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PETPE共混合金的研究现状和应用二

增容剂增强的PET/PE /增容剂三元共混体系主要研究PET与增容剂之间的相容性或相互作用,以及PE与增容剂的相容性。这些相容剂包括无规共聚物,嵌段共聚物,接枝共聚物,离聚物等。根据相容性机理,可分为非反应性相容性,反应性相容性和特殊相互作用相容性。

2.1非反应性增容剂以增加PET/PE混合合金

具有与PET和PE相似结构的共聚物对PET/PE混合物具有增容作用,例如(苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯)共聚物(SEBS),(苯乙烯/乙烯/丙烯)共聚物(S-EP),乙烯丙烯二烯单体(EPDM),乙丙橡胶(EPR),(聚对苯二甲酸乙二酯/聚乙烯)共聚物(PET-b-PE)等。这些共聚物在PET/PE的相界面处充当“表面活性剂”,从而降低了界面张力,增加了界面粘合强度并减小了分散相的尺寸,从而改善了共混体系的相容性。性别。

Traugott等。使用SEBS和EPR作为PET/HDPE共混物的增容剂,以研究增容剂含量对共混物形态和性能的影响。随着SEBS含量的增加,PET/HDPE的强度和刚性下降;可以添加少量的SEBS来显着提高断裂伸长率。当SEBS含量达到20%时,Instron通用材料测试机的范围不会破裂。 EPR的效果比SEBS差得多。

咖喱等。研究了S-EP作为相容剂对再生聚对苯二甲酸乙二醇酯/再生高密度聚乙烯(RPET/RHDPE)共混物机械性能的影响,据信这是由于S-EP苯乙烯链引起的。该片段与具有相似溶解度参数的PET兼容。 S-EP与PE相容,可降低PE的结晶度。因此,S-EP在大含量范围内对PET/HDPE具有良好的相容性。影响。即使形成结晶连续相,该共混物仍具有良好的韧性和冲击性能。

2.2反应增容剂以增加PET/PE共混合金

反应性相容剂增容PET/PE混合物是提高PET/PE相容性的有效手段。这些相容剂主要包括聚烯烃的接枝和嵌段共聚物。从结构上看,它们的基体与PE相容,并加入环氧基,酸酐基,羧基,酯基等官能团并用羟基,羧基和酯基酯化在PET中。酯交换反应,例如酯交换反应,形成共聚物以充当相容剂。这些中最有效的是甲基丙烯酸缩水甘油酯和烯烃的接枝共聚物和嵌段共聚物。

(1)马来酸酐接枝共聚物增容剂

mah接枝相容剂包括聚乙烯接枝马来酸酐(pe-g-mah)、苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(sebs-g-mah)、乙烯/丙烯酸甲酯/马来酸酐共聚物(e-mea-g-mah)等。由于马来酸酐在高温下只能与pet的端羟基发生部分可逆酯化反应,因此pet与mah接枝物在共混条件下的化学反应性较差。因此,界面相互作用主要是弥散力。以及酸碱作用。为了进一步改善界面作用,可以添加环氧化合物界面改性剂。在mah接枝中,sebs-g-mah的增容效果最好,接枝率为2%的pet/pe(50/50)共混物为sebs-g-mah。一种延伸率为600%的“超级强韧”混合物。

(2)甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝或共聚物相容剂

gma接枝或共聚物相容剂包括聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(pe-g-gma)、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(e-gma)、乙烯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(e-ea-gma)等。gma能与pet的端羟基和端羧基发生反应,在共混界面原位形成的共聚物具有良好的增容效果。通过对共混物的形态、流变性能、热性能和力学性能的比较,发现常用的mah和gma改性共聚物依次为:e-gma>e-ea-gma>sebs-g-mah>e-mea-g-mah;结果表明,gma改性共聚物是一种良好的pet/pe相容剂。

(3)其他功能性共聚物相容剂

具有羧基,酯基和酰胺基官能团的共聚物对PET/PE混合物也具有增容作用,例如聚乙烯接枝的甲基丙烯酸甲酯(PE-g-MMA),聚乙烯接枝的丙烯酸羟乙酯(PE-g-HEMA),聚乙烯接枝的丙烯酸乙酯(PE-g-EA),聚乙烯接枝的马来酰亚胺(PE-g-MI),(乙烯/乙酸乙烯酯)酯(共)共聚物(E/VAC),(乙烯/丙烯酸)共聚物(EAA)等,其中大多数都通过酯化或酯交换反应与PET/PE混合物相容。由于难以在加工温度下充分进行酯化或酯交换反应,因此难以获得良好的相容性效果。

为了促进酯化或酯交换,何辉等。研究了过渡金属催化剂催化的HDPE/PET(75/25)共混物中E/VAC和EAA的相容性。化学分析和光谱分析表明,通过原位酯化或酯交换反应形成的共聚物起增容剂的作用。在催化剂的作用下,E/VAC和EAA改善了HDPE/PET混合合金的流动性。可变性质改善了HDPE的耐热性,并且三元共混物的拉伸性质和冲击性质显着高于HDPE/PET共混物的拉伸性质和冲击性质。它对HDPE高性能具有指导意义。

2.3新方法,特殊增容剂以提高PET/HDPE合金的产能

随着共混改性和加工方法的多样化,电子辐照等新方法也已应用于PET/PE的共混改性。离聚物增容剂是一种特殊的增容剂,近年来引起了研究兴趣。对于含有结晶聚合物的共混物,离聚物可以起到增容剂和晶体成核剂的作用。除酯化和酯交换作用外,离聚物与PET之间的相互作用还可能具有特殊作用,例如离子偶极子,复杂的配位,离子簇的物理交联等。

Kalfoglou使用(乙烯/丙烯酸)共聚物钠盐(Surlyn 1605)作为PET/LLDPE共混物的增容剂来研究不同的PET/LLDPE比例和离聚物(Surlyn)含量的增容作用。 PET/LLDPE/surlyn(68.2/22.7/9.1)共混物具有良好的机械性能。根据PET/Surlyn共混物的相容性研究,可以认为PET/Surlyn两相界面的牢固结合是相容化的根本原因。

MascaJ等。通过将苯氧基聚合物(双酚A的聚羟基醚)与乙烯-丙烯共聚物的马来酸酐混合,然后将其与(乙烯/丙烯酸)共聚物的钠盐(Surlyn 8660)混合,得到接枝共聚物。酚钠和乙醇钠可增强离子特性,形成均聚物混合物,并将接枝物和共混物用于增容。这两种增容剂都是有效的表面活性剂,因此有助于分散PET或HDPE。加入离聚物会不断增加共混物的熔体粘度,但只有异构体混合物才能显着改善共混物的拉伸强度和断裂伸长率,因为该混合物具有非常好的强成核性并增强了聚合物两种的结合力相接口。

Xi Shiping研究了低密度聚乙烯接枝马来酸酐镧(LDPE-g-MALa)对PET/LDPE共混物结晶行为和力学性能的影响。 PET/LDPE/LDPE-g-MALa(80/18/2)体系共混物的冲击强度比PET高40%,抗张强度提高25%;与PET/LDPE(80/20)相比有所改善。 170%和30%。当离聚物含量增加到5%时,总体性能下降。离聚物的含量增加,熔融结晶的温度(Tcc)增加,冷结晶的温度(Tch)降低,Tcc的增加表明离聚物对PET具有成核作用,Tch的减少表明分子链离聚物的分子量与PET相容。分子运动具有一定的促进作用。

3 PET/PE混合合金的应用前景

PE改性PET的目的是改善PET的流变性,加快PET的结晶速率,改善PET的冲击性能并降低PET的吸水率,从而获得高拉伸强度,高韧性,高结晶度,高耐高温混合合金。在电子,运输,机械仪表等领域,使用廉价的PET替代其他昂贵的工程塑料,并充分利用大量的再生PET,具有广阔的应用前景。

用PET改性PE的目的是提高PE的机械性能和耐热性,从而获得高性能的PE。如果采用适当的加工方法将PET分散在具有分层结构的PE基体中,则PET的耐溶剂性可用于改善PE合金制成的包装产品和中空容器的阻隔性能。金日光等人制备了与EAA相容的HDPE/PET(80/20)共混物。获得了PET的层状分散体。 PET的层状趋势随着体系相容性的增加而增加,但是当相容剂的含量超过一定值时,层状分散状态开始从中心被破坏。低的熔融温度,低的剪切速率和较高的成型温度有利于保持分散相的大尺寸,径向变形的发生和分层分散结构的形成。

4结论

在PET/PE共混金体系中,任何合金形式的共混改性对提高PET和PE的综合性能,扩大PET和PE的应用范围,特别是对PET或PE的回收和再利用具有现实意义。