一种聚乙醇酸组合物和玻纤增强聚乙醇酸复合材料及应用制造技术

本发明专利技术属于聚合物材料领域，涉及一种聚乙醇酸组合物和玻纤增强聚乙醇酸复合材料及应用。所述聚乙醇酸组合物包括以下组分：聚乙醇酸100重量份；玻璃纤维5

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙醇酸组合物和玻纤增强聚乙醇酸复合材料及应用


[0001]本专利技术属于聚合物材料领域，具体地，涉及一种聚乙醇酸组合物、由其制得的玻纤增强聚乙醇酸复合材料，以及该聚乙醇酸组合物和玻纤增强聚乙醇酸复合材料的应用。

技术介绍

[0002]聚乙醇酸(PGA)也称之为聚乙交酯，线性脂肪族聚酯，具有较高结晶度，结晶度一般为40
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80％，熔限在220
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230℃。PGA对各种溶剂的化学性能稳定，不溶于有机溶剂，含氧量丰富，其完全生物降解和水解能力在脂肪族中最强。PGA具有良好的生物相容性、诱发降解性、增速性、高阻隔性、高机械强度及高模量。聚乙醇酸属于石油基生物可降解材料，产品具有优异的力学性能、耐热性、气体阻隔性、生物相容性和可降解性，在石油开采及可降解包装材料等领域具有良好的应用前景。
[0003]US20140076571A1将聚乙醇酸作为井下工具，可降解成无毒的物质，组合和使用的方法是由聚乙醇酸组成一个压裂球和一个桥塞，可以在压裂井时使用，然后可以留在井孔，可预测的快速和安全的分解成环保产品，而不需要被研磨破碎或者抽提取出。该压裂球使用单纯的聚乙醇制备，抗压强度为45MPa，为了提高开采效率，实现水平井分段压裂技术，强度有待进一步提高。CN111944164A公开了一种石墨烯改性聚乙醇酸材料及其应用。该复合材料具有良好的力学性能及耐热性能，但是使用的增强剂及耐热提升体系为石墨烯，石墨烯的价格较高，且需要先制备石墨烯硅油混合液随后加入乙醇酸的聚合反应得到聚乙醇酸/石墨烯复合材料，工艺复杂不利于工业化实施。因而，如何提供一种具有较高力学强度及耐热性能的聚乙醇酸组合物及具有良好性价比的制备方法是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种新的聚乙醇酸组合物，以及由该组合物制得的玻纤增强聚乙醇酸材料及其应用。本专利技术提供的聚乙醇酸组合物具有良好的力学性能并且具有良好的耐热性能，环保易回收。
[0005]本专利技术的第一方面提供一种聚乙醇酸组合物，所述聚乙醇酸组合物包括以下组分：
[0006][0007]本专利技术的第二方面提供一种玻纤增强聚乙醇酸复合材料，其由上述聚乙醇酸组合物制得。
[0008]本专利技术的第三方面提供上述聚乙醇酸组合物和/或上述玻纤增强聚乙醇酸复合材料的应用。
[0009]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0010]本专利技术的聚乙醇酸组合物采用聚乙醇酸为基体树脂，以玻璃纤维为主要填充物，加入了分子扩链剂，分子扩链剂中的极性基团能够增强与玻璃纤维表面的羟基紧密结合，改善了玻璃纤维与聚乙醇酸的粘结力。此外，分子扩链剂形成的缠结分子链会聚集形成微球分散相，对材料发挥增韧作用，提高组合物的抗冲性能。本专利技术聚乙醇酸组合物中还可以进一步加入相容剂，相容剂与改性聚乙醇酸基体共同作用，进一步提高了基体与玻璃纤维的相容性，显著提高了组合物的耐热性能，且有效减少玻纤外漏，减轻表面浮纤现象。本专利技术所得的聚乙醇酸玻纤增强材料具有大幅提高的拉伸强度及冲击强度等力学性能，相比现有井下开采使用的镁铝合金球质量更轻，对实际生产应用有重要意义。
[0011]本专利技术提供的玻纤增强聚乙醇酸复合材料为非交联结构，可以在中性环境下降解，不对地层造成二次污染，符合循环经济的要求。
[0012]本专利技术提供的玻纤增强聚乙醇酸型材可以应用于页岩气分段开采等对材料降解性能及力学性能要求较高的场合。
[0013]本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0014]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0015]本专利技术提供一种聚乙醇酸组合物，所述聚乙醇酸组合物包括以下组分：
[0016][0017]根据本专利技术的优选实施方式，在所述聚乙醇酸组合物中，以聚乙醇酸以100重量份计；玻璃纤维的用量可以为10重量份、20重量份、30重量份、40重量份、50重量份、60重量份、70重量份以及它们之间的任意值，优选为20
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50重量份；分子扩链剂的用量可以为0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、2重量份、5重量份以及它们之间的任意值，优选为0.5
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1重量份；相容剂的用量可为0.1重量份、0.5重量份、1重量份、2重量份、5重量份以及它们之间的任意值，优选为0.01
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2重量份，更优选为0.1
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0.5重量份；增韧剂的用量可以为0.5重量份、1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、10重量份以及它们之间的任意值，优选为0.5
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8重量份，更优选为1
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5重量份。
[0018]根据本专利技术的优选实施方式，在230℃、2.16kg测试条件下，所述聚乙醇酸的熔体流动速率(熔融指数)为5
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60g/10min，例如可以为5g/10min、10g/10min、15g/10min、20g/
10min、25g/10min、30g/10min、35g/10min、40g/10min、45g/10min、50g/10min、55g/10min、60g/10min以及它们之间的任意值，优选为10
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50g/10min，更优选为15
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45g/10min。
[0019]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚乙醇酸的重均相对分子质量为5万
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80万，优选为20万
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70万，更优选为25万
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35万。
[0020]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚乙醇酸的分子量分布宽度Mw/Mn为2
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5，优选2
‑
3.5。
[0021]根据本专利技术的优选实施方式，所述聚乙醇酸为均聚型聚乙醇酸或共聚型聚乙醇酸，优选为均聚型聚乙醇酸。共聚型聚乙醇酸的共聚单体的实例可以包括：环状单体，如1,4
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二恶烷
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2,3
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二酮，丙交酯，内酯(例如对丙内酯、对丁内酯、对新戊内酯、对丁内酯、8
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戊内酯、对乙基8
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戊内酯、E
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己内酯)，碳酸盐(例如碳酸三亚甲基酯)，醚(例如1,3
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二恶烷)，醚酯(例如二恶烷酮)，酰胺(例如E
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己内酰胺)、乳酸、3
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羟基丙酸、3
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羟基丁酸、4
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羟基丁酸和6
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羟基己酸等羟基羧酸及其烷基酯；脂族二醇如乙二醇和1,4
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丁二醇与脂族二羧酸如琥珀酸和己二酸或其烷基酯的基本上等摩尔的混合物；以及上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙醇酸组合物，其特征在于，所述聚乙醇酸组合物包括以下组分：2.根据权利要求1所述的聚乙醇酸组合物，其中，所述聚乙醇酸在230℃、2.16kg载荷下的熔体流动速率为5
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60g/10min，优选为10
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50g/10min，更优选为15
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45g/10min；和/或，所述聚乙醇酸的重均相对分子质量为5万
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80万，优选为20万
‑
70万，更优选为25万
‑
35万；和/或，所述聚乙醇酸的分子量分布宽度Mw/Mn为2
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5，优选2
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3.5；和/或所述聚乙醇酸为均聚型聚乙醇酸或共聚型聚乙醇酸，优选为均聚型聚乙醇酸。3.根据权利要求1所述的聚乙醇酸组合物，其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，玻璃纤维的直径优选为11
‑
15μm，长度优选为3.5
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5.5mm。4.根据权利要求1所述的聚乙醇酸组合物，其中，所述分子扩链剂为苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸乙酯、2
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甲基丙烯酸甲酯、2
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甲基丙烯酸乙酯和马来酸酐中至少三种单体的共聚物；优选选自苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯
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马来酸酐共聚物中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的聚乙醇酸组合物，其中，所述相容剂为可降解相容剂；优选为直链或者环状脂肪族生物可降解聚酯；更优选为聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯、聚甲基乙撑碳酸酯和聚丁二酸丁二酯中的至少一种；进一步优选为聚己内酯和聚羟基脂肪酸酯；所述聚己内酯和聚羟基脂肪酸酯的重量比优选为1:99
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99:1，更优选为1:10
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10:1，进一步优选为1:5
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5:1。6.根据权利要求1所述的聚乙醇酸组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏，吕明福，徐耀辉，张师军，张琦，侴白舸，高达利，王宇韬，白弈青，尹华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：