一种快速调节PET熔体强度的方法与流程

本发明属于高分子材料加工技术领域，具体涉及pet熔体强度的调节方法。

背景技术：

聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）作为一种热塑性通用材料，在较高的温度范围内具有优良的物理机械性能，如冲击强度高、耐摩擦性能好、硬度大、尺寸稳定、电绝缘性能好，不溶于绝大多数有机溶剂和无机酸，因此pet的应用非常广泛。

pet自身较低的熔体强度限制了其在热成型、发泡以及吹膜等方面的发展，因此提高pet的熔体强度有利于拓宽pet在上述方面的应用。聚合物的熔体强度是表征高分子链之间相互缠结程度的一个物理量，因此影响链缠结的因素（例如：分子量、分子量分布、长支链结构等）都会影响熔体强度和相关的流变性能。目前，常见的提高pet熔体强度的方法主要有以下几种：（1）增加固相增粘的时间提高线性pet的分子量从而提高其熔体强度；（2）在聚合或共混时加入改性剂对pet的线性结构进行修饰来提高其熔体强度；（3）pet与其它具有高熔体强度的非pet材料进行共混改性。

虽然上述方法能够有效提高pet的熔体强度，但是也有一些自身的缺点：例如pet与其它高熔体强度的非pet材料进行共混时容易存在相分离的现象，导致聚合物材料的力学性能受到影响；通过共混加入特定量的支化剂制备支化pet时，由于反应时间长，容易造成pet的热降解等。

本发明通过将支化pet与线性的pet进行共混，只需要一种具有较高熔体强度的支化pet作为添加剂，就可以达到不仅在混合体系中引入支化结构而且同时能够使pet的分子量分布变宽的双重效果。通过调节支化高熔体强度pet的添加量在加工过程中可以直接改变pet的熔体强度，以达到加工要求。这种方法的优点在于：（1）由于支化pet和线性pet具有相同的化学结构单元，因此在共同混合使用时不会发生相分离;（2）只需一种支化pet和一种线性pet就可以得到一系列不同熔体强度的pet，能够有效降低高熔体强度pet的生产成本；（3）在加工过程中可以直接加入两种不同配比的粒料进行成型加工，操作方便并且成本更低；（4）所需熔融共混时间短，并且混合均匀。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种低成本、高效、快速调节pet熔体强度的方法。

本发明提供的快速调节pet熔体强度的方法，是将支化pet作为一种添加剂与线性pet熔融共混，从而得到具有一定熔体强度的（线性pet与支化pet）共混材料。

本发明中，所述的支化pet，是由多官能团支化剂支化改性得到的具有长支链结构的高熔体强度pet，其特性黏度值大于0.85dl/g；支化改性的方式主要有两种：（1）加入一种或多种支化剂与对苯二甲酸和乙二醇进行共聚得到支化pet；（2）加入一种或多种支化剂对线性pet进行熔融支化改性得到支化pet。

本发明中，所述的线性pet，为常规的线性pet。

本发明中，线性pet与支化pet的用量比为：以线性pet质量为100份计，支化pet的用量为5～90份。优选地，以线性pet质量为100份计，支化pet的用量为20～80份。

本发明中，熔融共混条件为：熔融共混温度为260~280℃；转速为30~90r/min；时间为60~300s。优选熔融共混时间80~180s。

本发明中，通过改变两种pet的不同配比得到不同熔体强度的pet。

本发明中，所述多官能团支化剂选自：季戊四醇、双季戊四醇、丙三醇、均苯四甲酸、间苯三酸、均四苯甲酸二酐、异氰尿酸三缩水甘油酯。

本发明中，由于只加入部分支化pet，并且混合时间短。因此这种方法可以经济、方便、快速、准确制备不同熔体强度的pet，以适用于不同加工工艺条件以及不同性能要求；可以有效提高pet的市场竞争力。

附图说明

图1为实施例1、实施例2和实例3所得pet的复数粘度图。

图2为实施例1、实施例2和实例3所得pet的储能模量图。

图3为实施例1、实施例2和实例3所得pet的损耗模量图。

图4为实施例5中的挤出片材图。

具体实施方式

下面用实施例进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不仅限于实施例子。对本领域的技术人员在不背离本发明的精神和保护范围的情况下做出的其它的变化和修改也包括在本发明保护范围之内。

实施例1

将烘干的支化高熔体强度pet、常规线性pet按配比(20：100)在密炼机种进行混料，密炼机转速为60r/min，混炼时间为180s。混炼结束后将得到的产物在真空烘箱中干燥，并通过平板硫化机压片制得直径为20mm，厚度为1mm的圆片，进行流变、dsc等测试。通过流变测试，发现当加入20%的支化pet时，其复数粘度、储能模量和损耗模量都出现了明显的提高。

实施例2

实验方法同实施例1，其中支化高熔体强度pet、常规线性pet按配比(40：100)，混炼时间为180s；通过旋转流变仪测试发现其复数粘度、储能模量和损耗模量相比于原始pet也出现了明显的提高。

实施例3

实验方法同实施例1，其中支化高熔体强度pet、常规线性pet按配比(60：100)，混炼时间为180s；通过旋转流变仪测试发现其复数粘度、储能模量和损耗模量随着支化pet添加量的增加而增加，因此可以通过添加不同量的支化pet来直接提高pet的熔体强度。

实施例4

将烘干的支化高熔体强度pet、常规线性pet按配比(70：100)加入吹膜机中进行吹膜实验，挤出机三段温度设置分别为270℃，275℃，280℃，吹膜机头口模温度为270℃，转速为40r/min，牵引速度为6m/min。通过这种方法所制得pet薄膜透明度很高，最大吹胀比在5.0之间，且膜的厚度均一稳定，说明将支化高熔体强度pet作为添加剂是一种快速、高效提高常规pet熔体强度的方法。

实施例5

将烘干的支化高熔体强度pet与常规线性pet按配比(80：100)在双螺杆挤出机中直接进行挤片，挤出机三段温度设置分别为260℃，270℃，275℃，模头温度为270℃，转速为30r/min，发现所得片材厚度均匀且具有较好的力学性能。

技术特征：

技术总结
本发明属于高分子材料加工技术领域，具体为快速调节PET熔体强度的方法。本发明方法是将支化PET作为一种添加剂与线性PET熔融共混，得到具有一定熔体强度的共混材料；其中支化PET是由多官能团支化剂支化改性得到的具有长支链结构的高熔体强度PET，其特性黏度值大于0.85dl/g；通过改变两种PET的不同配比得到不同熔体强度的PET，从而简便、快速及低成本地得到满足具有特定加工性能、结晶性能及力学性能要求的PET材料，可以有效提高PET的市场竞争力。

技术研发人员：唐萍;段华;聂智军;张红东
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：2018.11.30
技术公布日：2019.04.02