一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于高分子材料加工技术领域，公开了一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置及方法。所述装置包括挤出机、臭氧发生器和臭氧尾气处理器；挤出机的料筒上依次设置喂料口、臭氧通气口、尾气排出口和出料口，所述臭氧通气口与臭氧发生器连接，尾气排出口与臭氧尾气处理器连接。所述方法为：将聚丙烯加入到挤出机中，在170～250℃温度范围进行挤出，同时臭氧发生器产生的臭氧以浓度1～10mg/L、流率1～5L/min从通入挤出机中与聚丙烯树脂进行反应，未反应的臭氧排出至臭氧尾气处理器中处理，挤出反应后完成后的产物经挤出造粒，得到氧化聚丙烯。本发明专利技术的装置及方法简单，氧化效果好，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料加工
，具体涉及。
技术介绍
聚丙烯(PP)因其具有良好的力学性能、化学稳定性以及价格低廉而成为一种用途广泛的通用高分子材料。然而，由于PP是非极性的聚合物，致使其亲水性、相容性差，同时熔体强度低，加工性能差，限制了其在表面印刷、涂装、粘接、电镀等方面的应用。为了提高PP应用价值需要对其进行表面处理或者添加极性助剂如马来酸酐接枝物等以提高聚丙烯的表面极性，常用于表面处理的方法如化学药品处理、等离子处理、极性单体的表面接枝处理等。申请号为201410785694.4的中国专利技术专利公开了一种聚丙烯无纺布的表面改性方法，该方法是紫外辐照-重氮盐静电自组装的二步法使聚丙烯无纺布表面接枝极性基团或表面氧化的改性方法；申请号为201110131408.9的中国专利技术专利公开了一种聚丙烯生物填料的表面改性方法，该方法在聚丙烯生物填料表面接枝以羟基为主的极性基团，降低了表面疏水性；李承斌等(李承斌，尹艳红，王辉.MBA接枝聚丙烯微孔膜的亲水改性研究.化学研究与应用，2010，22(11):1371-1375)采用表面吸附法在聚丙烯微孔膜表面上覆盖引发剂，然后浸入氮-氮亚甲基双丙烯酰胺(MBA)水溶液，在特定温度下发生接枝反应，表面接枝后产品的亲水性能显著提升。这些方法大部分都是增加聚丙烯表面活性进而接枝极性基团，该类方法通常需要较多的试剂，这些试剂大部分不易获取且后处理较复杂。等离子表面处理是一种新型的表面改性方法，金郡潮等(金郡潮，戴瑾瑾.丙纶薄膜等离子体表面改性处理的研究.印染，2000(4):11-13.)在固定条件下，分别利用氮气和空气对聚丙烯纤维进行等离子体的改性，发现2种气体对聚丙烯纤维的纤维表面活性、着色性、吸湿性和染色性都有极大的促进作用，而且均可在聚丙烯纤维表面引入极性基团，提高了聚丙烯纤维的亲水性能。但这类方法需要对气体进行等离子处理，而等离子体产生的条件比较苛刻且处理效果不太均匀。
技术实现思路
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述装置制备氧化聚丙烯的方法。本专利技术目的通过以下技术方案实现:—种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置，包括挤出机、臭氧发生器和臭氧尾气处理器，挤出机包括机体和料筒，料筒上依次设置喂料口、臭氧通气口、尾气排出口和出料口，所述臭氧通气口与臭氧发生器连接，尾气排出口与臭氧尾气处理器连接。优选地，所述的挤出机是指双螺杆反应挤出机，挤出机料筒由8?12段组成，每段长度为螺杆直径的4倍，所述的臭氧通气口设置于料筒倒数第2?6段位置。所述的臭氧发生器是指能产生臭氧的装置，包括高压放电式臭氧发生器、紫外线照射式臭氧发生器或电解式臭氧发生器。所述的臭氧尾气处理器是指能回收或消除臭氧的装置，包括吸附式臭氧尾气处理器或分解式臭氧尾气处理器。一种利用上述装置制备氧化聚丙烯的方法，包括以下步骤:将聚丙烯树脂原料由喂料口加入到挤出机料筒中，在170?250°C温度范围进行挤出，同时臭氧发生器产生的臭氧以浓度I?10mg/L、流率I?5L/min从臭氧通气口通入料筒内与聚丙烯树脂进行反应，未反应的臭氧从尾气排出口排出至臭氧尾气处理器中处理，挤出反应完成后的产物从出料口挤出造粒，得到氧化聚丙烯。所述的聚丙烯树脂原料为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种。所述的挤出机是指双螺杆反应挤出机，双螺杆反应挤出机的螺杆转速为80?120rpmo本专利技术的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果:(I)本专利技术的装置将挤出设备与臭氧发生器相结合，臭氧发生器价格低廉、生产效率高且不需要特殊的设备投资，具有良好的成本优势；(2)本专利技术采用挤出的加工方式，臭氧发生器产生的臭氧在挤出机中能与挤出原料充分的接触，氧化效果更好；(3)本专利技术的制备方法可通过调节臭氧通入的浓度和流率来调节聚丙烯的氧化程度，使得产品的极性程度可控，应用范围更广。【附图说明】图1为实施例1的臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯装置的结构示意图；图2为实施例2的臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯装置的结构示意图；图3为实施例3的臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯装置的结构示意图；图中编号说明如下:①-机体，②-料筒，③-喂料口，④-臭氧通气口，⑤-尾气排出口，⑥-出料口，⑦-臭氧发生器，⑧-臭氧尾气处理器；图4为实施例4制得的氧化聚丙烯树脂的熔融指数随反应温度的变化曲线图；图5为实施例4制得的氧化聚丙烯树脂的傅立叶变换红外光谱图；图6为实施例5制得的氧化聚丙烯树脂的熔融指数随螺杆转速的变化曲线图；图7为实施例6制得的氧化聚丙烯树脂的熔融指数随臭氧浓度的变化曲线图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本实施例的一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置，如图1所示，包括双螺杆反应挤出机、臭氧发生器和臭氧尾气处理器；双螺杆反应挤出机包括机体①和料筒②，料筒共由8段组成，料筒上依次设置喂料口③、臭氧通气口④、尾气排出口⑤和出料口⑥，其中臭氧通气口位于料筒倒数第4段位置，尾气排出口位于料筒倒数第3段位置，所述臭氧通气口与臭氧发生器⑦连接，尾气排出口与臭氧尾气处理器⑧连接。实施例2本实施例的一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置，如图2所示，包括双螺杆反应挤出机、臭氧发生器和臭氧尾气处理器；双螺杆反应挤出机包括机体①和料筒②，料筒共由10段组成，料筒上依次设置喂料口③、臭氧通气口④、尾气排出口⑤和出料口⑥，其中臭氧通气口位于料筒倒数第5段位置，尾气排出口位于料筒倒数第3段位置，所述臭氧通气口与臭氧发生器⑦连接，尾气排出口与臭氧尾气处理器⑧连接。实施例3本实施例的一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置，包括挤出机、臭氧发生器和臭氧尾气处理器，挤出机包括机体和料筒，其特征在于：料筒上依次设置喂料口、臭氧通气口、尾气排出口和出料口，所述臭氧通气口与臭氧发生器连接，尾气排出口与臭氧尾气处理器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹贤武，柯丁梦，何光建，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44