輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復 合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)由于具有生產(chǎn)工藝成熟、耐熱性好、耐溶劑、強度 高，加之成本較低等優(yōu)點，被廣泛用于紡織品、包裝材料、電子電器等日常生活用品的生產(chǎn)。 但是，作為五大工程塑料之一的PET材料，目前在機械制造業(yè)、建筑業(yè)當中的應用還相當有 限。宄其原因，是因為PET與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)、尼龍、聚碳酸酯、聚甲 醛等工程塑料相比，耐熱溫度尚且不能滿足相關(guān)工程應用領(lǐng)域的要求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過輻射交聯(lián)或纖維增強，阻礙高分子鏈在升溫過程中的運動 來實現(xiàn)工程塑料耐熱溫度的提高。但是，PET材料由于化學結(jié)構(gòu)中含有大量苯環(huán)，導致分子 鏈呈現(xiàn)明顯的剛性特征，所以PET材料表現(xiàn)出很強的耐輻射性，不能直接進行輻射交聯(lián)，英 國科學家A. Charlesby于上世紀60年代在其所著的《原子福射與聚合物》中已有報導。在 其后的50年中，隨著大量輻射交聯(lián)促進劑，如三烯丙基異氰脲酸酯（TAIC)，三羥甲基丙烷 三丙烯酸酯（TMPTA)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA)、鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯 (TODA)等相繼問世，大量裂解型或耐輻照高分子都實現(xiàn)了常溫下的輻射交聯(lián)，如聚氯乙烯 (PVC)、聚乳酸（PLA)等。但是PET本體材料在常規(guī)環(huán)境（常溫，交聯(lián)促進劑）下的輻射交 聯(lián)至今沒有報道，這與以下兩點有關(guān)：1) PET分子鏈中可活動的亞甲基含量太少，分子鏈運 動過于困難，而與其結(jié)構(gòu)相似，但是亞甲基含量更多的聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)可以 通過強化輻射的方法實現(xiàn)交聯(lián)；2)現(xiàn)有通用的交聯(lián)促進劑的熱穩(wěn)定性無法與PET的熱加工 工藝相匹配，這類交聯(lián)促進劑在高溫下易揮發(fā)和分解，因此，與PET共混加工后，其有效含 量太低，影響最終的交聯(lián)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中聚對苯二甲酸乙二醇酯本體材料在常規(guī)環(huán)境下 無法輻射交聯(lián)的技術(shù)問題，提供一種輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料及其制備方 法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下。
[0006]輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，組成及重量份為：
[0007] 聚對苯二甲酸乙二醇酯 100重量份；
[0008]含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷 1~10重量份。
[0009] 優(yōu)選的，所述的含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷的重量份為3~10重 量份。
[0010] 優(yōu)選的，所述的雙鍵結(jié)構(gòu)為碳碳雙鍵。
[0011] 優(yōu)選的，所述的含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷為以下結(jié)構(gòu)中的一種 或多種；
【主權(quán)項】
1. 輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，其特征在于，組成及重量份為： 聚對苯二甲酸乙二醇酯 100重量份； 含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷 1~10重量份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，其特征在于，所 述的含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷的重量份為3~10重量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，其特征在于，所 述的雙鍵結(jié)構(gòu)為碳碳雙鍵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，其特征在于，所 述的含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷為以下結(jié)構(gòu)中的一種或多種；
式中，V R2、R3、R4、R5、R6、R 7、R8、R9、R1Q、Rn、R 12相同或者不同，均為有機取代基。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，其特征在于，所 述的有機取代基為氫、Ci~C 18的烷烴基、C C 18的烯烴基或者C C 18的炔烴基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，其特征在于，所 述的有機取代基為 CH3、CH2CH3、CH2CH2CH 3、CH2-CH = CH2或者 CH = CH 2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料，其特征在于，所 述的含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷為以下結(jié)構(gòu)中的一種或多種；
8. 權(quán)利要求1~7任何一項所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料的制備方 法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、將1~10重量份的含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷和100重量份 的聚對苯二甲酸乙二醇酯烘干后，混合均勻，得到混合物料； 步驟二、將混合物料加入到雙螺桿擠出機中，在220~260°C下擠出，得到的料條過水 冷卻后，用切粒機造粒，得到粒料； 步驟三、將粒料在100~140°C下烘干至水分含量為0. 02%以下后，注射成型，得到成 型品，然后將成型品用Co-60源或電子加速器輻照，得到輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯 復合材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料的制備方法，其特 征在于，所述的輻照劑量為10~300kGy。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輻射交聯(lián)聚對苯二甲酸乙二醇酯復合材料及其制備方法，屬于復合材料技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)中聚對苯二甲酸乙二醇酯本體材料在常規(guī)環(huán)境下無法輻射交聯(lián)的技術(shù)問題。該復合材料的制備方法是：先將100重量份的聚對苯二甲酸乙二醇酯和1～10重量份的含有多個雙鍵結(jié)構(gòu)的多面體低聚硅倍半氧烷烘干后，混合均勻，得到混合物料，然后將混合物料加入到雙螺桿擠出機中，擠出造粒后，再將粒料注射成型，得到成型品，然后將成型品用Co-60源或電子加速器輻照，得到復合材料。該復合材料具有優(yōu)異的耐熱性能和力學性能，拉伸強度為54～69MPa，拉伸模量為1670～3010MPa，熱變形溫度為69～101℃。
【IPC分類】C08J3-28, C08K5-549, C08J3-24, C08L67-02
【公開號】CN104744897
【申請?zhí)枴緾N201510121571
【發(fā)明人】尹園, 柳美華, 魏巍, 鄭春柏, 張依帆, 楊天博, 鄧鵬飏
【申請人】中國科學院長春應用化學研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月19日