[發明專利]一種制備聚合物共混材料的方法

有效

• 申請號: 201410004630.6
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103878897A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 李姜;楊碩;郭少云;辛敏琦;羅明華;宋治乾
• 申請（專利權）人: 四川大學;上海錦湖日麗塑料有限公司
• 主分類號: B29B9/06
• 分類號: B29B9/06;B29B7/74
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技術領域

本發明涉及一種制備聚合物共混材料的方法，更具體的說是涉及使用了一種特殊的混合裝置用以制備分散相細化、相形態改善的，相容性提高的聚合物共混材料的方法，屬于聚合物基復合材料制備工藝領域。

背景技術

聚合物共混物由于技術上和經濟上的優勢，在聚合物材料的研究和開發方面占有重要的地位。但聚合物共混物常因相容性差、兩相間界面能高，導致結合力低而使其性能下降。對于大多數聚合物共混物，各組分間是熱力學不相容的，不相容的聚合物共混物分散相相尺寸粗大、兩相之間的界面作用薄弱，力學性能很差，沒有使用價值[董萌,王汝,敏姚梅.涂料涂裝與電鍍,2006,4(5)15～19]。通過不同的加工條件來改善制品的微觀結構、提高制品的使用性能已成為一個重要的研究方向。

兩種聚合物共混是解決單一聚合物加工困難或者單一聚合物難以滿足特殊性能要求而最常用的解決方法，然而通常兩種聚合物界面性能相差較大，相容性較差，而且相形態難以調控，從而影響了聚合物共混物的各項性能。目前常用的聚合物共混方法包括以下幾種：

1、傳統物理共混。傳統的物理共混方法是一種熔融加工方式，包括雙螺桿或單螺桿擠出共混、捏合共混、熱壓成型共混等傳統加工方式，它是通過提供剪切作用而使得兩種或多種聚合物均勻混合，從而達到分散相對均勻的目的。然而這些傳統共混加工方式既不能改善兩相相容性，也不能調控分散相相形態，是最原始的共混加工方式。

2、化學改性界面相容性。這種方法是通過化學改性的方式提高兩相界面的相容性從而得到性能優異的聚合物共混材料。這種方法包括多種手段：（1）引入氫鍵改善聚合物間相容性；（2）對聚合物分子鏈化學改性；（3）通過共聚使分子鏈引入特殊相互作用基團；（4）形成互穿聚合物網絡（IPN）或交聯結構；（5）改變分子量等多種化學改性方式。例如：對聚乙烯（PE）進行光氧化,?然后尼龍6（PA-6）共混。實驗表明，羧基與胺基發生反應會形成接枝共聚物結構,?因而穩定了共混物并使之具有了良好的物理機械性能?[Curto,D.etal.,J?Appl?Polym?Sci,39(1990)865～873]。

3、相容劑。由于兩種或兩種以上的聚合物很難或幾乎不能用簡單的共混方法來得到有使用價值的共混體系，為此也可以采用添加增容劑的方法來改善共混高聚物間的不相容性，從而增加界面黏結性使共混體系的力學性能得到明顯提高。相容劑主要為共混體系高聚物的嵌段或接枝共聚物，但也有其它的聚合物體系。相容劑的作用主要是：(1)降低相間的界面能；(2)幫助兩種聚合物在共混時的分散性；(3)起到防止宏觀相分離并提高穩定性的作用；(4)增加相間界面的黏接性。相容劑的種類可大體分為：就地形成型共混物相容劑,外加型共聚物相容劑和低分子量化合物相容劑三種。而外加型共聚物相容劑又可以分為非反應性相容劑和反應性相容劑。相容劑是使用做廣泛也是當前研究的熱點，然而相容劑的使用不可避免的帶來繁瑣的加工步驟、溶劑污染等相關問題。

上述的這些方法是現在生產試驗中使用最廣泛的方法，然而在聚合物共混的工業化生產過程中，一種操作簡單、產品質量穩定、沒有或少量的溶劑使用以及可調控的相尺寸等諸多優點的聚合物共混材料的生產方法是迫切需要的。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種制備聚合物共混材料的方法，使用該方法可以得到分散相尺寸細化、相形態改善、相容性較好的聚合物基共混材料。

本發明的技術原理是：聚合物共混物在熔融加工過程中所形成的結構和形態主要由加工力場決定。利用單個或組合雙向拉伸熔體混合器提供的雙向拉伸作用，使兩種聚合物混合均勻、相區尺寸減小，從而提高相容性，改善聚合物共混物的力學性能、阻隔性能和熱穩定性能等。同時可以通過改變雙向拉伸熔體混合器的個數和類型來調整聚合物熔體受到的雙向拉伸作用，從而達到調整分散相尺寸大小的目的。

本發明基于上述原理，實現上述發明目的所采用的技術方案是：本發明包括如下步驟：

第一步，將熱塑性聚合物，聚合物A、聚合物B和相容劑按照質量份配比5～95：95～5：0～10進行配料，得到原料組分；

第二步，將上述得到的原料進行干燥預處理；

第三步，將干燥處理后的原料投入高混機中進行預混合；