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教授总结PET改性技术大全,你都知道吗?

时间:2023-09-10 22:07 阅读:238 来源:互联网

由于PET的综合性能比较优良,它被广泛应用于薄膜、合成纤维和工程塑料等领域。但是由于PET的玻璃化温度、熔点比较高,在通常采用的模塑温度下,结晶速度较慢且随树脂相对分子质量的增大而降低,结晶结构不均匀,制品表面粗糙、光泽度差,冲击韧性也不好,因而阻碍了PET树脂在某些方面的应用。

PET-PBT

(PET与PBT化学结构式)

因此,加快PET的结晶速度、增韧改性,从而改善加工性能就成了PET应用的关键。自70年代以来,人们尝试了通过很多途径对PET进行改性,一般可以采用共混、增强、填充等方法改进其物理机械性能和加工工艺性能,使树脂的耐热性、耐药品性、耐候性、刚性和电气性能得到改善。一般可以采用添加结晶促进剂和成核剂等手段进行改进,加防燃剂、阻燃剂和滴落剂可以改进PET的自熄性和阻燃性。

1、PET的填充改性
填充改性是利用与聚合物基体性质完全不同的无机组分来全面提升材料的性能的最直接、最有效的方式之一,也是改性高分子材料最常规的方法之一。

2、纳米粒子改性PET
目前,利用纳米粒子改性PET复合材料的研究已经非常成熟。Ke等用层状粘土来改性PET,采用插层聚合的方法得到了PET/clay纳米复合材料。研究的结果表明,粘土的加入使复合材料的结晶速率比纯PET提升了约三倍。当粘土含量为5wt%时,复合材料的热变形温度比纯PET提高了约20℃~50℃;而复合材料的模量与PET相比则提升了约2倍。

3、玻璃纤维改性PET
与纳米粒子相比,微米级的玻璃纤维(GF)拥有突出的优点,因而被广泛的用于填充改性高分子材料。

4、PET的共混改性
将包括PET在内的两种及两种以上的聚合物按照恰当的比例在一定的温度和剪切应力等条件下,通过熔融共混的方式形成具有新性能的聚合物合金或共混物。聚合物间的相容性是这种聚合物制备的关键所在。

如果要使两种或两种以上不相容的聚合物达到部分相容或相容,可以采用反应挤出技术、相容性技术、聚合物分子之间特殊的相互作用技术及互穿聚合物网络技术等,目前应用最多的是相容性技术。

5、聚烯烃改性PET
PET与PE在化学结构上具有明显的差异,不具有相容性。由二者的简单二元共混的研究可见,要通过聚合物的共混改性提高PET的冲击性能,一定要通过增容手段提高两者的相容性。在HDPE和PET的共混体系中,加入EVA和EAA体系的冲击强度均有所提高。

PET和PP共混,形成的合金同时具有两者的长处,使性能得到了改善,例如,PET可以使PP的耐热性提高,PP可以使PET对水分的敏感性降低。在没有相容剂的作用下PET和PP共混,两相界面的结合很弱,力学性能也很差。

很多学者对两相共混体系相容性进行了大量的研究。结果显示,加入5%的SEBS可以起到改善冲击性能和稳定分散相的作用,但是还远远不及功能化的SEBS以SEBS-g-GMA为增容剂,PET为连续相的共混物具有很高的刚性和韧性。

PET/PS属于不相容体系,必须加入相容剂才能达到共混相容的目的。Maa和Chang将苯乙烯与丙烯酸缩水甘油酯共聚物P(S-GMA)作为反应型相容剂加入PET/PS共混体系中,得到了界面结合比较好的PET/PS/P(S-GMA)共混体系,使力学性能得到了提高。

6、聚酯改性PET
PBT是上个世纪70年代迅速发展起来的一种新型工程塑料,它的力学性能优于PET,而且还有很好的韧性,能够模塑成型,但是它的耐热性和流动性都没有PET好,而且价格较高。

两者的化学结构相似,所以它们的相容性很好,两者共混后能够取长补短,制得冲击强度高而且成本低的产品。它们的共混物还有很好的强度、刚性,化学稳定性、热稳定性和耐磨性,而且制品还有良好的光泽。据帝人公司报道,在两者的共混物中加入0.5%的滑石粉作为成核剂,所得的共混物抗冲击性能好、成型收缩率低。

北京化工研究院高分子应用所开发成功PET/PBT工程塑料合金系列,有增强、阻燃、填充等类型,性能优良,已通过中试和技术鉴定,其主要性能已达到或超过国外文献报道的同类产品水平。

PC的力学性能很好,韧性好,玻璃化转变温度高,但是它的流动性和耐老化性较差。PET和PC共混能够提高冲击强度。两者的共混物已经在国外工业化生产了,在汽车配件上有着广泛的应用。席世平等[9]对二者共混体系的研究表明,PE-g-MA能够改善共混体系的相容性,改善PET、PC的相互分布,提高PET的结晶速率和能力,从而提高了共混物的性能。

8、弹性体增韧改性PET

ABS是目前应用最广泛的聚合物之一,它不仅具有良好的韧性,而且还有着比HIPS更优的综合性能。将PET和ABS共混能够使PET的冲击强度有所提高。Cook研究了PET/ABS的共混体系性能与形态结构之间的关系。

通过DMTA和DSC研究表明二者是不相容的,共混物中含有四相,以SAN和无定型的PET相为主。SEM表明,两个区域缺口断面都表现出了相当大的塑性变形,说明了两相都对增韧做出了一定的贡献。

随着共混物中PET含量的增多,共混物体系的弯曲强度、模量和断裂强度也相应的提高。Cook在研究中还发现了共混物中的PET的相对分子质量对加工温度十分敏感,PET链的水解与热和ABS中残余的催化剂杂质相关。PET的相对分子质量的降低会导致冲击性能和极限伸长率的巨大损失,对模量和弯曲强度没有影响。


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