【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚丙烯复合材料，具体为一种具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、现有的聚合物在耐辐照性能存在很多问题和不足，表现在以下几个方面：
2、1）辐射引起的降解：辐射可以引起聚合物链的断裂、交联或氧化等反应，导致材料性能的变化和退化。特别是在高剂量或长时间辐射下，降解现象更加明显。
3、2）力学性能损失：辐照会导致聚合物材料的力学性能下降，如强度、韧性和刚性等。这可能限制了聚合物材料在某些需求高机械性能的应用中的使用。
4、3）稳定性差异：不同类型的聚合物对辐射的稳定性存在差异。一些聚合物如聚乙烯、聚丙烯等对辐射稳定性较好，而其他聚合物如聚氯乙烯、聚苯乙烯等则较为脆弱。
5、4）缺乏理论指导：尽管有大量的经验和实验数据，但目前对于聚合物材料在辐射环境中的行为还缺乏深入的理论解释。这使得设计和开发更稳定的聚合物材料仍然具有一定的挑战性。
6、目前，聚合物耐辐照的技术水平已经有了显著的提高，主要围绕以下几个方面：
7、1）材料选择：近年来，已经研发出一系列具有良好耐辐照性能的聚合物材料。例如，聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）、聚四氟乙烯（ptfe）等具有较好的耐辐照性能，能够在相对辐射环境下保持较好的物理和化学性质。此外，还有一些特殊的工程聚合物，如聚醚酮（peek）、聚苯硫醚（pes）等，也被广泛应用于辐射环境中。
8、2）结构调整：通过优化聚合物的结构和组分，可以提高其耐辐照性能。例如，在聚合物链的主链或侧链
9、3）添加剂和稳定剂：添加适量的添加剂和稳定剂是提高聚合物耐辐照性能的有效方法。例如，光稳定剂、自由基捕捉剂和抗氧化剂等能够有效减缓聚合物的降解反应，提高其辐射稳定性。
10、4）交联技术：通过交联可以增强聚合物的力学性能和耐辐照性能。交联可以使聚合物链之间形成三维网络结构，提高材料的刚度和强度，同时减少辐射引起的降解反应。
11、尽管聚合物耐辐照技术已经取得了一定的进展，但仍存在一些挑战。例如：
12、1）高剂量和长时间辐照：在高剂量和长时间辐照条件下，聚合物材料可能会发生显著的降解和性能退化。这对于一些特殊领域的应用，如核能、航空航天等，带来了挑战。在这种情况下，需要开发更加耐久和稳定的聚合物材料，以满足极端辐射环境下的需求。
13、2）辐射与环境因素的复合作用：在实际应用中，聚合物材料通常会同时受到辐射和其他环境因素（如温度、湿度、氧气等）的影响。这些复合作用可能导致聚合物材料的性能变化更为复杂和难以预测。因此，需要深入研究辐射与环境因素的相互作用机制，以及如何针对这些复合作用设计和开发更加稳定的聚合物材料。
14、3）经济成本和可持续性：在开发耐辐照聚合物材料时，经济成本和可持续性也是考虑因素。某些添加剂和稳定剂可能会增加材料的制造成本，而且一些传统的添加剂可能存在环境和健康风险。因此，需要在提高耐辐照性能的同时，考虑经济可行性和可持续性，寻找更加环保和经济的解决方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料及其制备方法，作为一种低成本、高效能、环保的解决方案，用以解决现有耐辐射材料在高辐射环境下易降解、效果差、成本高、对环境污染等问题。
2、本专利技术通过将乙烯-四氟乙烯共聚物（etfe）与聚丙烯（pp）进行接枝反应，形成聚丙烯复合材料（pp-g-ahb/etfe）。该聚合物具有更高的结晶度和稳定性，使其在辐照环境下表现出较好的耐辐射性能。与此同时，接枝反应改善了聚合物的微观结构，使分子链排列更有序，采用4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮接枝聚丙烯（pp-g-ahb）和乙烯-四氟乙烯共聚物（etfe）共混，聚丙烯分子链与乙烯-四氟乙烯分子链相互缠绕，产生了新的晶相，并产生新的氢键，加强了两种大分子链之间的相互作用。
3、本专利技术的技术方案如下所述：
4、作为本专利技术的第一个方面，在于提供一种具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料，按重量份计，包括以下原料：
5、聚丙烯基料，按重量份数计，包含聚丙烯96.3份，4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮（ahb）3份，抗氧剂0.3份和引发剂0.4份；
6、乙烯-四氟乙烯共聚物基料，按重量份数计，包含乙烯-四氟乙烯共聚物99.7份和抗氧剂0.3份；
7、其中，聚丙烯基料与乙烯-四氟乙烯基料的质量比为7:3~9:1。
8、更优选的，所述聚丙烯基料与乙烯-四氟乙烯共聚物基料的质量比为7:3。
9、在本专利技术的实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂168，是一种亚磷酸酯抗氧剂。
10、在本专利技术的实施例中，所述引发剂为过氧化二异丙苯（dcp）。
11、作为本专利技术的第二个方面，在于提供所述聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
12、第一步，将聚丙烯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、抗氧剂和引发剂熔融共混，得到4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮接枝聚丙烯，作为聚丙烯基料；
13、将乙烯-四氟乙烯共聚物和抗氧剂共混，得到乙烯-四氟乙烯共聚物基料；
14、第二步，将第一步得到的聚丙烯基料和乙烯-四氟乙烯共聚物基料放入密炼机中，密炼共混，得到所述聚丙烯复合材料，即pp-g-ahb/etfe复合材料。
15、优选的，第一步中，聚丙烯基料制备的熔融在密炼机中进行，共混温度为190℃，转速为50r/min，共混时间为10min。
16、优选的，第二步中，将第一步制得的聚丙烯基料和乙烯-四氟乙烯共聚物基料重新放入密炼机中共混。
17、进一步的，第二步中，首先将乙烯-四氟乙烯共聚物基料进行密炼5min，再投入4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮接枝聚丙烯进行密炼4min。
18、优选的，第二步中，温度设定在260℃，转速为50r/min，共混时间为10min。
19、本专利技术提供的制备方法，其反应机理为，引发剂为过氧化二异丙苯（dcp）打开聚丙烯分子链段，将4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮（ahb）接枝到聚丙烯大分子链上，再与乙烯-四氟乙烯共混。聚丙烯分子链与乙烯-四氟乙烯分子链相互缠绕，产生了新的晶相，并产生新的氢键，加强了两种大分子链之间的相互作用，提升了耐辐照效果。
20、作为本专利技术的第三个方面，在于一种制品，采用所述的聚丙烯复合材料制备。
21、进一步的，所述制品包括电缆绝缘层、管道覆盖层、太阳能电池板覆盖层或航天器外壳。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
23、1，本专利技术提供的复合材料具有更高的结晶度和稳定性，使其在辐照环境下表现出较好的耐辐射性能，克服了现有的聚丙烯和乙烯-四氟乙烯共聚物材料在辐照环境下易降解，结构不够本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基料与乙烯-四氟乙烯共聚物基料的质量比为7:3。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯。
5.具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第一步中，聚丙烯基料制备的熔融在密炼机中进行，共混温度为190℃，转速为50r/min，共混时间为10min。
7.根据权利要求5所述的具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，第二步中，首先将乙烯-四氟乙烯共聚物基料进行密炼5min，再投入4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮接枝聚丙烯进行密炼4min。
8.据权利要求5所述的具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于
9.一种制品，其特征在于，其采用根据权利要求1-8中任一项所述的聚丙烯复合材料制备。
10.根据权利要求9所述的制品，其特征在于，所述制品包括电缆绝缘层、管道覆盖层、太阳能电池板覆盖层或航天器外壳。
...【技术特征摘要】
1.一种具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：
2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯基料与乙烯-四氟乙烯共聚物基料的质量比为7:3。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯。
5.具有极优耐高温、耐辐照性能的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第一步中，聚丙烯基料制备的熔融在密炼机中进行，共混温度为190℃，转速为50r/min，共...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉龙，李江旭，刘统江，李丽丽，高俊国，郭宁，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：
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