[发明专利]一种制备不相容高分子共混物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备不相容高分子共混物的方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

对于两种不相容高分子构成的共混材料而言，材料的宏观性能与其内部的微观结构有着紧密的联系。在共混材料的生产加工过程中，我们可以通过控制不同的加工条件来得到不同微观形态结构的高分子材料，例如：纤维相结构、核壳结构、海岛相结构和共连续相结构。不同的形态结构使材料具备不同性能。其中在加工过程中原位形成的微纤材料由于其内部含有大量尺寸小、长径比大的微纤，而使材料具备非常优良的力学性能。然而已经形成的微纤在熔体加工过程中通常是不稳定的，它们会在界面张力的作用下发生回缩、破碎，最后断裂成尺寸更小的液滴，从而起不到增强力学性能的作用。

影响纤维相的因素有很多，如体系的粘弹性、纤维的初始尺寸、体系的界面张力、剪切速率等。研究表明，目前提高不相容共混物纤维相形态的稳定性主要有两种方法：第一，设计特殊的加工过程和设备，控制加工条件，减少纤维在加工过程中的破碎，如振动注塑、“熔融挤出-拉伸-淬冷”等；第二，物理辐射或化学交联的方法，使形成的纤维内部形成永久弹性从而减缓或抑制纤维的破碎；然而第二种方法由于加入交联剂后难以严格控制发生交联反应的温度，因此有些分散性液滴可能在形变前就已经发生了交联反应，从而无法形成纤维相结构。因此，目前大多数都采用第一种方法制备原位微纤材料，其中“熔融挤出-拉伸-淬冷”方法应用最为广泛。例如，McCardle等运用“熔融挤出-拉伸-淬冷”方法制备了PP（聚丙烯）/PET（聚对苯二甲酸乙二酯）原位微纤材料，并且分析了不同PET纤维取向对材料力学性能的影响；当PET纤维沿着拉伸方向取向时，材料的拉伸强度是最大的，其值是纯PP的两倍；其次是PET纤维交叉排布的情况。

但是，利用“熔融挤出-拉伸-淬冷”方法来提高纤维相结构的稳定性主要存在以下几个问题有：（1）该方法增加了加工步骤和加工成本，对加工设备的要求较高，无法满足大批量生产的要求；（2）该方法由于其特殊的工艺过程，对操作人员的经验要求较高；对于许多传统的加工过程，例如注塑，整个加工过程中以剪切流场为主，无法实现熔融拉伸并且制品在冷却过程中无法达到快速均匀的冷却，从而使共混物形态形成皮芯结构。

可见，目前急需要寻找一种既能快速有效地提高不相容高分子共混物纤维相结构稳定性，又能满足传统加工工艺的方法。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种新的、具有普适性的制备不相容高分子共混物的方法，该方法可极大地提高不相容高分子共混物纤维相结构在静态退火和动态流场条件下的稳定性，并且能够适用于传统的加工工艺。

本发明的技术方案：

本发明提供一种制备不相容高分子共混物的方法，具体为：先将分散相高聚物与辅助填料熔融共混制得母料，再将母料与基体相高聚物熔融共混即可；其中，分散相高聚物为结晶型高聚物，辅助填料为能够促进分散相高聚物成核的助剂，且分散相高聚物与基体相高聚物互不相容。

所述辅助填料的添加量为分散相高聚物重量的0.01-10%。

优选的，所述辅助填料的添加量为分散相高聚物重量的0.05-5%。

更优选的，所述辅助填料的添加量为分散相高聚物重量的0.05-2%。

所述辅助填料为无机粒子或成核剂。

优选的，所述无机填料粒子选自纳米级二氧化硅、炭黑、碳纳米管、石墨烯、碳酸钙、云母、滑石粉、粘土、金属粉末或微米级二氧化硅中的至少一种。

优选的，所述分散相高聚物与基体相高聚物的重量配比为：分散相高聚物10-50份，基体相高聚物50-90份。

更优选的，所述分散相高聚物与基体相高聚物的重量配比为：分散相高聚物10-30份，基体相高聚物70-90份；更优选为，所述分散相高聚物与基体相高聚物的重量配比为：分散相高聚物15-25份，基体相高聚物75-85份。

所述基体相高聚物选自聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、尼龙（PA）、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯（PVC）、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）中的至少一种。