如何提高PET与PP相容性?

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上海阜润塑化科技有限公司
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|2025-06-27 | 浏览 209 次

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  • 不明白,也不会

    匿名用户 | 发布于2025-07-08
  • 不知道

    匿名用户 | 发布于2025-06-30
  • 添加相容剂如马来酸酐接枝 PP(PP-g-MAH)或乙烯 - 丙烯酸酯共聚物,用量 5%-10%;对 PET 表面羟基化处理,或采用动态硫化技术,通过反应挤出促进界面化学键合,可改善 PET 与 PP 相容性。

  • 不清楚

    匿名用户 | 发布于2025-06-30
    • 添加相容剂:使用马来酸酐接枝 PP(PP-g-MAH)或苯乙烯 - 马来酸酐共聚物(SMA)等相容剂,其极性基团能与 PET 的酯基反应,在两相界面形成化学键,降低界面张力;

    • 优化共混工艺:采用双螺杆挤出机进行动态熔融共混,通过强剪切力促进两相分散,控制共混温度略高于两者熔点,确保充分熔融且避免降解;

    • 聚合物改性:对 PET 进行端氨基化改性,或对 PP 引入极性基团,增加两者化学亲和力,还可加入弹性体(如 EPDM)增韧,改善共混物综合性能 。


  • 提高 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)与 PP(聚丙烯)的相容性,需从两者热力学不相容的本质(Δδ≈7.2 (J/cm³)¹/²)出发,通过界面改性、相容剂设计及加工工艺优化,解决因极性差异、结晶行为不同导致的相分离问题。以下是系统技术方案:

    一、相容剂分子设计:构建界面桥梁

    1. 反应型相容剂

    • 马来酸酐接枝 PP(PP-g-MAH)
      • 接枝率控制:接枝率 1.2%~1.8%(FTIR 检测 MAH 特征峰 1780 cm⁻¹ 强度),用量 5%~8% 时,PET/PP 界面剪切强度从 0.8 MPa 提升至 2.5 MPa(DSC 测试显示共混物熔融峰宽化程度降低 30%)。

      • 复配增效:PP-g-MAH 与苯乙烯 - 马来酸酐共聚物(SMA,S/M=7:3)按 2:1 复配,利用 SMA 的苯环与 PET 苯环的 π-π 相互作用,界面张力从 25 mN/m 降至 12 mN/m(悬滴法测试)。

    • 环氧基改性 PET
      • 通过端羟基与环氧氯丙烷反应(反应温度 110℃,催化剂 KOH 0.5%),制得环氧值 0.3~0.5 mmol/g 的 PET-EP,与 PP 共混时环氧基与 PP-g-MAH 的 MAH 发生开环酯化反应,形成 PET-EP-PP 接枝链,TEM 观察显示相畴尺寸从 5 μm 细化至 1 μm 以下。

    2. 嵌段 / 接枝共聚物

    • PEO-PET 嵌段共聚物

      • 聚氧化乙烯(PEO,Mn=5000)与 PET 通过酯交换反应制备嵌段共聚物,PEO 链段与 PP 形成部分相容(溶解度参数 δ≈19.0 (J/cm³)¹/² vs PP 的 δ≈16.3),PET 链段与 PET 基体结晶相容,当共聚物用量 3%~5% 时,共混物拉伸强度保留率从 45% 提升至 75%(*** 527 测试)。

    二、基材预处理与表面改性

    1. PET 表面极性化

    • 等离子体刻蚀

      • 氧气等离子体(功率 150 W,处理时间 40 秒)在 PET 表面引入羧基(-COOH)和羟基(-OH),表面能从 43 mN/m 提升至 52 mN/m,与 PP-g-MAH 的界面反应位点增加 40%,接触角测试显示水滴角从 75° 降至 45° 以下。

    2. PP 接枝极性单体

    • 熔融接枝法

      • 在双螺杆挤出机中(转速 200 rpm,温度 180℃),以 DCP 为引发剂(用量 0.5%),将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到 PP 上,接枝率 0.8%~1.0%,GMA 基团与 PET 端羟基发生酯交换反应,DSC 显示共混物冷结晶温度从 110℃升至 125℃(结晶协同效应)。

    三、加工工艺优化:强化界面混合

    1. 动态硫化共混

    • 反应性挤出参数

      • 双螺杆长径比 L/D=40,压缩比 2.5:1,在 240℃(PET 熔点以上)共混时,同步加入 0.3% 的钛酸四丁酯催化剂,促进 PET 与 PP-g-MAH 的酯交换反应,停留时间控制在 3~5 分钟,相形态从 “海 - 岛结构” 转变为 “互锁网络结构”(SEM 观察)。

    2. 超临界 CO₂辅助共混

    • 工艺条件

      • 在超临界 CO₂环境(压力 10 MPa,温度 200℃)下共混,CO₂作为增塑剂降低 PET 熔体黏度(从 1000 Pa・s 降至 300 Pa・s),与 PP 熔体黏度比从 5:1 降至 2:1,促进分散相尺寸从 3 μm 细化至 0.5 μm,冲击强度(*** 179)从 25 kJ/m² 提升至 45 kJ/m²。

    四、纳米填料与助剂协同

    1. 层状硅酸盐改性

    • 有机化蒙脱土(OMMT)

      • 用十八烷基***基氯化铵改性 MMT(CEC=90 meq/100g),用量 2%~3% 时,OMMT 在界面处形成 “纳米桥接” 结构,同时催化 PET 与 PP-g-MAH 的酯交换反应,XRD 显示层间距从 1.2 nm 扩大至 3.5 nm,阻隔性能(氧气透过率)降低 35%。

    2. 扩链剂应用

    • 双噁唑啉类扩链剂(BOZ)

      • 在共混体系中加入 1%~2% 的 BOZ,与 PET 端羧基反应(190℃下反应速率常数 k=0.012 min⁻¹),形成长支链结构,同时与 PP-g-MAH 的 MAH 基团发生偶联,熔体强度从 12 cN 提升至 35 cN,适合吹塑成型。

    五、典型方案效果对比

    改性方案相畴尺寸(μm)拉伸强度(MPa)断裂伸长率(%)成本增加(%)
    未改性 PET/PP(70/30)5~832300%
    PP-g-MAH(8%)2~340455%~8%
    PP-g-MAH+OMMT(2%)1~1.5455010%~12%
    动态硫化 + BOZ(1.5%)<1526015%~20%

    六、应用场景与注意事项

    • 食品包装领域:选用 FDA 认证的相容剂(如 PP-g-MAH 接枝率≤1.0%,迁移量 <0.1 mg/kg),共混物需通过耐蒸煮测试(121℃/30 分钟,无分层),此时推荐采用 PP-g-MAH(5%)+SMA(3%)复配体系,剥离强度(ASTM D903)从 3 N/100mm 提升至 15 N/100mm。

    • 汽车零部件:需兼顾耐热性与冲击性,可采用 “PET/PP(60/40)+PP-g-MAH(8%)+ 纳米 SiO₂(2%)” 体系,热变形温度(HDT)从 65℃升至 85℃,缺口冲击强度从 20 kJ/m² 提升至 35 kJ/m²,满足引擎盖内衬材料要求。

    • 环保回收设计:相容剂可选用生物基马来酸酐接枝聚烯烃(如 PLA-g-MAH),在***相容性(相畴尺寸 <2 μm)的同时,废弃材料可通过化学解聚回收 PET,解聚率> 95%(60℃/NaOH 溶液,2 小时)。


    通过上述方案,PET 与 PP 的相容性可***提升,相分离程度降低,复合材料的力学性能、加工性能及功能特性(如阻隔性、耐热性)得到优化,适用于高端包装、汽车工业及电子电器等领域的工程化应用。


  • 提高 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)与 PP(聚丙烯)的相容性,需从界面改性、相容剂设计、加工工艺优化等方面入手,通过改善两相界面的分子间作用及热力学匹配性,解决两者因极性差异大、溶解度参数不匹配导致的相分离问题。以下是具体解决方案:

    一、相容剂的选择与设计

    1. 极性基团接枝相容剂

    • 马来酸酐接枝 PP(PP-g-MAH)

      • 作用机制:MAH 极性基团与 PET 的酯基形成氢键或酯交换反应,降低界面张力(PET 与 PP 的界面张力约为 30 mN/m,添加相容剂后可降至 10~15 mN/m)。

      • 添加比例:占体系总量的 5%~10%,需根据 PET/PP 比例调整(如 PET:PP=50:50 时,PP-g-MAH 添加 8% 效果***)。

    • 乙烯 - 丙烯酸共聚物(EAA)或乙烯 - 甲基丙烯酸共聚物(EMAA)

      • 优势:羧基(-COOH)与 PET 的端羟基反应形成酯键,同时乙烯链段与 PP 相容性好,形成 “桥接” 作用。

      • 应用场景:适用于挤出吹塑或注塑成型,添加量 3%~7%。

    2. 嵌段 / 接枝共聚物相容剂

    • PET-PE 嵌段共聚物

      • 合成方法:通过酯交换反应将 PE 链段接枝到 PET 分子链上,PE 链段与 PP 相容,PET 链段与 PET 基体相容,形成界面相容层(厚度约 50~100 nm)。

    • 苯乙烯 - 乙烯 - 丁烯 - 苯乙烯(SEBS)接枝 MAH

      • 特点:SEBS 的乙烯 - 丁烯链段与 PP 相容,MAH 基团与 PET 作用,适用于增韧型 PET/PP 共混体系(如汽车保险杠材料)。

    3. 反应型相容剂

    • 多官能团化合物:如环氧基(缩水甘油酯)、羟基封端的低聚物,与 PET 的羧基或羟基发生酯化反应,同时与 PP 接枝物反应,形成化学交联界面。

    二、聚合物表面改性

    1. PET 表面极性化处理

    • 等离子体处理:用氧气或氮气等离子体轰击 PET 表面,引入羟基、羰基等极性基团,表面能从 43 dyn/cm 提升至 50 dyn/cm 以上,增强与 PP-g-MAH 的作用。

    • 紫外光(UV)辐照:添加光敏剂(如二苯甲酮)后 UV 处理,促进 PET 表面产生活性自由基,引发 MAH 接枝反应(接枝率可达 0.5%~1%)。

    2. PP 表面接枝改性

    • 熔融接枝法:在双螺杆挤出机中,以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,将 MAH 接枝到 PP 上(接枝率控制在 0.8%~1.2%,过高会导致 PP 降解)。

    三、加工工艺优化

    1. 共混工艺调控

    • 熔融共混温度与时间

      • 温度:PET 熔点约 250℃,PP 熔点约 165℃,共混温度控制在 260~280℃(高于 PET 熔点 10~30℃),避免 PP 过热降解。

      • 时间:双螺杆挤出停留时间控制在 3~5 min,过长会导致 PET 水解或 PP 氧化。

    • 剪切速率优化:提高螺杆转速至 300~400 r/min,增强剪切分散,使分散相粒径从常规 5~10 μm 细化至 1~2 μm(粒径越小,相容性越好)。

    2. 成型工艺调整

    • 注塑成型:模具温度从常规 40~60℃提高至 80~100℃,减缓冷却速度,促进相容剂在界面的扩散。

    • 挤出吹塑:采用多层共挤工艺(如 PET / 相容剂 / PP),中间层相容剂厚度控制在 5~10 μm,形成梯度界面。

    四、纳米填料与添加剂协同作用

    1. 纳米粒子增容

    • 纳米黏土(蒙脱土):经有机改性(如十八烷基***基氯化铵)后添加 0.5%~2%,通过插层作用增强 PET 与 PP 界面的相互作用,同时细化相结构。

    • 二氧化硅(SiO₂)纳米粒子:表面用硅烷偶联剂(如 KH-560)改性,与 PET 的酯基反应,同时分散在 PP 相中,形成 “物理锚定” 作用。

    2. 扩链剂与稳定剂

    • 扩链剂:如双噁唑啉类化合物,与 PET 降解产生的羧基反应,抑制分子量下降,同时与相容剂协同改善界面结合。

    • 抗氧剂:添加 0.2%~0.5% 的受阻酚类抗氧剂(如 1010)和亚磷酸酯类抗氧剂(如 168),防止共混过程中 PET 和 PP 的氧化降解。

    五、典型应用与性能数据

    相容体系相容剂类型添加量拉伸强度保留率断裂伸长率相分散粒径
    PET/PP(50/50)0%60%15%5~8 μm
    PET/PP/PP-g-MAH(50/50/8)PP-g-MAH8%85%30%1~2 μm
    PET/PP/EAA(50/50/5)EAA5%82%28%1.5~2.5 μm
    PET/PP/ 纳米 SiO₂(50/50/1)改性 SiO₂+PP-g-MAH1%+5%90%35%<1 μm

    六、注意事项

    • 相容剂匹配性:PP-g-MAH 的 MAH 接枝率需与 PET 的端羧基含量匹配(PET 端羧基含量宜控制在 20~30 mol/t),接枝率过低作用不足,过高易导致熔体黏度上升。

    • 加工温度控制:PET 对热敏感,超过 280℃易发生热氧化降解,需在相容剂添加的同时配合高效抗氧体系。

    • 应用场景适配:食品包装领域需选用食品级相容剂(如 FDA 认证的 PP-g-MAH),而工业制品可侧重成本与性能平衡。


    通过上述方法,可使 PET/PP 共混体系的相界面张力降低 50% 以上,分散相粒径细化至 1 μm 以下,力学性能保留率提升至 80% 以上,满足汽车零部件、电子外壳、包装材料等领域的相容需求。


  • 不懂

    匿名用户 | 发布于2025-06-30
  • 提高 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)与 PP(聚丙烯)的相容性,需从分子结构匹配、界面改性、相容剂设计及加工工艺优化等方面入手,以下是具体技术路径及实施要点:

    一、相容剂体系设计:构建界面桥梁

    1. 反应型相容剂

    • 原理:通过含极性基团的相容剂与 PET 端基反应,形成化学键合,典型类型包括:

      • 如环氧乙烷 - 聚丙烯共聚物(PP-g-EPO),环氧基团与 PET 端羧基发生开环反应,界面结合力提升 40%~60%。

      • 添加量 3%~8%,MAH 基团与 PET 的羟基(-OH)或羧基(-COOH)发生酯化反应,形成 PP-g-MAH-PET 接枝共聚物。

      • 优化工艺:熔融挤出时温度控制在 240~260℃(PET 熔点 250~260℃,PP 熔点 160~170℃),停留时间 5~10 分钟,确保反应充分。

      • 马来酸酐接枝 PP(PP-g-MAH):

      • 环氧基改性相容剂:

      • 案例:PET/PP(70/30)体系中加入 5% PP-g-MAH,拉伸强度从 22MPa 提升至 35MPa,断裂伸长率从 15% 提升至 30%。

      2. 嵌段 / 接枝共聚物相容剂

      • PET-PP 嵌段共聚物:

        • 通过酯交换反应制备 PET-PP 嵌段物(如 PEG-PP-PEG),分子链两端的 PET 链段与 PET 基体相容,中间 PP 链段与 PP 基体相容,形成 “分子桥”。

        • 添加量 2%~5%,可使两相界面张力从 25mN/m 降至 10mN/m 以下。

      • 相容剂复配体系:

        • PP-g-MAH(5%)与苯乙烯 - 乙烯 - 丁烯 - 苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)(3%)复配,利用 SEBS 的弹性链段改善界面韧性,适用于需抗冲击的体系。

      二、聚合物分子结构改性:提升热力学相容性

      1. PET 端基改性

      • 引入柔性链段:

        • 在 PET 合成时加入 10%~20% 的聚乙二醇(PEG,分子量 2000~4000),形成 PET-PEG 共聚物,降低 PET 结晶度(从 40% 降至 20% 以下),提升与非晶 PP 的相容性。

        • 玻璃化转变温度(Tg)从 70℃降至 55℃,与 PP 的 Tg(-10℃)差距缩小,热力学相容性改善。

      • 共聚单体引入:

        • 加入间苯二甲酸(IPA)或环己烷二甲醇(CHDM)作为第三单体,破坏 PET 分子链规整性,减少结晶区,促进与 PP 的分子扩散。

      2. PP 极性化改性

      • 接枝极性单体:

        • 通过溶液接枝法在 PP 主链上引入丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA),接枝率控制在 1%~3%,极性基团与 PET 形成氢键作用。

        • 改性后 PP 的表面能从 29mN/m 提升至 40mN/m,与 PET 的表面能(43mN/m)更接近。

      三、加工工艺优化:促进界面扩散

      1. 熔融共混工艺参数

      • 温度与剪切调控:

        • 共混温度设定为 250~270℃(高于 PET 熔点,低于 PP 热分解温度 290℃),螺杆转速 150~200rpm,通过强剪切力促进两相分散(分散相粒径从 5μm 降至 1μm 以下)。

        • 采用双螺杆挤出机(长径比 L/D≥40),增加共混段数(如设置 3 段捏合块),提升界面混合效率。

      • 动态硫化技术:

        • 在共混过程中加入过氧化物(如 DCP,0.5%~1%),引发 PP 轻度交联,同时与 PET 形成互穿网络(IPN),相容剂用量可减少 30%。

      2. 成型工艺匹配

      • 注塑成型温度:

        • 熔体温度控制在 260~270℃,模具温度 60~80℃,降低冷却速率,延长分子扩散时间,减少界面应力。

      • 挤出吹塑工艺:

        • 型坯挤出温度 255~265℃,吹塑压力 0.8~1.2MPa,避免因快速冷却导致两相分离。

      四、纳米填料与添加剂协同作用

      1. 纳米填料增容

      • 层状硅酸盐(如蒙脱土 MMT):

        • 经有机改性(如十八烷基***基氯化铵)的 MMT(添加量 2%~3%)可在 PET/PP 界面形成 “纳米桥”,同时促进两相结晶行为协同:

        • PET 的结晶温度从 190℃降至 180℃,PP 的结晶温度从 110℃升至 120℃,结晶区间重叠度增加。

      • 碳纳米管(CNT):

        • 0.5%~1% 的 CNT 均匀分散于界面,通过 π-π 相互作用增强 PET 与 PP 的界面粘合,拉伸强度提升 15%~20%。

      2. 功能性添加剂

      • 成核剂复配:

        • 添加 PET 专用成核剂(如苯甲酸钠,0.2%)与 PP 成核剂(如 α- 成核剂,0.3%),同步加快两相结晶速率,减少结晶时差导致的界面缺陷。

      • 增塑剂调控:

        • 加入 1%~3% 的邻苯二甲酸二辛酯(DOP),降低 PET 的 Tg,促进分子链运动,提升与 PP 的相容性,但需注意耐迁移性。

      五、表征与性能测试标准

      1. 相容性评价方法

      • 扫描电镜(SEM):观察断面形貌,相容体系的分散相粒径应 <2μm,且界面模糊无明显相分离。

      • 差示扫描量热法(DSC):相容体系的玻璃化转变温度(Tg)偏移量 ΔTg≤5℃(如 PET/PP 共混物的 Tg 从 70℃和 - 10℃变为 65℃和 - 5℃)。

      • 动态力学分析(DMA):界面松弛峰宽度变窄,损耗因子(tanδ)峰值降低。

      2. 力学性能指标

      • 未相容 PET/PP(50/50)的拉伸强度约 20MPa,断裂伸长率约 10%;经 5% PP-g-MAH 相容后,拉伸强度可达 32MPa,断裂伸长率达 25%,弯曲模量保持在 1500MPa 以上。

      六、典型应用场景与配方推荐

      应用领域推荐配方(质量分数)性能优势
      汽车内饰件(仪表板)PET 40% + PP 50% + PP-g-MAH 8% + 纳米 CaCO₃ 2%冲击强度提升至 45kJ/m²,耐候性优异
      包装瓶(阻隔层)PET 60% + PP 30% + PET-PP 嵌段共聚物 10%氧气透过率降低 50%,同时保持良好热封性
      电子电器外壳PET 70% + PP 20% + SEBS-g-MAH 5% + CNT 0.5%弯曲强度 100MPa,阻燃等级达 UL94 V-0

      技术难点与解决方案

      • 问题 1:高温下相容剂分解

        • 解决方案:选用热稳定性好的相容剂(如苯乙烯 - 马来酸酐共聚物 SMA,分解温度 > 300℃),或采用反应挤出工艺缩短停留时间(<2 分钟)。

      • 问题 2:相容性提升导致透明性下降

        • 解决方案:使用纳米级相容剂(如粒径 <50nm 的 PP-g-MAH 母粒),或添加 0.1%~0.3% 的有机硅透明成核剂,平衡相容性与透光率(透光率保持> 85%)。


      通过上述方法,可使 PET 与 PP 的界面粘结强度从常规共混的 5MPa 提升至 15MPa 以上,满足汽车、包装、电子等领域的高性能复合需求。实际应用中需根据具体性能侧重点(如强度、韧性、阻隔性)选择相容剂类型与工艺组合,同时兼顾成本控制(反应型相容剂成本比物理共混高 20%~30%)。


    • 不懂呢

    • 提高 PET 与 PP 相容性可从三方面着手:添加相容剂如马来酸酐接枝 PP(PP-g-MAH),通过酯基与 PET 羟基反应形成界面桥接;共混时加入纳米黏土或 SiO₂增强界面相互作用;采用动态硫化工艺,使 PP 形成微纤结构均匀分散在 PET 基体中,同时控制加工温度在 240-260℃避免 PET 降解,提升两相界面结合力。

    • 提高PET与PP相容性的方法包括使用增容剂、表面处理、添加分散剂和粘结剂等。


      匿名用户 | 发布于2025-06-30
    • 提高PET与PP相容性的方法包括使用增容剂、表面处理、添加分散剂和粘结剂等

      匿名用户 | 发布于2025-06-30
    • 提高PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)与PP(聚丙烯)的相容性,需从分子结构匹配、界面改性及工艺优化入手,通过引入相容剂、调整加工条件等方式增强两者界面结合力,具体方法如下:

      一、相容剂设计与添加

      1. 接枝或嵌段相容剂

      ◦ 添加5%-10%的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH),利用MAH的极性基团与PET的酯基形成氢键或酯交换反应,降低界面张力(类似“桥梁”连接极性与非极性链段)。

      ◦ 使用苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)接枝MAH(SEBS-g-MAH),兼具弹性与极性,既能改善相容性,又能提升共混物韧性(缺口冲击强度可提升30%-50%)。

      2. 反应型相容剂

      ◦ 加入2%-5%的环氧基改性聚合物(如环氧改性PP),环氧基团与PET端羟基发生开环反应,形成化学键合(类似胶水固化交联),使相分散粒径从5-10μm细化至1-2μm。

      二、共混体系改性

      1. 引入第三组分

      ◦ 添加10%-20%的线性低密度聚乙烯(LLDPE)或乙烯-醋酸乙烯酯(EVA),利用乙烯链段与PP的相似性、极性基团(如EVA的酯基)与PET的相互作用,降低两相界面能(相界面模糊度提升40%)。

      ◦ 加入纳米黏土(如蒙脱土,用量3%-5%),通过插层复合使PET与PP在黏土片层间形成“物理缠绕”,增强界面黏结(拉伸强度可提高15%-20%)。

      2. 官能团化PET预处理

      ◦ 对PET进行胺解改性(如用乙二胺处理),在分子链引入氨基(-NH₂),与PP-g-MAH的MAH基团发生酰胺化反应,形成共价键(反应程度可达30%-40%)。

      三、加工工艺优化

      1. 共混温度与剪切速率控制

      ◦ 提高共混温度至250-270℃(PET熔点255℃,PP熔点165℃),延长熔融共混时间(如从10分钟增至15分钟),促进分子链扩散;采用高剪切速率(100-200s⁻¹),使分散相粒径从5μm细化至2μm以下(类似揉面时充分搅拌让成分更均匀)。

      2. 反应挤出工艺

      ◦ 在双螺杆挤出机中加入相容剂的同时通入少量氧气(0.5-1%),利用挤出过程中的氧化反应在PP链上引入羰基,与PET形成极性相互作用;或采用动态硫化技术,使少量PP硫化形成弹性网络,增强与PET的界面锚定。

      四、界面改性与后处理

      1. 表面处理预处理

      ◦ 对PP粒子进行电晕处理(功率5-8kW),引入羟基、羧基等极性基团,表面能从29dyn/cm提升至40dyn/cm以上,与PET的极性表面形成更强物理吸附(接触角从8


    • 不知道

      匿名用户 | 发布于2025-06-29
    • 不知道

      匿名用户 | 发布于2025-06-28
    • 不清楚

      匿名用户 | 发布于2025-06-28
    • 不懂这个

      匿名用户 | 发布于2025-06-28
    • 不明白

      匿名用户 | 发布于2025-06-28
    • 提高 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)与 PP(聚丙烯)的相容性,需解决两者极性差异大(PET 为极性聚合物,PP 为非极性聚合物)、熔体黏度不匹配(PET 熔体黏度约为 PP 的 3-5 倍)及结晶行为不同(PET 结晶速率慢,PP 结晶速率快)等问题。以下是从相容剂设计、共混工艺优化、材料改性及界面工程等方面的具体解决方案:

      一、相容剂开发:构建界面桥接结构

      1. 反应型相容剂

      • 马来酸酐(MAH)接枝相容剂

        • 原理:通过 MAH 接枝 PP(PP-g-MAH)或接枝 PET(PET-g-MAH),利用 MAH 的酸酐基团与 PET 的端羟基(-OH)或端羧基(-COOH)发生酯化反应,形成化学键合。

        • ***用量:PP-g-MAH(接枝率 1.5%-2.0%)在 PET/PP(50/50)体系中添加 5%-8%,可使冲击强度从 15kJ/m² 提升至 30kJ/m² 以上,断裂伸长率从 10% 提升至 50%。

      • 环氧基(EP)改性相容剂

        • 采用环氧丙烷接枝 PP(PP-g-EP),环氧基团与 PET 的酯基发生开环反应,形成 - PP-EP-PET 共价键。例如在 PET/PP(70/30)中加入 6% PP-g-EP,相容性指数(ΔT_g)从 25℃降至 10℃以下(ΔT_g 越小,相容性越好)。

      2. 嵌段 / 接枝共聚物相容剂

      • PET-b-PP 嵌段共聚物

        • 通过双螺杆挤出机,以丁二醇为扩链剂,将 PET 与 PP 通过酯交换反应制备嵌段共聚物,在界面形成 “PET 链段 - PP 链段” 的桥接结构。添加 3% 嵌段共聚物可使 PET/PP 共混物的界面张力从 35mN/m 降至 15mN/m。

      • 苯乙烯 - 乙烯 - 丁烯 - 苯乙烯(SEBS)改性相容剂

        • 用 MAH 接枝 SEBS(SEBS-g-MAH),其中丁烯段与 PP 相容,MAH 基团与 PET 反应,在 PET/PP(30/70)体系中添加 4%,可使拉伸强度保留率从 60% 提升至 85%。

      二、共混工艺优化:改善熔体流动匹配性

      1. 动态硫化共混(DV)

      • 在双螺杆挤出机中(温度 240-260℃,螺杆转速 200-300rpm),将 PET 与 PP 按一定比例共混,同时加入过氧化物(如 DCP,用量 0.5-1.0%),使 PP 发生部分硫化,形成 “PET 连续相 - PP 硫化颗粒分散相” 结构,减小相界面尺寸(分散相粒径从 5μm 降至 1μm 以下)。例如 PET/PP/DCP(60/40/0.8)共混物的弯曲模量提升 20%,且无明显相分离。

      2. 反应性挤出工艺

      • 在挤出过程中引入扩链剂(如六亚甲基二异氰酸酯,HDI),HDI 的 - NCO 基团同时与 PET 的 - OH 和 PP-g-MAH 的 - COOH 反应,形成网络化界面。例如在 PET/PP/PP-g-MAH(50/40/10)中加入 0.5% HDI,熔体黏度匹配度提升,共混物的缺口冲击强度达 45kJ/m²(未添加时为 20kJ/m²)。

      三、材料改性:调节极性与结晶行为

      1. PET 极性化改性

      • 添加极性单体:在 PET 聚合时引入第三单体,如间苯二甲酸(IPA)或乙二醇改性 PET(PETG),降低结晶度(从 40% 降至 20% 以下),同时增加极性位点。PETG 与 PP 共混时,界面相容性提升,如 PETG/PP(40/60)共混物的断裂伸长率达 200%,而纯 PET/PP 仅为 50%。

      2. PP 极性化改性

      • 溶液接枝法:将 PP 溶于二甲苯中,加入 MAH 和引发剂 BPO,在 80-100℃下接枝改性,制得高接枝率(>2.5%)的 PP-g-MAH,与 PET 共混时界面反应更充分。例如高接枝率 PP-g-MAH(2.8%)在 PET/PP(50/50)中添加 8%,可使共混物的拉伸强度达 35MPa(未添加时为 22MPa)。

      3. 添加成核剂调控结晶

      • 对 PET 添加成核剂:加入 0.5% 的苯甲酸钠,加快 PET 结晶速率(半结晶时间从 15min 缩短至 5min),使其与 PP 的结晶速率更接近,减少界面处的结晶应力。例如 PET/PP(60/40)+0.5% 苯甲酸钠共混物的热变形温度从 70℃提升至 85℃,且界面结合更均匀。

      • 对 PP 添加 β 晶型成核剂:如加入 0.3% 的 N, N&#39;- 二环己基对苯二甲酰胺(DCHP),使 PP 形成 β 晶型(熔融温度降低 5-8℃),与 PET 的熔融温度区间(240-260℃)重叠度增加,共混时界面扩散更充分。

      四、界面工程:构建纳米级相容层

      1. 纳米粒子增容

      • 添加纳米 SiO₂:表面用硅烷偶联剂(如 KH-560)改性的纳米 SiO₂(粒径 50nm,用量 3%),同时与 PET 的酯基和 PP 的甲基形成氢键及物理缠绕,在界面形成 “纳米桥接层”。例如 PET/PP/ 改性 SiO₂(50/50/3)的拉伸强度提升 15%,冲击强度提升 30%。

      • 层状硅酸盐(LDH)插层:将 Mg-Al 层状双氢氧化物(LDH)插入 PET 分子链间,再与 PP 共混,LDH 的极性层与 PET 相容,层间有机改性剂(如十二烷基苯磺酸钠)与 PP 相容,形成 “PET-LDH-PP” 三明治结构,界面黏结能从 20J/m² 提升至 50J/m²。

      2. 等离子体表面处理

      • 对 PET 薄膜进行氧气等离子体处理(功率 100W,时间 30s),表面引入羟基和羧基(O/C 原子比从 0.1 增至 0.3),再与 PP 共挤复合时,界面剥离强度从 1N/15mm 提升至 5N/15mm 以上。

      五、应用场景与工艺组合示例

      1. 食品包装复合材料

      • 方案:PET/PP(30/70)+5% SEBS-g-MAH(接枝率 1.8%)+0.3% β 成核剂,采用双螺杆挤出(温度 230-250℃,转速 250rpm),制得的共混物透明度达 85%(雾度<5%),且耐油性(正己烷浸泡 24h)后强度保留率>90%。

      2. 汽车内饰件

      • 方案:PET/PP(50/50)+8% PP-g-MAH(接枝率 2.0%)+0.5% 纳米 TiO₂(表面硅烷改性),通过动态硫化工艺制备,弯曲模量达 1.8GPa,热变形温度 110℃,满足汽车内饰件的耐候性要求(UV 老化 500h 后色差 ΔE<3)。

      六、表征与失效分析

      • DSC(差示扫描量热法):检测共混物的玻璃化转变温度(T_g),相容性好时 ΔT_g<10℃。

      • TEM(透射电镜):观察相界面形态,相容剂优化后分散相粒径<1μm,且界面模糊。

      • 力学性能测试:拉伸强度、冲击强度提升幅度>30% 表明相容性改善。

      • 失效模式分析:若共混物断裂面出现大量空洞,表明界面黏结不足,需增加相容剂用量或提高接枝率。

      总结

      提高 PET 与 PP 相容性的核心是通过相容剂构建界面化学键合,同时优化工艺匹配熔体流动行为。例如采用 “高接枝率 PP-g-MAH(2.0%)+ 动态硫化 + 纳米 SiO₂改性” 组合工艺,可使 PET/PP 共混物的力学性能提升 40%-60%,界面张力降低 50% 以上。实际应用中需根据具体需求(如力学、耐热、透明性)调整相容体系,同时注意相容剂的添加量并非越高越好(超过 10% 可能导致体系黏度激增,加工性下降)。


    • 不了解

      匿名用户 | 发布于2025-06-28
    • 没有

      匿名用户 | 发布于2025-06-27
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