[发明专利]一种利用二维沸石提高聚合物结晶温度和韧性的方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体为一种利用二维沸石提高聚合物结晶温度和韧性的方法。本发明采用预支撑二维沸石MCM‑22P作为聚合物的成核剂，通过混合，得到聚合物/MCM‑22P复合物，通过剥离的二维沸石提高聚合物的结晶温度，通过剥离后释放的支撑剂改善聚合物韧性。二维沸石MCM‑22P，比表面积高，孔道结构均匀，能很好地分散于聚合物体，层状结构的剥离能促进聚合物结晶。本发明可同时改善聚合物的结晶性能和韧性，具有方法简单，操作方便的优点，适用于工业化生产。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及提高聚合物结晶温度和韧性的方法。

背景技术

半结晶聚合物例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乳酸等，其结晶行为、结晶形态、结晶尺寸直接影响制品的加工和应用性能。通过共聚、共混及添加成核剂可改善聚合物的结晶性能。共聚法主要通过在合成过程中加入共聚单体改善聚合物的结晶性能，但是这种方法操作工艺复杂，不易于工业化；共混法主要通过两种聚合物或多种聚合物混合改善聚合物的结晶性能，但是该种方法不易找到合适的增容剂；因此，聚合物加工过程中添加成核剂，是工业上改善聚合物结晶最为有效的方法。

成核剂改善半结晶聚合物的结晶性能是通过异相成核方式实现。不同类型的成核剂诱导半结晶聚合物结晶机理略有不同。以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为例，常用的成核剂从化学结构上可分为：无机类、有机类、高分子类，其中有机类成核剂多为羧酸盐，其成核机理为化学成核，即羧酸盐在加工过程中与PET发生反应，其产物形成PET结晶的成核点，从而促进PET结晶(Nature,1983,304，432-434)；高分子类成核剂多为离聚物，如DuPont公司开发的乙烯-甲基丙稀酸共聚物的羧酸盐、Allied-Signal公司开发的乙烯-丙烯酸共聚物的羧酸盐都是PET有效的成核剂，其离子簇形成PET结晶的成核点，从而促进PET结晶(Macromol.Chem.Phys,2000,201,1894-1900)；此外，也有将常见的无机物如滑石粉、TiO₂、SiO₂作为PET的成核剂的报道，其成核机理为吸附生长结晶(Macromolecules,2003,36,4452-4456)。

二维沸石是一种层状结构含硅酸盐粘土矿物，广泛应用于吸附剂、催化剂、功能填料等领域。在沸石的结构单元中,骨架结构由十二圆环的空洞和六元环的通道构成，MCM-22P是MCM-22沸石的层状前驱体，它由多层的MWW拓扑纳米片层组成，均匀堆叠厚度为2.5nm，使得二维沸石比表面积大,孔隙率高,具有良好的吸附性。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单方便、效果良好的提高聚合物结晶温度和韧性的方法。

技术方案如下：

本发明公开了一种提高聚合物结晶温度和韧性的方法，其特征在于，采用预支撑二维沸石作为聚合物的成核剂，通过混合，得到聚合物/二维沸石复合物。

优选地，所述聚合物选自苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯、聚L-乳酸中的一种或多种。

优选地，所述的聚合物与成核剂混合方式为熔融共混、溶液浇铸或原位聚合。

根据上述的提高聚合物结晶温度和韧性的方法，其特征在于，所述预支撑二维沸石制备方法如下：

利用支撑剂与MCM-22P之间的相互作用，以1:10～1:100质量比例，30℃处理10分钟-1小时后，实现MCM-22P的预支撑，得到预支撑二维沸石，即经支撑剂改性的MCM-22沸石。

优选地，支撑剂选自聚乙烯醇、聚丁二烯、聚乙二醇、聚乙烯亚胺中的一种或多种。

优选地，预支撑二维沸石的用量以聚合物质量为基础，计为0.01～10wt％，优选0.1～5wt％。

本发明还公开了根据上述方法制备得到的聚合物/二维沸石复合物。