專利名稱：一類烯烴聚合物和一類混紡纖維及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類烯烴聚合物，及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明還涉及一類混紡纖 維，及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維是1980年代由荷蘭DSM公司首先成功研發(fā) 凝膠紡絲超拉伸技術(shù)制備的高強(qiáng)度高模量有機(jī)纖維，它是繼碳纖維、芳綸纖維之后的第 三代高性能纖維。用于制備纖維的超高分子量聚乙烯分子量范圍為100 800萬之間。
超高分子量聚乙烯纖維具有良好的機(jī)械性能，還具有耐紫外線輻射、耐化學(xué)腐 蝕、介電常數(shù)低、摩擦系數(shù)低及突出的抗沖擊、抗切割等優(yōu)異性能。目前，超高分子量 聚乙烯纖維廣泛用于制作防彈衣和降落傘等軍需材料、繩索、漁網(wǎng)、釣魚線、防切割紡 織面料、安全生產(chǎn)材料、建筑工程加固材料、增強(qiáng)復(fù)合材料、體育器材、醫(yī)療材料、低 溫材料等。由于超高分子量聚乙烯纖維纖維性能優(yōu)異，自問世起就倍受重視，應(yīng)用潛力 巨大，因此發(fā)展很快。
各種新型的高分子烯烴聚合物具有較好的強(qiáng)度和抗沖擊彈性等物理性能。通過 適當(dāng)?shù)沫h(huán)烯烴開環(huán)聚合反應(yīng)條件，通過在有機(jī)溶劑或液體環(huán)烯烴在無溶劑條件下，選擇 合適的開環(huán)聚合反應(yīng)條件制備可溶于高沸點(diǎn)礦物油(白油)、石蠟油、煤油、或十氫萘等 烷烴類溶劑的高分子烯烴聚合物，并在本發(fā)明中用于高強(qiáng)度混紡纖維的研發(fā)創(chuàng)新。
目前，超高分子量聚乙烯高性能纖維的加工工藝有固體擠出法、增塑熔融紡絲 法和凍膠紡絲及其超拉伸等生產(chǎn)技術(shù)，其中凍膠紡絲工藝制備的超高分子量聚乙烯纖維 具有較好的性能，較易大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，故DSM和中國紡絲企業(yè)目前均采用凍膠紡絲工藝 生產(chǎn)高性能的超高分子量聚乙烯纖維。但凍膠紡絲工藝的缺陷是純超高分子量聚乙烯固 體的纖維成形過程可紡性較差和濕凍膠原絲強(qiáng)度較弱及其均勻性較差等問題，對(duì)生產(chǎn)的 纖維質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服了上述現(xiàn)有的超高分子量聚乙烯可紡性較 差、濕凍膠原絲強(qiáng)度較弱和均勻性較差等加工工藝技術(shù)上的缺點(diǎn)，提供了一種全新的適 用于制備特殊纖維的烯烴聚合物及其制備方法。將所述的烯烴聚合物加入到超高分子 量聚乙烯中可明顯改善超高分子量聚乙烯纖維的可紡性、濕凍膠原絲強(qiáng)度及均勻性等性 能，提高纖維的強(qiáng)度和抗沖擊性能，從而制成了新型高強(qiáng)度高模量混紡纖維。因此本發(fā) 明還提供了一類新型的混紡纖維及其制備方法，以及所述的烯烴聚合物和所述的混紡纖 維的用途。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題
本發(fā)明提供了一類烯烴聚合物，其為由式I所示的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的烯烴均聚 物，或由式I和式II所示的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的烯烴無規(guī)共聚物；其中，m = 0 8，較佳4的為3或4; m，= 0 6，較佳的為0、1或2;且m乒m，+2;式I的結(jié)構(gòu)單元數(shù) 為1,000-20,000，較佳的為1,000-15,000，更佳的為1000-10,000 ；式II的結(jié)構(gòu)單元數(shù)為 1,000-10,000，較佳的為 1,000-6,000，更佳的為 1,500-2,500。
權(quán)利要求
1. 一類烯烴聚合物，其為由式I的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的烯烴均聚物，或由式I和式II的結(jié) 構(gòu)單元構(gòu)成的烯烴無規(guī)共聚物；
2.如權(quán)利要求1所述的烯烴聚合物，其特征在于所述的m為3或4； m’為0、1或2;且m興m，+2 ；式I的結(jié)構(gòu)單元數(shù)為1,000-15,000 ；式II的結(jié)構(gòu)單元數(shù)為 1,000-6,000。
3.如權(quán)利要求1或2所述的烯烴聚合物，其特征在于所述的烯烴均聚物中，m= 3或4，式I的結(jié)構(gòu)單元數(shù)為1,500-10,000 ；所述的烯烴無規(guī)共聚物中，m = 3或4，m， =0，1或2，且m乒m，+2，式I的結(jié)構(gòu)單元數(shù)為1,000-10,000，式II的結(jié)構(gòu)單元數(shù)為 1,000-6,000。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的烯烴聚合物，其特征在于所述的烯烴聚合物的 重均分子量為10-150萬；所述的烯烴聚合物的特性粘度為0.1-1.5。
5.權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)的烯烴聚合物的制備方法，其包括下述步驟在有機(jī)溶劑 中或無溶劑條件下，在烯烴易位復(fù)分解催化劑的作用下，將反應(yīng)物①式III化合物，或 ②式III與式IV化合物進(jìn)行開環(huán)易位復(fù)分解聚合反應(yīng)，即得式IIIa或式V化合物； 式III 烯烴均聚物式
6.如權(quán)利要求5所述的烯烴聚合物的制備方法，其特征在于m為3或4； m’為 0、1 或 2 ；且 m 乒 m，+2 ； η = 1,000-15,000 ； η，= 1,000 6,000。
7.如權(quán)利要求5或6所述的烯烴聚合物的制備方法，其特征在于所述的烯烴易位復(fù) 分解催化劑為詹氏催化劑、Grabbs催化劑、Hoveyda催化劑、Grubbs-Hoveyda催化劑和 Grela催化劑中的一種或多種。
8.如權(quán)利要求5 7中任一項(xiàng)所述的烯烴聚合物的制備方法，其特征在于烯烴易位復(fù)分解催化劑的用量為反應(yīng)物質(zhì)量的0.001% -0.5%。
9.如權(quán)利要求5 8中任一項(xiàng)所述的烯烴聚合物的制備方法，其特征在于所述的 有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯、氯苯、四氫萘、二氯甲烷、二氯乙烷、己烷、庚烷、辛 烷、石油醚、乙醚、叔丁基甲醚和四氫呋喃中的一種或多種；有機(jī)溶劑的用量為IOOml 有機(jī)溶劑/5_50g反應(yīng)物。
10.如權(quán)利要求5 9中任一項(xiàng)所述的烯烴聚合物的制備方法，其特征在于所述的 開環(huán)易位復(fù)分解聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為0-90°C ；所述的開環(huán)易位復(fù)分解聚合反應(yīng)的反應(yīng) 時(shí)間為2-20小時(shí)。
11.一類混紡纖維，其含有超高分子量聚乙烯和權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的烯烴 聚合物。
12.如權(quán)利要求11所述的混紡纖維，其特征在于所述的烯烴聚合物在混紡纖維中 所占的重量百分比為5-35% ；所述的超高分子量聚乙烯在混紡纖維中所占的重量百分比 為 65-95% ο
13.如權(quán)利要求11或12所述的混紡纖維，其特征在于所述的烯烴聚合物在混紡纖 維中所占的重量百分比為10-25%;所述的超高分子量聚乙烯在混紡纖維中所占的重量百 分比為75-90% ο
14.如權(quán)利要求11 13中任一項(xiàng)所述的混紡纖維，其特征在于所述的超高分子量 聚乙烯的重均分子量為100-800萬。
15.如權(quán)利要求11 14中任一項(xiàng)所述的混紡纖維，其特征在于所述的混紡纖維中 還含有抗氧化劑。
16.權(quán)利要求11 15中任一項(xiàng)所述的混紡纖維的制備方法，其包括下述步驟將權(quán) 利要求1 4中任一項(xiàng)的烯烴聚合物和超高分子量聚乙烯在溶劑中加熱溶解，混合均勻， 采用凍膠紡絲工藝紡絲，即得。
17.如權(quán)利要求16所述的混紡纖維的制備方法，其特征在于所述的溶劑為白油、 石蠟油、煤油和十氫萘中的一種或多種。
18.如權(quán)利要求16或17所述的制備方法，其特征在于所述的溶劑的用量為每 0.5-5g烯烴聚合物和5-15g超高分子量聚乙烯用IOOml溶劑。
19.如權(quán)利要求16 18中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于所述的烯烴聚合物 和超高分子量聚乙烯混合加熱溶解的溫度為100-180°C;所述的凍膠紡絲工藝的紡絲溫度 為 150-300 0C ο
20.權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的烯烴聚合物作為添加劑在制備超高分子量聚乙烯 混紡纖維中的應(yīng)用。
21.權(quán)利要求11 15中任一項(xiàng)所述的混紡纖維在制作軍需材料、繩索、漁具、防切 割材料、安全生產(chǎn)材料、增強(qiáng)復(fù)合材料、體育器材、醫(yī)療材料和低溫材料中的應(yīng)用。
22.如權(quán)利要求21所述的混紡纖維的應(yīng)用，其特征在于所述的軍需材料為防彈 衣、防刺衣或降落傘；所述的漁具為漁網(wǎng)或釣魚線；所述的增強(qiáng)復(fù)合材料為建筑工程加 固材料；所述的醫(yī)療材料為手術(shù)縫合線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一類烯烴聚合物，其為由式I所示的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的烯烴均聚物，或由式I和式II所示的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的烯烴無規(guī)共聚物；其中，m＝0～8；m’＝0～6；且m≠m’+2；式I和式II的結(jié)構(gòu)單元數(shù)分別為1,000-20,000和1,000-10,000。本發(fā)明還提供了一類混紡纖維，其含有超高分子量聚乙烯和烯烴聚合物。本發(fā)明還提供了所述的烯烴聚合物及混紡纖維的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的混紡纖維克服了現(xiàn)有純超高分子量聚乙烯可紡性較差和凍膠原絲強(qiáng)度較弱的缺陷，提高了纖維的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性，得到了高強(qiáng)高?？箾_擊性能優(yōu)良和均勻性更好的混紡纖維。式II
文檔編號(hào)C08F132/00GK102020738SQ20091019544
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者詹正云 申請(qǐng)人:贊南科技(上海)有限公司