CN109867917A - 一种韧性pet抗菌复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种韧性pet抗菌复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109867917A CN109867917A CN201711251368.5A CN201711251368A CN109867917A CN 109867917 A CN109867917 A CN 109867917A CN 201711251368 A CN201711251368 A CN 201711251368A CN 109867917 A CN109867917 A CN 109867917A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pet
- composite material
- toughness
- vinylacetate
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高韧性的抑菌PET复合材料及其制备方法,特别是一种回收PET材料的制备方法,所述复合材料包括PET 65~90份,醋酸乙烯酯基共聚物5~35份,纳米氧化锌0.1~4份,所述醋酸乙烯酯基共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45~75%;该共聚物至少还含有甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙烯结构单元,其中甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量百分含量为0.5~10%。本发明的材料韧性好,强度高,可用于制备抗菌性纤维及织物、塑料包装、汽车内饰件和医疗耗材领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)抗菌复合材料及其制备方法,属于聚合物加工技术领域。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有耐热性、耐化学药品性等优良性能,广泛用于合成涤纶纤维、膜、民用吹塑等领域,随之而来的是废旧PET与日俱增,如不回收再利用,会给环境带来污染。据统计,2005年约有140万吨PET瓶被丢弃,由此造成的污染问题日益严重,已引起广泛关注。面对大量废弃的PET,如何实现其回收和循环利用成为一个亟待解决的社会问题。废旧PET的回收利用成为当务之急。
回收PET因降解等原因导致分子链发生断裂,分子量大幅降低,力学性能不能满足应用要求,带来其特性粘数低、流动稳定性差、脱模困难、成型品冲击性差等问题,一般不能直接注射和挤出成型,难以成材,尤其难以制备高端产品。为此人们开始进行PET的回收利用的研究工作,通过各种方法提高回收PET的特性粘度,提高其韧性。CN201310253205中扩链剂为苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯,CN201410779308中增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物,《低模温玻纤增强PET复合材料的制备与表征》中用PTW改性,《中空玻璃微珠含量对回收聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚碳酸酯基复合泡沫材料性能的影响》中用乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)改性,然而上述文献的冲击强度远低于PET材料的韧性要求。
此外,研究发现PET不具有抗菌性能,从而限制了PET材料,特别是回收PET材料(r-PET)在许多领域的应用。随着经济的快速发展,人们对抗菌型产品提出了越来越高的要求。无机抗菌材料因具有广谱抗菌、耐腐蚀、使用范围广、使用安全等优点,成为抗菌剂研究的热点。以ZnO为代表的活性氧化物是最早被应用的无机抗菌材料之一。从一些杀菌软膏到贴片式膏药,从化妆品到药物,都在大量的使用。研究表明,ZnO对多种皮肤病尤其是由金黄色葡萄球菌引起的各种特异性皮疹、湿疹具有奇特的杀灭和抑制效果。氧化锌是一种具有良好生物相容性、环境协调性和安全抗菌性的无机抗菌剂材料。人们通过在PET材料中加入ZnO来改善其抗菌性,如专利CN200910053298将抗菌粉体与聚酯原料混合制成多功能聚酯母料,所述抗菌粉体包括氧化锌,然后制备涤纶纺丝。然而纳米氧化锌的加入会催化PET的热降解,导致材料韧性很差。因此,极有必要发明一种高韧性的抑菌PET复合材料。本发明的PET抗菌复合材料不仅具有优异的力学性能,还具有很强的抗菌能力,可广泛应用于抗菌性纤维及织物、塑料包装材料、汽车内饰件、医用耗材等领域。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种高韧性的抑菌PET复合材料及其制备方法,特别是一种回收PET材料的制备方法。虽然ZnO的加入使材料降解,性能下降;但是通过在适当的阶段加入醋酸乙烯酯基共聚物和扩链剂,可以有效弥补降解导致的分子量降低,从而改善性能;醋酸乙烯酯的含量与结构对性能也会产生影响;在PET体系中ZnO、扩链剂和醋酸乙烯酯基共聚物发生协同效应,使PET复合材料不仅具有优异的力学性能,还具有很强的抗菌能力。在70~95份回收PET中加入5~30份醋酸乙烯酯基共聚物,在螺杆挤出机/密炼机中熔融共混,利用醋酸乙烯酯基共聚物上的环氧基团与回收PET上的端羧基或端羟基反应,实现反应增容,从而达到很好的增韧效果;同时,该醋酸乙烯酯基共聚物还能对回收PET起到扩链效果,形成特殊的梳状共聚物结构,使得回收PET的熔体强度明显提高。利用废弃资源,以较低的成本制备高强度、高性能的复合材料,既能满足实际使用需求,又能很好的保护环境。
本发明的目的是这样实现的,一种韧性PET抗菌复合材料,所述复合材料可以由以下方法获得:
(1)将PET、醋酸乙烯酯基共聚物、纳米氧化锌根据重量份配比在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,通过侧喂料将扩链剂按照重量份配比加入双螺杆挤出机啮合段中部,经过连续熔融挤出即可得到一种韧性PET抗菌复合材料,其中熔融挤出温度为PET熔点以上1~30℃,螺杆转速为100~350rpm;
或者(2)将PET、醋酸乙烯酯基共聚物、纳米氧化锌根据重量份配比加入密炼机内进行熔融共混2~5分钟,然后加入扩链剂继续共混1~5分钟即可得到一种韧性PET抗菌复合材料,其中熔融共混温度为PET熔点以上1~30℃。
所述复合材料由以下组分按照重量份配比组成:PET 65~90份,醋酸乙烯酯基共聚物5~35份,纳米氧化锌0.1~4份,扩链剂0.05~3份。
所述PET为回收或者新合成聚对苯二甲酸乙二醇酯材料中的至少一种,其特性粘度为0.3~1.8dL/g。
所述纳米氧化锌粒径为10~300纳米。
所述醋酸乙烯酯基共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45~75%。
所述醋酸乙烯酯基共聚物中至少还含有甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙烯结构单元,其中甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量百分含量为0.5~10%。
所述扩链剂为环氧类扩链剂和异氰酸酯类扩链剂中的至少一种。
所述复合材料中还可以按照重量份配比加入抗氧剂0.1~1份,润滑剂0.01~1份,成核剂0.1~3份,其中所述抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种;所述润滑剂为固体石蜡、液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种;所述成核剂为滑石粉、硬脂酸镁、苯甲酸钠和Surlyn8920中的至少一种。
所述的韧性PET抗菌复合材料的应用,可用于制备抗菌性纤维及织物、塑料包装、汽车内饰件和医疗耗材领域。
一种韧性PET复合材料,所述复合材料由以下组分按照重量份配比组成:回收PET70~95份,醋酸乙烯酯基共聚物5~30份,功能性助剂0.01~10份;其中
所述回收PET的特性粘度为0.3~1.0dL/g,
所述醋酸乙烯酯基共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45~75%,
所述功能性助剂为扩链剂、抗水解剂、抗氧剂、成核剂和润滑剂中的至少一种。
所述醋酸乙烯酯基共聚物中至少还含有甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙烯结构单元,其中甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量百分含量为0.5~10%。
所述韧性PET复合材料由以下方法获得:
(1)将回收PET、醋酸乙烯酯基共聚物和功能性助剂根据重量份配比在室温下预混均匀,然后将预混物由双螺杆挤出机连续熔融挤出即可得到一种韧性PET复合材料,其中熔融挤出温度为PET的熔点以上1~30℃,螺杆转速为100~350rpm;或者
(2)将回收PET、醋酸乙烯酯基共聚物和功能性助剂根据重量份配比加入密炼机内进行熔融共混3~10分钟,即可得到一种韧性PET复合材料,其中熔融共混温度为PET的熔点以上1~30℃。
本发明的主要优点在于:
1.该醋酸乙烯酯基共聚物对新鲜PET的增韧效果一般,但对回收PET(旧料)增韧效果非常显著。
2.与同类弹性体如PTW(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)改性PET相比,醋酸乙烯酯基共聚物对PET的改性效果更好,如冲击强度更高。
3.通过纳米氧化锌和扩链剂的添加,材料的抑菌性能得到明显提高,同时保持较高的韧性,如冲击强度。
附图说明
图1为本发明实施例6的复合材料微观形貌图。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例详细描述本发明,但实施例不应限制本发明的范围。
实施例1
将回收PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)20份,纳米氧化锌2份(粒径为30nm)在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,通过侧喂料将扩链剂ADR4370 0.75份加入双螺杆挤出机啮合段中部,经过连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)得到一种韧性PET抗菌复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
实施例2
将回收PET 85份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为70%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为2%)15份,纳米氧化锌1份(粒径为20nm),加入密炼机内熔融共混3分钟,然后加入0.5份扩链剂ADR4468继续共混2分钟(共混温度为250℃),得到一种韧性PET抗菌复合材料。
将上述韧性PET抗菌复合材料做熔融指数测试,并通过平板硫化机热压成型,根据相关标准裁成标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
实施例3
将回收PET 70份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)30份,纳米氧化锌2.5份(粒径为100nm),四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份,聚乙烯蜡0.1份,滑石粉1份在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,通过侧喂料将扩链剂SAG-008 1.5份加入双螺杆挤出机啮合段中部,经过连续熔融挤出(挤出温度为265℃,螺杆转速为200rpm)即可得到一种韧性PET抗菌复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
实施例4
将新合成PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)20份,纳米氧化锌2份(粒径为30nm)在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,通过侧喂料将扩链剂ADR4370 0.75份加入双螺杆挤出机啮合段中部,经过连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)即可得到一种韧性PET抗菌复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
实施例5
将新合成PET 85份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为50%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为5%)15份,纳米氧化锌2份(粒径为60nm),三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.25份,苯甲酸钠2.5份加入密炼机内进行熔融共混2.5分钟,然后加入扩链剂六亚甲基二异氰酸酯0.5份继续共混2.5分钟(共混温度为255℃),即可得到一种韧性PET抗菌复合材料。
将上述韧性PET抗菌复合材料做熔融指数测试,并通过平板硫化机热压成型,根据相关标准裁成标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
对比例1
将回收PET 100份由双螺杆挤出机连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)即得到一种PET复合材料,将该复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
对比例2
将回收PET 100份,纳米氧化锌2份(粒径为30nm)在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,通过侧喂料将扩链剂ADR4370 0.75份加入双螺杆挤出机啮合段中部,经过连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)得到一种PET抗菌复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
对比例3
将回收PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)20份,纳米氧化锌2份(粒径为30nm)在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段经过连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)得到一种PET抗菌复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
对比例4
将回收PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)20份,纳米氧化锌2份(粒径为30nm),扩链剂ADR4370 0.75份在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,经过连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)得到一种PET抗菌复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
对比例5
将新合成PET 100份,纳米氧化锌2份(粒径为30nm)在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,经过连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)即可得到一种PET抗菌复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
对比例6
将新合成PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)20份在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,通过侧喂料将扩链剂ADR4370 0.75份加入双螺杆挤出机啮合段中部,经过连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)即可得到一种PET复合材料。
将挤出得到的韧性PET抗菌复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌实验测试复合材料的抑菌率,测试结果如表1所示。
表1
实施例6
将回收PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)20份在室温下预混均匀,然后将预混物由双螺杆挤出机连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)即得到一种韧性PET复合材料。
将挤出得到的韧性PET复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,测试结果如表2所示。
实施例7
将回收PET 85份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)15份,三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.4份,硬脂酸酰胺0.2份,苯甲酸钠1份加入密炼机内进行熔融共混5分钟(共混温度为265℃),即可得到一种韧性PET复合材料。
将上述韧性PET复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并通过平板硫化机热压成型,根据相关标准裁成标准样条用以拉伸和冲击性能测试,测试结果如表2所示。
实施例8
将回收PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为70%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为2%)20份,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份加入密炼机内进行熔融共混8分钟(共混温度为250℃),即得到一种韧性PET复合材料。
将上述韧性PET复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并通过平板硫化机热压成型,根据相关标准裁成标准样条用以拉伸和冲击性能测试,测试结果如表2所示。
实施例9
将回收PET 75份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为50%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为5%)25份,β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.2份,季戊四醇硬脂酸酯0.1份在室温下预混均匀,然后将预混物由双螺杆挤出机连续熔融挤出(挤出温度为255℃,螺杆转速为180rpm)即可得到一种韧性PET复合材料。
将挤出得到的韧性PET复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,测试结果如表2所示。
对比例7
将回收PET 80份,乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物20份在室温下预混均匀,然后将预混物由双螺杆挤出机连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)即得到一种韧性PET复合材料。
将挤出得到的韧性PET复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,测试结果如表2所示。
对比例8
将新合成PET 80份,乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(醋酸乙烯酯质量含量为60%,甲基丙烯酸缩水甘油酯质量含量为3%)20份在室温下预混均匀,然后将预混物由双螺杆挤出机连续熔融挤出(挤出温度为260℃,螺杆转速为150rpm)即得到一种韧性PET复合材料。
将挤出得到的韧性PET复合材料经充分干燥后做熔融指数测试,并在注塑机上注射标准样条用以拉伸和冲击性能测试,测试结果如表2所示。
表2
实施例和对比例中拉伸性能(拉伸强度和断裂伸长率)根据GB/T1040-1992标准测试,拉伸速率为50mm/min;缺口冲击强度根据GB/T1043-1993标准测试,缺口深度为2mm。所有力学性能均在23℃环境中放置24小时后测得。熔融指数在260℃,2.16kg标准条件下测得。复合材料抑菌率实验采用平板计数法(J.Food Sci.2012,77,280-286)。所用新PET为常州华润公司产品,其特性粘度为0.85-1.0dL/g;所用回收PET为浙江嘉丽再生资源有限责任公司产品,其特性粘度为0.6-0.75dL/g,其余化学品为普通市售产品。
由表1中数据可知,PET很脆(对比实施例1),加入纳米氧化锌和醋酸乙烯酯基共聚物的复合材料的韧性也较差(对比实施例3),这是因为纳米氧化锌诱导PET基体热降解;添加扩链剂能够弥补PET的降解,但同时添加扩链剂、纳米氧化锌和醋酸乙烯酯基共聚物之后的复合材料的韧性提高并不显著(对比
实施例4),这是因为扩链剂会优先与PET的端羧基或端羟基反应,从而减弱醋酸乙烯酯基共聚物与PET的反应程度;而本发明将扩链剂从双螺杆挤出机侧喂料口加入,不仅保证了醋酸乙烯酯基共聚物与PET的末端基团反应充分,还通过后续扩链作用弥补了纳米氧化锌对回收PET的催化降解,因此所制备的复合材料的韧性优异。而与对比实施例5-6相比,本发明(如实施例4)公开的复合材料中纳米氧化锌、醋酸乙烯酯基共聚物和扩链剂对提高新合成PET材料的韧性还具有协同效应。首先纳米氧化锌会催化新合成PET的热降解产生更多活性的末端基团,与新合成PET相比更容易与醋酸乙烯酯基共聚物上的环氧基团反应,原位形成梳状超支化共聚物,这种梳状超支化共聚物能够显著提高醋酸乙烯酯基共聚物与PET基体的相容性和熔体粘度,同时通过侧喂料口加入的扩链剂弥补了纳米氧化锌对PET的过度热降解。可见,本发明获得的PET复合材料不仅具有优异的韧性,还具有优异的抗菌能力,可广泛应用于抗菌性纤维及织物、塑料包装材料、汽车内饰件、医用耗材领域等。
由表2中数据可知,与回收PET(对比实施例1)相比,采用醋酸乙烯酯基共聚物改性的回收PET(如实施例6)的断裂伸长率、缺口冲击强度分别提高64.7倍和21.7倍,同时熔融指数显著降低,这是因为醋酸乙烯酯基共聚物与回收PET发生反应原位形成梳状超支化结构,显著改善了两组分的相容性(如附图1所示,醋酸乙烯酯基共聚物在数百纳米尺度均匀分散,且分散相间PET韧带呈狭长状,有利于实现材料的脆韧转变),提高了回收PET的韧性和熔体粘度,而且该改性效果明显优于传统增韧剂乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物对回收PET的改性效果(对比实施例7)。与新合成PET相比(对比实施例8),本发明公开的醋酸乙烯酯基共聚物对回收PET(如实施例6)的改性效果更显著,例如醋酸乙烯酯基共聚物改性回收PET的拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度分别为醋酸乙烯酯基共聚物改性新合成PET的1.43倍、9.2倍和4.2倍,而熔融指数却为醋酸乙烯酯基共聚物改性新合成PET的18%,这得益于回收PET的分子量较小,分子链较短,端羧基或端羟基的活性较强,容易与醋酸乙烯酯基共聚物上的环氧基团发生反应,更原位形成梳状超支化共聚物,这种梳状超支化共聚物能够显著提高醋酸乙烯酯基共聚物与PET基体的相容性和熔体粘度。
由此可见,通过本发明获得的韧性PET复合材料具有拉伸强度高、断裂伸长率高、冲击韧性好等优点,适合制备对机械性能要求高的日常用品和器件。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种韧性PET抗菌复合材料,其特征在于,所述复合材料按照重量份配比组成包括:PET 65~90份,醋酸乙烯酯基共聚物5~35份,纳米氧化锌0.1~4份。
2.如权利要求1所述的一种韧性PET抗菌复合材料,其特征在于,还包括扩链剂0.05~3份。
3.如权利要求1或2所述的一种韧性PET抗菌复合材料,其特征在于,所述PET为回收的或者新合成的聚对苯二甲酸乙二醇酯材料中的至少一种,其特性粘度为0.3~1.8dL/g。
4.如权利要求1或2所述的一种韧性PET抗菌复合材料,其特征在于,所述纳米氧化锌粒径为10~300纳米;所述扩链剂为环氧类扩链剂和异氰酸酯类扩链剂中的至少一种;所述复合材料中还可以按照重量份配比加入抗氧剂0.1~1份,润滑剂0.01~1份,成核剂0.1~3份,其中所述抗氧剂是四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一种;所述润滑剂为固体石蜡、液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种;所述成核剂为滑石粉、硬脂酸镁、苯甲酸钠和Surlyn8920中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的一种韧性PET抗菌复合材料,其特征在于,所述醋酸乙烯酯基共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45~75%;所述醋酸乙烯酯基共聚物中至少还含有甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙烯结构单元,其中甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量百分含量为0.5~10%。
6.一种韧性PET复合材料,其特征在于,所述复合材料按照重量份配比组成包括:回收PET 70~95份,醋酸乙烯酯基共聚物5~30份,
所述回收PET的特性粘度为0.3~1.0dL/g,
所述醋酸乙烯酯基共聚物中醋酸乙烯酯的质量含量为45~75%。
7.如权利要求6所述的一种韧性PET复合材料,其特征在于,所述醋酸乙烯酯基共聚物中至少还含有甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙烯结构单元,其中甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量百分含量为0.5~10%。
8.权利要求1-5任一项所述复合材料的制备方法,其步骤包括:
(1)将PET、醋酸乙烯酯基共聚物、纳米氧化锌根据重量份配比在室温下预混均匀,然后将预混物由主喂料口加入双螺杆挤出机输送段,经过连续熔融挤出即可得到一种韧性PET抗菌复合材料,其中熔融挤出温度为PET熔点以上1~30℃,螺杆转速为100~350rpm;
或者
(2)将PET、醋酸乙烯酯基共聚物、纳米氧化锌根据重量份配比加入密炼机内进行熔融共混2~5分钟,即可得到一种韧性PET抗菌复合材料,其中熔融共混温度为PET熔点以上1~30℃。
9.权利要求6或7所述复合材料的制备方法,其步骤包括:(1)将回收PET、醋酸乙烯酯基共聚物根据重量份配比在室温下预混均匀,然后将预混物由双螺杆挤出机连续熔融挤出即可得到一种韧性PET复合材料,其中熔融挤出温度为PET的熔点以上1~30℃,螺杆转速为100~350rpm;或者
(2)将回收PET、醋酸乙烯酯基共聚物根据重量份配比加入密炼机内进行熔融共混3~10分钟,即可得到一种韧性PET复合材料,其中熔融共混温度为PET的熔点以上1~30℃。
10.一种如权利要求1-7任一项所述的复合材料的应用,其特征在于,所述复合材料可用于制备纤维及织物、塑料包装、汽车内饰件和医疗耗材领域。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711251368.5A CN109867917B (zh) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | 一种韧性pet抗菌复合材料及其制备方法 |
PCT/CN2018/118179 WO2019105413A1 (zh) | 2017-12-01 | 2018-11-29 | 一种聚酯复合材料及其制备方法 |
US16/886,869 US11591465B2 (en) | 2017-12-01 | 2020-05-29 | Polyester composites and their preparation methods |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711251368.5A CN109867917B (zh) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | 一种韧性pet抗菌复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109867917A true CN109867917A (zh) | 2019-06-11 |
CN109867917B CN109867917B (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=66914700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711251368.5A Active CN109867917B (zh) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | 一种韧性pet抗菌复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109867917B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111718536A (zh) * | 2020-07-25 | 2020-09-29 | 东莞市森宏新材料科技有限公司 | 一种利用废弃塑料瓶回收再生制造鞋底鞋垫的环保工艺 |
CN118087080A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-05-28 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种聚丙烯纤维材料及其制备方法和应用 |
CN118271803A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-07-02 | 中山尚洋科技股份有限公司 | 一种再生pet材料及其合成方法和应用 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5115012A (en) * | 1990-06-18 | 1992-05-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thermoplastic blow moldable polyester compositions |
CN1163623A (zh) * | 1995-06-30 | 1997-10-29 | 钟渊化学工业株式会社 | 接枝改性乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及其树脂组合物 |
JPH10120885A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-05-12 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 抗菌性ポリエステル系樹脂射出成形物 |
JPH10158490A (ja) * | 1996-12-03 | 1998-06-16 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ポリエチレンテレフタレート系樹脂組成物 |
CN1306033A (zh) * | 2000-11-27 | 2001-08-01 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 废旧塑料和粉煤灰复合制品的塑炼压延生产方法 |
CN1571820A (zh) * | 2001-10-19 | 2005-01-26 | 陶氏康宁公司 | 来自增容聚酯树脂的热塑性硅氧烷弹性体 |
JP2005105055A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Daicel Polymer Ltd | Pet再生樹脂組成物、pet再生樹脂改質用組成物及びpet再生樹脂成形品 |
JP2009209226A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Toyobo Co Ltd | ポリエステル樹脂組成物 |
CN101845205A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-09-29 | 从化市聚赛龙工程塑料有限公司 | 以废弃pet瓶片为原料的无卤阻燃工程塑料及制备方法 |
CN102417697A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-04-18 | 东莞上海大学纳米技术研究院 | 废旧pet增韧增粘方法及实施该方法的pet粒料 |
CN103172989A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-06-26 | 杭州昌翔化纤新材料有限公司 | 一种环保型抗菌聚酯材料及其制备方法 |
CN103483780A (zh) * | 2013-08-20 | 2014-01-01 | 金发科技股份有限公司 | 聚酯复合材料及其制备方法和应用 |
CN105199338A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-30 | 天津金发新材料有限公司 | 一种高性能低浮纤阻燃增强pbt组合物及其制备方法 |
CN106280290A (zh) * | 2015-05-18 | 2017-01-04 | 上海圳拓实业有限公司 | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 |
-
2017
- 2017-12-01 CN CN201711251368.5A patent/CN109867917B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5115012A (en) * | 1990-06-18 | 1992-05-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thermoplastic blow moldable polyester compositions |
CN1163623A (zh) * | 1995-06-30 | 1997-10-29 | 钟渊化学工业株式会社 | 接枝改性乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及其树脂组合物 |
JPH10120885A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-05-12 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 抗菌性ポリエステル系樹脂射出成形物 |
JPH10158490A (ja) * | 1996-12-03 | 1998-06-16 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ポリエチレンテレフタレート系樹脂組成物 |
CN1306033A (zh) * | 2000-11-27 | 2001-08-01 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 废旧塑料和粉煤灰复合制品的塑炼压延生产方法 |
CN1571820A (zh) * | 2001-10-19 | 2005-01-26 | 陶氏康宁公司 | 来自增容聚酯树脂的热塑性硅氧烷弹性体 |
JP2005105055A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Daicel Polymer Ltd | Pet再生樹脂組成物、pet再生樹脂改質用組成物及びpet再生樹脂成形品 |
JP2009209226A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Toyobo Co Ltd | ポリエステル樹脂組成物 |
CN101845205A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-09-29 | 从化市聚赛龙工程塑料有限公司 | 以废弃pet瓶片为原料的无卤阻燃工程塑料及制备方法 |
CN102417697A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-04-18 | 东莞上海大学纳米技术研究院 | 废旧pet增韧增粘方法及实施该方法的pet粒料 |
CN103172989A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-06-26 | 杭州昌翔化纤新材料有限公司 | 一种环保型抗菌聚酯材料及其制备方法 |
CN103483780A (zh) * | 2013-08-20 | 2014-01-01 | 金发科技股份有限公司 | 聚酯复合材料及其制备方法和应用 |
CN106280290A (zh) * | 2015-05-18 | 2017-01-04 | 上海圳拓实业有限公司 | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 |
CN105199338A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-30 | 天津金发新材料有限公司 | 一种高性能低浮纤阻燃增强pbt组合物及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
UPASANI, PRASAD S.,等: "Polyester fabric with inherent antibacterial, hydrophilic and UV protection properties", 《JOURNAL OF THE TEXTILE INSTITUTE》 * |
李瑞欣,等: "PET/EVA共混物的制备及其相容性的研究", 《化工新型材料》 * |
汪多仁: "《绿色化工助剂》", 31 January 2006, 科学技术文献出版社 * |
王晓艳,等: "PET增韧改性研究进展", 《塑料科技》 * |
赵妍,等: "载银纳米氧化锌改性PET纤维研究", 《合成纤维工业》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111718536A (zh) * | 2020-07-25 | 2020-09-29 | 东莞市森宏新材料科技有限公司 | 一种利用废弃塑料瓶回收再生制造鞋底鞋垫的环保工艺 |
CN118271803A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-07-02 | 中山尚洋科技股份有限公司 | 一种再生pet材料及其合成方法和应用 |
CN118087080A (zh) * | 2024-04-22 | 2024-05-28 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种聚丙烯纤维材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109867917B (zh) | 2022-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101089038B (zh) | 一种抗菌聚丙烯材料及其制备方法 | |
CN1216101C (zh) | 增韧增强聚对苯二甲酸丁二醇酯纳米复合材料制备方法 | |
JP5220934B1 (ja) | 複合形成材料、表面処理したガラス短繊維及び複合形成材料の製造方法 | |
CN102391628B (zh) | 一种聚乳酸/尼龙11合金材料 | |
CN108929527B (zh) | 一种兼具高延展性和高阻隔性能的pbat/改性淀粉全生物降解薄膜及其制备方法和应用 | |
CN102219959B (zh) | 用于汽车保险杠的复合材料及其制备方法 | |
CN104371293B (zh) | 一种玻璃纤维增韧增强聚碳酸酯复合材料及制备方法 | |
CN103102684A (zh) | 一种耐候抗水解连续玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法 | |
CN106916424A (zh) | 一种高韧性耐热型全生物降解聚乳酸材料及其制备方法 | |
CN102250454B (zh) | 一种低成本全降解高柔韧型聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
CN104974418A (zh) | 一种聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN104387732A (zh) | 一种透明抗撕裂聚乳酸生物降解薄膜及其制备方法 | |
CN103087484A (zh) | 降解速率可控的生物分解复合薄膜材料及其制备方法 | |
CN109867917A (zh) | 一种韧性pet抗菌复合材料及其制备方法 | |
CN102558798A (zh) | 一种车用聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
CN103509317A (zh) | 一种天然纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
CN103524871A (zh) | 一种麻纤维增强聚丙烯及其制备方法 | |
CN101880448A (zh) | 一种纳米改性聚乳酸及其制备方法 | |
CN109867918B (zh) | 一种性能优异的接触抗菌材料及其制备方法 | |
CN102702655B (zh) | 一种聚乙烯醇/高直链淀粉生物降解复合材料及其熔融制备方法 | |
CN104098833B (zh) | 一种用于聚丙烯的抗氧耐热母粒及其制备方法 | |
CN113234305A (zh) | 可降解复合材料及其制备方法与应用 | |
CN102212225B (zh) | 一种钙盐晶须增强农用棚膜母料的生产方法 | |
CN103772945A (zh) | 一种聚碳酸酯复合塑料及其制备方法 | |
CN102888082A (zh) | 一种复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |