温度为一区140℃-155℃、二区160℃-175
℃、三区160℃-175℃、四区160℃-175℃、五区160℃-175℃、六区160℃-175℃、机头温度为170℃-180℃，螺杆转速为190-220r/min。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19.将纳米cuo经过氩气等离子体作用，从而降低了纳米cuo的表面能，使得改性纳米cuo更好的在聚丙烯材料中分散。
20.同时，叶绿素铜酸是一种卟啉类化合物，其中的卟啉基团在光照射下，可以形成单线态激发分子，实现电子传递，形成部分离子自由基，从而致使进入分子内的荧光猝灭，转化为自身的能量后，将能量传递给改性纳米cuo，改性纳米cuo获得能量后产生的具有高活性的空穴电子对增多，产生的高氧化还原性离子增多，从而可以消灭更多的微生物和细菌，提高抗菌率。
21.此外，叶绿素铜酸与改性纳米cuo协同作用，在材料摩擦时承担了表面的主要载荷，从而提高了聚丙烯的耐刮擦性能。
具体实施方式
22.为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
24.以下实施例和对比例中所用原料的厂家或来源如下：
25.纳米cuo，北京德科岛金科技有限公司；叶绿素铜酸，郑州鸿程化工产品有限公司；pp(型号z30s),茂名石化。
26.实施例1
27.将粒径为60nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用1h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为2kv，脉冲频率为800hz。
28.称取20g改性纳米cuo、10g叶绿素铜酸、1.0kg pp，混合并搅拌均匀，得到混合物料。
29.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为p1。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区140℃、二区160℃、三区160℃、四区160℃、五区160℃、六区160℃，机头温度170℃，螺杆转速为190r/min。
30.实施例2
31.将粒径为80nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用3h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为4kv，脉冲频率为1000hz。
32.称取40g改性纳米cuo、30g叶绿素铜酸、1.2kg pp，混合并搅拌均匀，得到混合物料。
33.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为p2。其
中，双螺杆挤出机的各区温度为一区155℃、二区175℃、三区175℃、四区175℃、五区175℃、六区175℃，机头温度180℃，螺杆转速为220r/min。
34.实施例3
35.将粒径为70nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用2h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为3kv，脉冲频率为900hz。
36.称取30g改性纳米cuo、20g叶绿素铜酸、1.1kg pp，混合并搅拌均匀，得到混合物料；
37.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为p3。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区145℃、二区165℃、三区170℃、四区170℃、五区170℃、六区170℃，机头温度175℃，螺杆转速为210r/min。
38.实施例4
39.将粒径为75nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用1h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为3kv，脉冲频率为950hz。
40.称取20g改性纳米cuo、10g叶绿素铜酸、1.2kg pp，混合并搅拌均匀，得到混合物料；
41.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为p4。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区150℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区175℃、六区175℃，机头温度180℃，螺杆转速为200r/min。
42.对比例1
43.取与上述实施例相同的pp原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到聚丙烯，剂为d1，其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区140℃、二区160℃、三区165℃、四区165℃、五区165℃、六区165℃，机头温度170℃，螺杆转速为200r/min。
44.对比例2
45.将粒径为75nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用1h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为3kv，脉冲频率为950hz。
46.称取5g改性纳米cuo、15g叶绿素铜酸、1.2kg pp，混合并搅拌均匀，得到混合物料；
47.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为d2。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区150℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区175℃、六区175℃，机头温度180℃，螺杆转速为200r/min。
48.对比例3
49.将粒径为75nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用1h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为3kv，脉冲频率为950hz。
50.称取20g改性纳米cuo、4g叶绿素铜酸、1.2kg pp，混合并搅拌均匀，得到混合物料；
51.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为d3。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区150℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区175℃、
六区175℃，机头温度180℃，螺杆转速为200r/min。
52.对比例4
53.将粒径为75nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用1h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为3kv，脉冲频率为950hz。
54.称取30g改性纳米cuo、1.2kg pp原料，混合并搅拌均匀，得到混合物料。
55.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为d4。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区150℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区175℃、六区175℃，机头温度180℃，螺杆转速为200r/min。
56.对比例5
57.将粒径为75nm的纳米cuo放入等离子体反应室中，同时将氩气等离子体通入等离子体反应室，对纳米cuo作用1h，得改性纳米cuo；其中氩气等离子体脉冲电压为3kv，脉冲频率为950hz。
58.称取30g叶绿素铜酸、1.2kg pp原料，混合并搅拌均匀，得到混合物料；
59.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为d5。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区150℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区175℃、六区175℃，机头温度180℃，螺杆转速为200r/min。
60.对比例6
61.称取20g粒径为75nm的纳米cuo、30g叶绿素铜酸、1.2kg pp原料，混合并搅拌均匀，得到混合物料；
62.将所述混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，制得改性聚丙烯，记为d6。其中，双螺杆挤出机的各区温度为一区150℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区175℃、六区175℃，机头温度180℃，螺杆转速为200r/min。
63.将实施例1～4和对比例1～6进行抗菌性能，抗菌性测试结果见表1。
64.表1实施例1～4和对比例1～6中抗菌性测试结果
[0065][0066][0067]
从表1中的测试结果可以看出，本发明中的改性聚丙烯抗菌性能比普通聚丙烯的抗菌性能更好，并且与对比例中的聚丙烯材料相比，其抗细菌率也更加高。
[0068]
将实施例1～4和对比例1～6中的聚丙烯分别按1％重量添加炭黑制样进行耐刮擦测试，测试结果见表2。
[0069]
表2实施例1～4和对比例1～6中耐刮擦性能测试结果
[0070]
检验项目耐刮擦测试标准pv 3952测试项dlp10.8p20.71p30.76p40.92d11.6d21.3d31d41.2.d51.3
d61.1
[0071]
由表2中的测试结果可以看出，实施例在刮擦测试后，dl值变化更小，说明本发明的改性聚丙烯比普通聚丙烯耐刮擦性更好；且使用叶绿素铜酸与改性纳米cuo复配效果更好。
[0072]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0073]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。