一种高韧性pet的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种改善PET耐冲击性能和加工性能的制备方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是1953年由美国杜邦公司最早实现工业化的线性聚合物。其分子链结构的高度对称性及对苯基键的刚性，使其具有良好的机械加工性能、耐化学腐蚀性、电绝缘性、安全性和抗微生物侵蚀性能等，且由于价格相对低廉和容易回收等优点，被广泛应用于薄膜、纤维、塑料制品等各个领域。缺点是PET成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，韧性较差，冲击强度较低，材料表现为脆性，这限制了其更大范围的应用。为拓宽PET应用领域，需要对其进行改性，提高PET的韧性。目前提高PET韧性的主要方法有与其它聚合物共混或共聚形成合金和加入弹性体增韧剂进行增韧等方法，其中弹性体增韧是最简单有效的一种方法。弹性体加入PET中，弹性体是分散相，PET为连续相，其增韧效果主要还与弹性体在基体中的分散形态及基体间的界面相互作用有关，因为分散形态决定了基体中应力集中和应力场分布情况，而两相间的界面相互作用决定了相间的应力传递及界面脱粘等。然而，弹性体粒子与塑料两相之间的粘结能力是影响材料韧性是否得到提高的重要因素。当两相完全不相容，两相大分子相互间完全排斥时，弹性体粒子尺寸必然很大，外形也不规则，局部应力将过于集中，直接导致裂纹和裂缝的产生。并且相与相之间存在明显的界面，界面处粘结力很弱，两相彼此可以完全分开，材料的内部留下薄弱部位。在外力作用下，相界面处会发生相分离，产生孔隙，孔隙会使应力集中增加，导致材料的破坏。另一种情况，当两相的大分子彼此间不排斥，实现分子分散，形成均相体系，使弹性体粒子不复存在，就起不到增韧效果。有些工作采用合金化的方法如PET/PC合金，采用该种方法材料的成本会大幅上升而且会导致加工过程复杂化CN102061076A中提供了一种超韧PET/TOT/PC合金的制备方法，PC的引入提高了合金的韧性，但是大大地增加了材料的成本。因此，为了经济合理地改善PET材料的加工性和韧性，需提供一种新的PET组合物及其制备方法。
【发明内容】
[0003 ]为了克服现有技术的问题，本发明提供了一种高韧性PET的制备方法。
[0004]一种高韧性PET的制备方法，按照下述步骤进行:在室温下，将支化聚苯乙烯(BPS), PET和液体石蜡，经高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融共混，得到高韧性PET；
[0005]其中，支化聚苯乙烯的用量为PET的质量的0.5?2.0%，液体石蜡的用量为0.5?lmL/100gPET。即，每10g的PET与0.5?2.0g的PET和0.5?ImL的液体石蜡混合。优选的技术方案中，，所述的支化聚苯乙烯，分子量为457600?1103000g/mol，支化度f〈0.8(g,为相同分子量下支化聚合物与线型聚合物的特性粘度(Intrinsic Viscosity)比值，g'=
[Π.] branched/ [Π.] linear ; g 越小，支化度越高)。
[0006]优选的技术方案中，所述的支化聚苯乙烯是在链转移剂单体的存在下，通过自由基乳液聚合制备得到的。优选的技术方案中，所述双螺杆挤出机熔融共混时挤出温度为220?250°C，主机转速为160?180r/min，喂料转速为120?150r/min。
[0007]进一步优选的技术方案中，所述双螺杆挤出机熔融共混时挤出温度:220?250°C，主机转速180r/min，喂料转速120r/min。
[0008]本发明还提供了由上述方法制备的高韧性PET。
[0009]进一步，本发明的高韧性PET，其冲击强度为1.6?1.9kJ/m2，其断裂伸长率为50?400%。
[0010]本发明中，将支化度和分子量合适的BPS加入PET基体中，与少量液体石蜡，经过高速混合机混合，通过双螺杆挤出机熔融共混，水冷切粒得到改性PET ο与纯PET相比，本发明的高韧性PET的冲击强度增加10?20%，达到1.6?1.9kJ/m2，断裂伸长率达到50?400%，其表现为熔融黏度降低，加工性能改善，韧性增强。
[0011]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0012]本发明体系组分单一，制备方法简单易行，成本低廉，制得的改性PET的韧性得到大大地提高，拓宽了PET的应用前景和增加了PET的商业价值。
[0013]说明书附图
[0014]图1是对比例I所得纯PET经拉伸断裂图
[0015]图2是实施例5所得PET与对比例I所得纯PET经拉伸断裂前后对比图
【具体实施方式】
[0016]对比例I
[0017]纯PET(800g)经过SHJ-20型双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度:220°C，230°C，2350C，240°C，245°C，机头温度250°C，主机转速180r/min，喂料转速120r/min，水冷切割造粒，得到PET粒料，将所得粒料置于120°C鼓风干燥箱干燥至少24h，使水分充分蒸发以防止高温下水引起的聚酯降解。取一部分粒料在熔体流动速率常数测定仪上测得熔体流动速率常数(MFR)为9.66g/10min，另外一部分粒料在注塑机上按国家标准(GB1042-92)注射成样条，进行力学性能测试(GB/T 1040-2006,GB/T 1843-2008):冲击强度为1.58kJ/m2，断裂伸长率为28.6%。对比例I纯PET经拉伸断裂图参见说明书附图1
[0018]对比例2
[0019]乳液聚合制备线型聚苯乙烯:苯乙烯和过硫酸钾的物质的量比为100:2，苯乙烯、水、十二烷基苯磺酸钠和碳酸氢钠的质量比为100:200:5:3,聚合反应温度80°C，反应8小时，加饱和食盐水破乳，将所得聚合物水洗，最后烘干，得到线型聚苯乙烯，测得LPS:Mw.maLLs= 540000g/mol ο
[0020]将乳液聚合制备得到的线型聚苯乙烯(LPS:Mw.MALLs = 540000g/mol)与PET(mLps:mPET= 1.0% )，经过SHJ-20型双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度:220°C，230°C，235°C，240°C，245°C，机头温度250°C，主机转速180r/min，喂料转速120r/min，水冷切割造粒，得到PET粒料，将所得粒料置于120°C鼓风干燥箱干燥至少24h，使水分充分蒸发以防止高温下水引起的聚酯降解。取一部分粒料在熔体流动速率常数测定仪上测得熔体流动速率常数(MFR)为9.69g/10min，另外一部分粒料在注塑机上按国家标准(GB1042-92)注射成样条，进行力学性能测试(GB/T 1040-2006,GB/T 1843-2008):冲击强度为1.60kJ/m2，断裂伸长率为29.3%，与对比例I所得冲击强度和断裂伸长率相比无明显增加。
[0021]对比例3
[0022]乳液聚合制备支化聚苯乙烯:苯乙烯、α-甲基丙烯酸-3-巯基己酯和过硫酸钾的物质的量比为100: 2:1，苯乙烯、水、十二烷基苯磺酸钠和碳酸氢钠的质量比为100: 200:5:3，聚合反应温度80°C，反应8小时，加饱和食盐水破乳，将所得聚合物水洗，最后烘干，测得BPS:Mw.MALLs = 503500g/mol ,g7 =0.82。
[0023]将乳液聚合制备得到的线型聚苯乙烯(Bps = MwJALLs = SossoogAi1lY =0.82)与PET(mLPs:mPET= 1.0%)，经过SHJ-20型双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度:220°C，230°C，235°C，240°C，245°C，机头温度250°C，主机转速180r/min，喂料转速120r/min，水冷切割造粒，得到PET粒料，将所得粒料置于120°C鼓风干燥箱干燥至少24h，使水分充分蒸发以防止高温下水引起的聚酯降解。取一部分粒料在熔体流动速率常数测定仪上测得熔体流动速率常数(MFR)为9.70g/10min，另外一部分粒料在注塑机上按国家标准(GB1042-92)注射成样条，进行力学性能测试(GB/T 1040-2006,GB/T 1843-2008):冲击强度为1.59kJ/m2，断裂伸长率为30.5%，与对比例I和对比例2所得冲击强度和断裂伸长率相比无明显增加。
[0024]实施例1
[0025]乳液聚合制备支化聚苯乙烯:苯乙烯、α-甲基丙烯酸-3-巯基己酯和过硫酸钾的物质的量比为100: 2:1，苯乙烯、水、十二烷基苯磺酸钠和碳酸氢钠的质量比为100: 200:5:3，聚合反应温度80°C，反应8小时，加饱和食盐水破乳，将所得聚合物水洗，最后烘干，测得BPSl:Mw.MALLs = 457600g/mol ,g7 =0.75。
[0026]将乳液聚合制备得到的支化聚苯乙烯(Bpsi=MwJALLs = ASTeOOgA1iy =0.75)与PET(mBpsi:mPET = 0.5 % )，经过SHJ-20型双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度:220°C，230°C，235°C，240°C，245°C，机头温度250°C，主机转速180r/min，喂料转速150r/min，水冷切割造粒，得到PET粒料，将所得粒料置于120°C鼓风干燥箱干燥至少24h，使水分充分蒸发以防止高温下水引起的聚酯降解