气相原位聚合法制备超高分子量聚乙烯石墨烯复合材料

摘要

气相原位聚合法制备超高分子量聚乙烯石墨烯复合材料，包括以下步骤：通过石墨烯作为催化剂载体和过渡金属化合物在一定条件下反应制成固体催化剂，然后在没有稀释剂存在的气相条件下反应制备超高分子量聚乙烯石墨烯复合材料。本发明采用石墨烯同时作为催化剂载体和增强填料，在气相条件下反应，既可以通过催化剂负载提高聚合活性，而且所得到的复合材料中石墨烯达到均匀分散，复合材料性能优良，特别是其耐冲击性能较强，解决了传统复合材料在长期使用过程中脆性断裂、失效等问题。

主权项

气相原位聚合法制备超高分子量聚乙烯石墨烯复合材料，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、将石墨烯填料在110～300℃的空气或惰性气体中加热处理1.0～10.0h；步骤2、将步骤1中处理过的石墨烯分散在惰性烃溶剂中，然后加入过渡金属化合物，过渡金属化合物的用量为：每1g石墨烯加入1～50 mmol的过渡金属化合物，控制反应温度为10～200℃，反应0.5～6.0h后过滤并收集固体产物，将得到的固体产物在60℃的N₂环境下干燥1h，得到固体催化剂，备用；步骤3、取装有搅拌器的容器用N₂将其抽排置换三次，再用乙烯将其置换一次，然后在该容器中加入惰性烃稀释剂，并将步骤2制得的固体催化剂与有机铝化合物一同加入惰性烃稀释剂中进行混合搅拌，有机铝化合物中铝与固体催化剂中过渡金属的摩尔比为10～300，然后将惰性烃稀释剂从容器中抽离；步骤4、在步骤3抽离惰性烃稀释剂后的容器中通入乙烯气体，在0.01～1.0MPa压力下，控制反应温度为20～150℃，反应2～10h后得到聚合产物；步骤5、将步骤4得到的聚合产物在烘箱中烘干，得到灰白色粉末状复合材料；过渡金属化合物选自TiCl₄、TiCl₃、Ti(OCH₃)Cl₃、Ti(OC₆H₅)Cl₃和Ti(OCO C₆H₅)Cl_3。