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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物共混,尤其涉及一种高熵聚合物合金及其制备方法。
技术介绍
1、熵代表了体系的混乱程度。“高熵”是近年来出现的新的材料设计理论,目前已成为材料研究领域的前沿。高熵材料中的熵来自于形成固溶体的构型熵,而高熵实际反映了材料中元素种类多、混合比例接近的特点。
2、高熵合金指由5种或5种以上主导元素组成,每种元素含量介于5%-35%之间的合金材料。随着高熵合金的快速发展,也有研究者将高熵的概念应用于陶瓷材料的设计与研发当中,高熵陶瓷材料应运而生。高熵陶瓷材料一般由4种以上的等比例或近等比例金属元素和若干种非金属元素结合而成的单相陶瓷材料。
3、当前,聚合物材料在从社会民生到国防军工等各个领域发挥着关键作用。然而,传统单一聚合物材料在某些方面存在性能和多样性的限制。高熵材料作为一种崭新的材料设计模式引起了广泛关注。高熵合金和高熵陶瓷等材料以其独特的结构和性能在材料科学领域取得了显著的进展。高熵材料的设计理念通过引入多种主导元素并保持其相对均匀的分布,从而提高了材料的多样性、稳定性和性能。然而,目前关于高熵聚合物合金的研究却未见报道。
4、综上,非常有必要提供一种高熵聚合物合金及其制备方法。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的单一或二及三元组分聚合物性能的不足,和塑料回收再利用的低效高成本等一个或者多个问题,本专利技术提供了一种高熵聚合物合金及其制备方法。本专利技术开创性地提供了一种高熵聚合物合金及其制备方法,本专利技术方法工艺简单
2、本专利技术在第一方面提供了一种高熵聚合物合金的制备方法,所述方法包括如下步骤:
3、(1)将聚烯烃、聚酰胺、聚酯、热塑性弹性体、苯乙烯树脂和增容剂混合均匀,得到混合体系;所述增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯中的一种或多种;
4、(2)将混合体系在温度为150~300℃、转速为40~260r/min的密炼机或挤出机中进行熔融共混,制得高熵聚合物合金。
5、优选地,所述混合体系由以质量百分比计的聚烯烃0~60%、聚酰胺0~60%、聚酯0~60%、热塑性弹性体0~60%、苯乙烯树脂0~60%和增容剂0~30%组成,且各组分的质量百分比之和为100%。
6、优选地,所述混合体系由以质量百分比计的聚烯烃15~25%、聚酰胺15~25%、聚酯15~25%、热塑性弹性体15~25%、苯乙烯树脂15~25%和增容剂0~25%组成,且各组分的质量百分比之和为100%。
7、优选地,在所述混合体系中,聚烯烃、聚酰胺、聚酯与苯乙烯树脂的质量比为1:1:1:1,所述热塑性弹性体与所述增容剂的质量之和与所述聚烯烃的质量比为1:1。
8、优选地,所述热塑性弹性体与所增容剂的质量比为(0.3~3):1。
9、优选地,所述聚烯烃为聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种;所述聚酰胺为聚酰胺-6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-66、聚酰胺-610、聚酰胺-612中的一种或多种;所述聚酯为聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚碳酸酯中的一种或多种;所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种;和/或所述苯乙烯树脂为聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、高抗冲击聚苯乙烯中的一种或多种;所述增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯中的一种或多种。
10、优选地,所述聚烯烃为聚丙烯;所述聚酰胺为聚酰胺-6;所述聚酯为聚乳酸;所述热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物;所述苯乙烯树脂为聚苯乙烯;所述增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
11、优选地,所述聚烯烃为回收的聚丙烯;所述聚酰胺为回收的聚酰胺-6;所述聚酯为回收的聚乳酸;所述热塑性弹性体为回收的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物;所述苯乙烯树脂为回收的聚苯乙烯;所述增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
12、优选地,所述聚烯烃为聚丙烯和/或回收的聚丙烯;所述聚酰胺为聚酰胺-6和/或回收的聚酰胺-6;所述聚酯为聚乳酸和/或回收的聚乳酸;所述热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和/或回收的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物;所述苯乙烯树脂为聚苯乙烯和/或回收的聚苯乙烯;所述增容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
13、本专利技术在第二方面提供了由本专利技术在第一方面所述的制备方法制得的高熵聚合物合金。
14、本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果:
15、(1)本专利技术以聚烯烃、聚酰胺、聚酯、热塑性弹性体、苯乙烯树脂以及增容剂等为原料制备了高熵聚合物合金材料,通过增容剂对复合体系进行增容改性,所制备合金的韧性及强度均有提升,整体力学性能得到改善。与单组分聚合物或由2~3组分构成的聚合物合金相比,高熵聚合物合金的综合力学性能更均衡。
16、(2)传统聚合物合金通常由二至三组分构成,一组分为基体相,另外均为分散相,所得合金主要体现基体相力学性能。本专利技术中聚烯烃、聚酰胺、聚酯、热塑性弹性体、苯乙烯树脂五种组分配比相同或相近,所得合金结合了五种组分的力学性能特性,因而综合性能更优异。
17、(3)传统增容剂通常只能用于增容二组分聚合物。本专利技术采用的增容剂实现了对五组分聚合物共混物的同时增容。由于加入的增容剂中含有酸酐和/或环氧基团,可使其与共混物中聚酰胺和聚酯等极性组分的相互作用提高,起到增容效果;同时增容剂中含有苯乙烯基团,可使其与共混物中苯乙烯树脂组分的相互作用提高,起到增容效果;此外增容剂中还含有乙烯-丁烯基团,可使其与共混物中聚烯烃树脂组分的相互作用提高,起到增容效果;因此,本专利技术中使用的增容剂可同时实现对五组分共混物的增容,使所制备的高熵聚合物合金的韧性及强度均提升,综合力学本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高熵聚合物合金的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法,其特征在于:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:
10.由权利要求1至9中任一项所述的制备方法制得的高熵聚合物合金。
【技术特征摘要】
1.一种高熵聚合物合金的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
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