專利名稱：一種改善超高分子量聚乙烯加工流變性能的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚乙烯復(fù)合材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改善超高分子量聚乙烯加工流變性能的新方法。
背景技術(shù)：
超支化聚合物具有較低的熔融粘度，它在傳統(tǒng)聚合物流變行為改性方面有著很大的應(yīng)用價(jià)值。在美國(guó)專利USP487875報(bào)道共聚物與硬脂酸鹽配合作為超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的潤(rùn)滑劑，可顯著提高UHMWPE的加工性能，使其能在普通單螺桿擠出機(jī)或注射機(jī)上進(jìn)行加工。趙安赤等人在1997年第6期的《塑料科技》中報(bào)道了采用液晶(LCP)改性UHMWPE，在UHMWPE的改性領(lǐng)域內(nèi)取得了突破性進(jìn)展。中科院化學(xué)所研究出了用納米級(jí)層狀硅酸鹽改性UHMWPE。它們的片層之間結(jié)合力相對(duì)較弱，摩擦系數(shù)很小，利用片層之間的相對(duì)滑動(dòng)可提高UHMWPE熔體的流動(dòng)性，從而改善其加工性能；且片層內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，剛度很高，在二維方向上對(duì)UHMWPE的性能有一定增強(qiáng)作用。如在聚苯乙烯中添加超支化聚苯5％時(shí)，共混物在120℃的熔融粘度可降至原來(lái)的80％。
UHMW-PE是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性工程塑料。因其具有杰出的耐磨性(比鋼鐵耐磨8～9倍)、優(yōu)異的耐沖擊(是聚碳酸酯的2倍、ABS的5倍、聚甲醛的15倍)、摩擦系數(shù)低(其動(dòng)摩擦系數(shù)為0.10～0.22，可與聚四氟乙烯相媲美，是理想的潤(rùn)滑材料)、耐化學(xué)藥品性、耐低溫性及消音性等優(yōu)點(diǎn)，超支化聚合物的獨(dú)特的三維分子結(jié)構(gòu)使其具有低粘度、高反應(yīng)活性和良好的相溶性等優(yōu)良性能，眾多可改性的端基使超支化聚合物在涂料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。所以超支化聚合物完全有可能取代樹(shù)枝狀聚合物，在涂料、粘合劑、藥物緩釋劑、高分子催化劑、相轉(zhuǎn)移劑、晶體成核劑、有機(jī)—無(wú)機(jī)參雜物的結(jié)構(gòu)控制劑、功能膜材料、自組裝等方面開(kāi)發(fā)應(yīng)用。因而在世界范圍內(nèi)倍受人們的青睞。其消費(fèi)總量一直保持持續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭。80年代以前，世界平均增長(zhǎng)率為8.5％，進(jìn)入80年代以后，增長(zhǎng)率高達(dá)16％，1990年世界消費(fèi)總量達(dá)到5萬(wàn)噸。
但是由于超高分子量聚乙烯加工時(shí)的熔融粘度極高，高達(dá)108Pa·s，流動(dòng)性極差，其熔體流動(dòng)指數(shù)幾乎為零，所以很難直接進(jìn)行擠出或注射成型，采用通常熱塑性塑料的加工方法就可以對(duì)UHMW-PE進(jìn)行加工是世界各國(guó)竟相攻堅(jiān)的科研課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改善超高分子量聚乙烯加工流變性能的新方法，其特征在于將分子量為100萬(wàn)-300萬(wàn)的超高分子量聚乙烯與重量比1％-10％聚酯-酰胺超支化聚合物手動(dòng)攪拌均勻5分鐘，在Haake Rheomix 600轉(zhuǎn)矩流變儀上混煉均勻，混煉溫度為180-280℃，轉(zhuǎn)速為5-60轉(zhuǎn)/分的條件下，混煉5-50分鐘，記錄扭矩隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)至變化穩(wěn)定。
本發(fā)明的有益效果是通過(guò)加入少量的超支化聚酯—酰胺聚合物，即可顯著改善超高分子量聚乙烯的加工流變性能。可顯著降低超高分子量的熔融粘度。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種改善超高分子量聚乙烯加工流變性能的新方法。其特征在于將分子量為100萬(wàn)-300萬(wàn)超高分子量聚乙烯與重量比1％-10％聚酯-酰胺超支化聚合物手動(dòng)攪拌均勻5分鐘，在Haake Rheomix 600轉(zhuǎn)矩流變儀上混煉均勻，混煉溫度為180-280℃，轉(zhuǎn)速為5-60轉(zhuǎn)/分的條件下，混煉5-50分鐘，記錄扭矩隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)至變化穩(wěn)定。
實(shí)施例1.分子量為200萬(wàn)的超高分子量聚乙烯50份，聚酯-酰胺超支化聚合物1份，常溫下混合均勻合250合下下Haake Rheomix 600轉(zhuǎn)矩流變儀轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/min.混煉15-30分鐘，記錄數(shù)據(jù)至變化穩(wěn)定2.聚酯-酰胺超支化聚合物份數(shù)改為2份，其它同上。
3.聚酯-酰胺超支化聚合物份數(shù)改為3份，其它同上。
4.聚酯-酰胺超支化聚合物份數(shù)改為5份，其它同上。
5.實(shí)施例1中超高分子量聚乙烯的分子量改為300萬(wàn)，聚酯-酰胺超支化聚合物份數(shù)改為3份，其他同上6.實(shí)施例1中超高聚乙烯的分子量改為300萬(wàn)，聚酯-酰胺超支化聚合物份數(shù)改為5份，其它同上。
比較例1.實(shí)施例1中，采用分子量為200萬(wàn)得超高分子量聚乙烯，直接用HaakeRheomix600轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)得其熔融扭矩，其它相同。
2.實(shí)施例1中，采用分子量為300萬(wàn)得超高分子量聚乙烯，直接用HaakeRheomix 600轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)得其熔融扭矩，其它相同。
以上各例通過(guò)Haake Rheomix 600轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)得的扭矩值如下表所示。
PF2對(duì)超高分子量聚乙烯的流變扭矩的影響實(shí)施例 PF2添加量 混合熔體扭矩扭矩值降低程度(wt％) (N·m) (％)比較例1 040 0實(shí)施例1 128 30實(shí)施例2 224 40實(shí)施例3 36 85實(shí)施例4 54 90比較例2 053 0實(shí)施例5 348 9實(shí)施例6 525 53對(duì)比實(shí)施例可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改性的超高分子量聚乙烯通過(guò)Haake Rheomix600轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)得的熔融扭矩都有所降低，當(dāng)加入的該性超支化聚合物含量在3％時(shí)，即可降純的超高分子量聚乙烯的熔融扭矩降低85％(200萬(wàn)級(jí))和53％(300萬(wàn)級(jí))，改性效果明顯。
權(quán)利要求
1.一種改善超高分子量聚乙烯加工流變性能的新方法，其特征在于將分子量為100萬(wàn)-300萬(wàn)的超高分子量聚乙烯與重量比1％-10％聚酯-酰胺超支化聚合物手動(dòng)攪拌均勻5分鐘，在Haake Rheomix 600轉(zhuǎn)矩流變儀上混煉均勻，混煉溫度為180-280℃，轉(zhuǎn)速為5-60轉(zhuǎn)/分的條件下，混煉5-50分鐘，記錄扭矩隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)至變化穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改善超高分子量聚乙烯加工流變性能的新方法。是通過(guò)在超高分子量聚乙烯中加入少量的超支化聚酯－酰胺聚合物，在轉(zhuǎn)矩流變儀上混煉均勻后，即可顯著改善超高分子量聚乙烯的加工流變性能。可顯著降低超高分子量的熔融粘度。本發(fā)明在超高分子量聚乙烯加工領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L23/06GK1488668SQ0315622
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者唐黎明, 齊東超 申請(qǐng)人:清華大學(xué)