一种高阻隔强韧性的PET基复合膜及制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子复合材料技术领域，公开了一种高阻隔强韧性的PET基复合膜及制备方法和应用。该PET基复合膜包括组分：PET树脂、PEN树脂、POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土、柠檬酸三甘油酯和环氧大豆油。本发明专利技术PET基复合膜具有高强韧和高阻隔性，其中，断裂延伸率为154.6

【技术实现步骤摘要】
一种高阻隔强韧性的PET基复合膜及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，特别涉及一种高阻隔强韧性的PET基复合膜及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在包装品中，尤其是包装膜领域，目前仍大量使用塑料材料，如PE、PP、PET膜仍是包装膜的主流，以上来自于石油基的塑料材料具有优异的加工性，良好的力学性能，部分材料如PET还具有较好的阻隔性。尽管性能优越，但其部分性能指标在更高要求的领域仍有一定差距，如阻隔性，纯25μmPET膜的氧气透过率为100
‑
200cm3/(m2·
24h
·
0.1MPa)，水蒸气透过率为10
‑
20g/(m2·
24hr
·
MPa)，仍无法达到气体饮料和某些特定化学产品的要求，部分特殊的改性方式被采用，如采用多层复合法，构建类似三层：“PET/阻隔层/PET”或五层：“PET/阻隔层/PET/组隔层/PET”的多层结构，但这种方式往往需要考虑各层之间的结合及相容性；或采用物理、化学沉积法在其表面实现镀膜，如覆盖铝膜，但此方法降低了膜的透明性，而且增加了工艺难度。部分改性方法如共混法、共聚法也常被采用，当仍有性能不理想或物质工艺复杂等问题。因此，开发具有更加优异性能，更简单工艺制备的高阻隔膜材料，仍然具有巨大的商业和应用价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种高阻隔强韧性的PET基复合膜，25μm厚度的PET基复合膜的氧气透过率为27.7
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47.5cm3/(m2·
24h
·
0.1MPa)，水蒸气透过率为5.1
‑
8.2g/(m2·
24hr
·
MPa)，解决了纯PET膜材料的水氧阻隔性不足的问题。
[0004]本专利技术的第一方面提供PET基复合膜，所述PET基复合膜包括如下组分：PET树脂、PEN树脂、POSS(多面体低聚倍半硅氧烷)粒子改性表面修饰片层蒙脱土、柠檬酸三甘油酯和环氧大豆油。
[0005]优选地，按照质量份数计，所述PET基复合膜包括如下组分：PET树脂100份、PEN树脂10
‑
20份、POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土3
‑
6份、柠檬酸三甘油酯3
‑
6份和环氧大豆油2
‑
4份。
[0006]优选地，所述PET树脂的分子量为20000
‑
35000。
[0007]优选地，所述PET树脂的分子量为28000
‑
32000。
[0008]优选地，所述PET树脂的熔点为255
‑
270℃，结晶温度为120
‑
140℃，玻璃化转变温度为70
‑
90℃，热收缩率(150℃，30min)为0.5
‑
1。
[0009]优选地，所述PEN树脂的分子量为32000
‑
54000。
[0010]优选地，所述PEN树脂的分子量为44000
‑
48000。
[0011]优选地，所述PEN树脂的熔点为260
‑
280℃，结晶温度为180
‑
200℃，玻璃化转变温度为115
‑
125℃，热收缩率(150℃，30min)为0.2
‑
0.5。
[0012]优选地，在所述POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土中，POSS粒子的质量占表面修饰片层蒙脱土的质量百分比为20
‑
40％。
[0013]优选地，所述表面修饰片层蒙脱土选用的蒙脱土原料为钠基蒙脱土。
[0014]优选地，所述表面修饰片层蒙脱土的粒径为200
‑
400目。
[0015]优选地，所述POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土为具有一定端基结构的POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土。
[0016]优选地，所述POSS粒子包括八臂四甲基铵离子POSS粒子、八臂丙烯醛基丙酯POSS粒子、八臂甲基丙烯酸缩水甘油酯POSS粒子中的至少一种。
[0017]优选地，所述八臂四甲基铵离子POSS粒子的分子结构式如下：
[0018][0019]优选地，所述八臂丙烯醛基丙酯POSS粒子的分子结构式如下：
[0020][0021]优选地，所述八臂甲基丙烯酸缩水甘油酯POSS粒子的分子结构式如下：
[0022][0023]优选地，所述表面修饰片层蒙脱土包括十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土、
聚醚多元醇修饰片层蒙脱土、硅烷修饰片层蒙脱土中的至少一种。
[0024]优选地，所述十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土的制备方法为：将钠基蒙脱土溶于去离子水中，形成5
‑
10wt％悬浮液，搅拌均匀；再加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌2
‑
6小时，静置水化24
‑
48小时，得到十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土；其中，十六烷基三甲基溴化铵的质量占蒙脱土的质量百分比为8
‑
16％。
[0025]优选地，所述聚醚多元醇修饰片层蒙脱土的制备方法为：将聚醚二醇溶于二甲基乙酰胺中形成溶液，再往溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土的水悬浮液，两者混合后，以100
‑
200rmp的转速搅拌后，加热至90℃脱水，实现表面修饰，研磨过筛，得到聚醚多元醇修饰片层蒙脱土；其中，聚醚二醇的质量占十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土的质量百分比为10
‑
30％；十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土的水悬浮液是指：将十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土溶于去离子水中，形成5
‑
10wt％悬浮液。
[0026]优选地，所述硅烷修饰片层蒙脱土的制备方法为：将氯硅烷加入钠基蒙脱土中，再加入二甲基乙酰胺或其他极性分散剂，加热至60℃搅拌均匀回流36
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48h，产物过滤后以丙酮洗涤2
‑
4次，以95wt％乙醇洗涤去除蒙脱土表面的氯离子至银氨检测无沉淀，然后于100℃下真空干燥6
‑
10小时，研磨得到硅烷修饰片层蒙脱土。
[0027]优选地，所述POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土包括八臂四甲基铵离子POSS粒子改性十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土、八臂丙烯醛基丙酯POSS粒子改性聚醚多元醇修饰片层蒙脱土、八臂甲基丙烯酸缩水甘油酯POSS粒子改性硅烷修饰片层蒙脱土中的至少一种。
[0028]优选地，所述POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土的制备方法为：将POSS粒子和表面修饰片层蒙脱土在亲水或亲油分散剂中分散，加热至50℃后搅拌6
‑
8小时，然后过滤洗涤，干燥得到POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PET基复合膜，其特征在于，所述PET基复合膜包括如下组分：PET树脂、PEN树脂、POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土、柠檬酸三甘油酯和环氧大豆油。2.根据权利要求1所述的PET基复合膜，其特征在于，按照质量份数计，所述PET基复合膜包括如下组分：PET树脂100份、PEN树脂10
‑
20份、POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土3
‑
6份、柠檬酸三甘油酯3
‑
6份和环氧大豆油2
‑
4份。3.根据权利要求1所述的PET基复合膜，其特征在于，所述PET树脂的分子量为20000
‑
35000。4.根据权利要求1所述的PET基复合膜，其特征在于，所述PEN树脂的分子量为32000
‑
54000。5.根据权利要求1所述的PET基复合膜，其特征在于，在所述POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土中，POSS粒子的质量占表面修饰片层蒙脱土的质量百分比为20
‑
40％，所述表面修饰片层蒙脱土的粒径为200
‑
400目。6.根据权利要求1所述的PET基复合膜，其特征在于，所述POSS粒子改性表面修饰片层蒙脱土包括八臂四甲基铵离子POSS粒子改性十六烷基三甲基溴化铵修饰片层蒙脱土、八臂丙烯醛基丙酯POSS粒子改性聚醚多元醇修饰片层蒙脱土、八臂甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小斌，陈一，曾嘉明，崔建明，孟聪，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：