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易成型刚性优良的增韧聚对苯二甲酸乙二醇酯

周俊峰  
【摘要】:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有高的刚性、电绝缘性、耐热性和耐化学药品性等优良性能,已广泛应用于纤维、薄膜以及食品包装等领域。随着PET生产技术的进步,产量迅速增加,为了开发新的应用领域,提高应有价值,将PET作为工程塑料使用已是国内外热门研究课题。 要将PET作为工程塑料使用,需主要解决两方面的科学技术问题:其一,对PET增韧,但应尽可能不降低或少降低刚性(拉伸屈服应力,tensile yield stress,TYS;弯曲弹性模量,flexural modulus,FM);其二,加快结晶速度,降低冷结晶温度,使之能在较低的模温下成型出综合优良性能的制品。最好是两方面的问题同时解决。 从国内外已有的研究工作来看,取得了许多好的成果,但还存在急待解决的科学技术难题。如对PET增韧改性,用弹性体增韧效果最好,但使其韧性大幅度提高的同时刚性显著降低了;添加适当的成核剂、成核助剂可以改善PET的结晶行为,满足在较低模温下(如70℃)成型的技术要求,但往往会降低PET的韧性。 为了研制出韧性大幅度提高的同时刚性不降低或少降低、又能在较低模温下成型的改性PET工程塑料,本工作设计出了这种综合优良性能的改性PET工程塑料应具有的结构特征:PET为连续相,弹性体增韧剂及一种易结晶的聚合物为分散相,与连续相间有化学键连接,易结晶的聚合物像铰链一样钉铆于PET上,弹性体及易结晶的聚合物同时又是PET结晶行为的改变剂。基于这种设计,先以高密度聚乙烯(HDPE)、丁苯弹性体(记为N)、环氧化合物(记为Ce)及助反应剂(记为Rs)等为主要原料,采用多种特殊技术,通过化学反应研制出了EN型多功能母料(multifunctional master batch,表示为EN-MFMB),然后将EN-MFMB与PET进行热机械共混,制备出了可以在较低模温下成型、具有高的韧性和刚性的改性PET(PET/EN-MFMB)。应用IR、PLM、DTA、高压毛细管流变仪、熔体流动速率测定仪、力学性能测试等分析测试技术和仪器设备,对EN-MFMB的化学结构、等温结晶形态、熔体流动速率(MFR)以及PET/EN-MFMB的等温结晶形态、力学性能、熔体流动性、热性能和逐步降温结晶行为等进行了表征,得到了如下主要结果与结论:


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