一种调控聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃共混物力学性能的方法，包括对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、增容剂和抗氧化助剂进行挤出造粒、熔融共混、对聚合物熔体剪切、拉伸和挤出，其特征是所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃共混物从挤出装置挤出的料条，立即通过方向可变的磁场，所述的磁场是电磁场或铷铁硼永磁铁，磁场强度为０．４～０．８特斯拉。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种通过磁场作用调控聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚烯烃共混 物材料力学性能的方法。
技术介绍
聚烯烃作为一类通用高分子材料，价格低、密度小、容易成型加工，已 被广泛应用于家电、汽车、建材、化工、包装等诸多领域。随着科学技术的 进步与社会的发展，对材料的要求越来越高，聚烯烃材料必须经过改性，提高其性能或赋予某种功能，方能满足日益提高的使用要求，进一步拓展其应 用范围。通过改性手段使聚烯烃材料高性能化的途径主要有 1无机填料填充通过碳酸钙、滑石粉、云母、硅灰石、玻璃微珠等无机填料对聚烯烃的 填充，经适当的界面改性，能有效地改善聚烯烃材料的刚性、热变形温度、 尺寸稳定性等，但通常会引起材料冲击韧性的下降。聚烯烃与纳米级的无机 物复合，形成纳米复合材料，可获得韧性较好的聚烯烃复合材料，但材料的 拉伸、弯曲性能提高不明显。 2纤维增强采用玻璃纤维、碳纤维、天然纤维、合成纤维等对聚烯烃进行增强，可显著提高材料的力学性能，但材料的表面质量与成型加工性能等方面存在一 些不足，限制了此类材料在一些特殊场合的应用。 3与聚合物共混不同的聚合物共混，可使共混组分在性能上实现互补，还能有效地降低 材料的成本，共混改性在相当长的时间里一直是热门的研究领域。在多组分 共混物中，各组分间的相容性及体系的界面形态是影响材料性能的关键因素。通用的聚烯烃与尼龙、热塑性聚酯、聚碳酸酯等工程塑料共混后，可在 一定程度上改善聚烯烃材料的性能，但提高的幅度并没有达到人们的预期， 材料研究者开始探索提高共混物性能的新方法。在刚性液晶聚合物作为分散 相的共混物制备过程中，通过控制对聚合物熔体的剪切及拉伸作用，使分散 相原位成纤，控制适宜的界面粘结，形成原位复合材料，可以较高程度地改 善共混材料的力学性能，为共混材料的高性能化研究提供了一条新的思路。 但液晶聚合物的价格较贵，具有实用价值的共混体系不多。人们开始以高熔 点的热塑性聚酯及尼龙作为分散相、聚烯烃作为连续相，探索体系原位增强 机制的形成与强化。通过控制分散相与连续相的粘度比、相间界面粘结及加 工过程中熔体所受到的剪切、拉伸作用和冷却历程，可使分散相在一定程度 上成纤。但由于冷却定型过程中取向分子链的松弛，形成的微纤中分子链的 取向程度不够高，微纤的强度、模量较低，体系的增强效果不明显。如何控 制分散相分子链的取向及松弛行为、改善微纤的性能是提高增强效果的关键。聚合物属于软物质，外场作用将对其分子链的排列堆砌产生影响，在聚 合物材料成型加工过程中引入应力场、超声波、磁场、电场、高能辐射场等 等作用，可造成材料形态结构及性能的改变。 如果构成物质的原子或分子没有固有磁矩，但存在可流动的电子，这种电子 在磁场作用下形成感生电流，而感生电流又产生磁场，根据楞次定律，这种 磁场与外磁场方向相反，于是就产生了抗磁性，使运动的电偶极子发生定向排列(见附图2)。人们发现液晶聚合物在磁场作用下分子链的取向现象. Macromolecules, 2000， 33 (19): 7062-7065; Sata H， Kimura T, Ogawa S, Yamato M. Magnetic orientation of poly(ethylene-2，6國naphthalate) ， 1973年Molchanov等发现在磁场的 作用下，环氧树脂的超分子结构发生了变化。其后，苏联学者通过大量实验 发现在磁场作用下，环氧树脂分子发生取向. Mekh Kompoz Mater, 1998， 24 (3): 497-506]。陈 贻瑞等.高 等学校化学学报，1987， 8 (12) :1136-1140]证实了磁处理可使环氧树脂分子排列更规整，堆砌更完善。在磁场下热固化的环氧树脂，分子排列规整， 分子内原子堆砌得以改善，几乎可以生成结晶点阵结构，其结晶度可达 52%左右。但磁场促使抗磁物质分子定向排列的力矩较小，静止状态下， 由于分子间的热运动及相互作用，仅靠外加磁场作用所产生的力矩使处 于熔融状态的聚合物分子链定向规整排列是非常困难的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过磁场作用调节聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚烯烃共混物材料力学性能的方法。专利技术原理及技术构思聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚烯烃及增容剂、抗氧 化助剂等经熔融共混形成具有一定相容性的、稳定的体系，熔体混合物经一 口模挤出，口模处的剪切作用促使聚合物分子链沿着流动的方向取向，对流 出口模的熔体施加拉伸作用，进一步促进聚合物分子链的取向，但已取向的 聚合物分子链也同时发生解取向，在拉伸作用减弱及消除时，解取向将加剧， 最终取向与解取向达到一个平衡。在口模出口位置设置一个磁场，对出口的 聚合物熔体施以磁场作用，磁场作用对聚合物分子链所形成的力矩影响分子 链的取向及解取向。如果磁场作用产生促使分散相聚合物分子链沿流出方向 定向排列的力矩，将促进分子链的取向、抑制已取向分子链的解取向，有利 于提高聚合物分子链的取向程度，分散相微纤的强度、模量将提高，共混物 的力学性能增大；如果磁场作用产生促使分散相分子链沿垂直于流出方向定 向排列的力矩，将阻碍分子链的取向并促进在拉伸作用下已取向分子链的解 取向，分散相微纤的强度、模量将降低，共混物材料的力学性能将下降。本专利技术的方法包括如下步骤(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚烯烃(包括聚丙烯、聚乙烯及 丙烯与乙烯共聚物等)、增容剂(接枝极性基团的聚烯烃，包括马来酸酐接枝 聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙丙共聚物、丙烯酸接枝聚丙 烯、丙烯酸接枝聚乙烯、丙烯酸接枝乙丙共聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯接 枝聚丙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯或甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝 乙丙共聚物)和抗氧剂预混均匀后经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机由料斗至口模的温度为100 275°C， 主螺杆转速为45 200 r/min。推荐挤出机由料斗至口模各段温度设置依次为 100 130。C、 200 230°C、 260 270t^ 270 275°C、 260 265。C、 255 260 。C、 250 255°C、 245 250°C、 240 245°C、 240 242°C、 238 240°C。物料的重量百分比聚烯烃 69-95.7%聚对苯二甲酸乙二醇酯 3-20%增容剂 1-10%主抗氧剂 0.2-0.6%辅助抗氧剂 0.1-0.4%抗氧剂1010的化学名称为四季戊四 醇酯，上海汽巴高桥化学有限公司产品。辅助抗氧剂168的化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，上海汽巴 高桥化学有限公司产品。或辅助抗氧剂DSTP的化学名称为硫代二丙酸二(十 八)酯，上海汽巴高桥化学有限公司产品。极性基团的接枝率为0.8~1.2%。(2) 将粒料烘干，采用小型柱塞式熔融挤出装置再次熔融挤出，熔融温 度265 295t:，并对挤出熔体进行拉伸，拉伸比为1 4。(3) 从挤出装置挤出的料条，立即通过磁场，在磁场下冷却，磁场包括强度为0.4 0.8特斯拉，磁场方向可变。采用本专利技术的方法，可有效地调控聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚烯烃共混材 料的力学性能，为改善聚合物共混材料的力学性能提供了一条新的途径。附图说明图1为本专利技术实验装置示意图，a表示拉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种调控聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃共混物力学性能的方法，包括对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、增容剂和抗氧化助剂进行挤出造粒、熔融共混、对聚合物熔体剪切、拉伸和挤出，其特征是所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃共混物从挤出装置挤出的料条，立即通过方向可变的磁场，所述的磁场是电磁场或铷铁硼永磁铁，磁场强度为０．４～０．８特斯拉。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周晓东，周雷行，侯静强，林群芳，陈凌霞，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31
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