CN111303549A - 一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法及拉伸薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法及拉伸薄膜，包括以下步骤：步骤1：将质量比为1:0.05～1的聚苯乙烯和K树脂熔融、挤出并造粒；得到聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料；步骤2：将步骤1中的聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料熔融、挤出，经低温流延辊冷却后即可形成共混物流延薄膜；步骤3：将步骤2得到的共混物流延薄膜进行热拉伸，经退火辊淬冷即可形成所需聚苯乙烯/K树脂共混物拉伸薄膜；本发明得到的聚苯乙烯基薄膜在兼顾了刚性和韧性的同时，还保留了优良的光学性能，且这些优良的性能能在较高温度下保持；方法工艺简单，设备要求低，适合大规模工业化生产。

Description

一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法及拉伸薄膜
技术领域
本发明涉及透明塑料及其制备技术领域，具体涉及一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法及拉伸薄膜。
背景技术
聚苯乙烯是当今四大通用塑料之一，由于具有高质硬、透明、高刚性、低吸湿性、电性能好、容易加工等特点，在各行各业得到了广泛的应用。但由于聚苯乙烯质脆、力学性能较差，因此在使用上受到了一定的限制。
为了改进其缺点，人们采用共混、共聚、接枝等方法对聚苯乙烯进行改性，其中以向聚苯乙烯基体中加入橡胶粒子增韧剂的方法最为常用(如专利公开号为：C106589640A，聚苯乙烯增韧母料；专利公开号为CN110452473A)。当聚苯乙烯受到冲击时，橡胶粒子作为缺陷引发基体树脂产生多重银纹，银纹的产生和发展会消耗吸收大量能量，从而大幅提高聚苯乙烯的冲击强度。但通常情况下，加入的橡胶粒子既没有与聚苯乙烯基体匹配的折射率，其尺寸也不足以避免光散射。因此这种增韧方法通常会使降低聚苯乙烯的透明度。此外，柔性组分的加入会造成材料强度的大幅下降。不相容组分的存在还会引入薄弱的相界面，不利于力学性能的提高。
除加入橡胶粒子增韧剂之外，也有部分研究表明对聚苯乙烯基材进行退火拉伸也可以提高其韧性(Polymer,2001,42,1271-1274；Macromolecules,2012,45,6719-6732)。这种方法可以同时提高聚苯乙烯的强度和韧性，并且不会影响材料的光学性能，是一种理想的增强增韧方式。但退火拉伸带来的韧性只能在很短的时间尺度内保持，拉伸后30分钟，材料就由于强烈的物理老化而丧失韧性，无法实际应用。目前还没有能够既能保持聚苯乙烯透明性又可实现材料同时增强增韧的方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题提供一种在保持透明的前提下同时增强增韧聚苯乙烯的制备方法及拉伸薄膜。
本发明采用的技术方案是：一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将质量比为1:0.05～1的聚苯乙烯和K树脂熔融、挤出并造粒；得到聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料；
步骤2：将步骤1中的聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料熔融、挤出，经低温流延辊冷却后即可形成共混物流延薄膜；
步骤3：将步骤2得到的共混物流延薄膜进行热拉伸，经退火辊淬冷即可形成所需聚苯乙烯/K树脂共混物拉伸薄膜。
进一步的，所述步骤1中熔融温度为130～190℃。
进一步的，所述步骤2中熔融温度为150～225℃。
进一步的，所述步骤1中K树脂中苯乙烯和丁二烯的嵌段比为1:0.3～2.0。
进一步的，所述步骤3中热拉伸在90～150℃条件下进行。
进一步的，所述步骤3中的拉伸比为1.5～6.0。
进一步的，所述步骤3中热拉伸采用的拉伸装置中的拉伸辊转速为0.5～100.0m/min。
进一步的，所述步骤1中采用双螺杆挤出机熔融、挤出并造粒；螺杆转速为60～300r/min。
进一步的，所述步骤2中采用单螺杆挤出机熔融、挤出；螺杆转速为50～200r/min。
进一步的，所述拉伸薄膜其厚度为5～200μm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过在聚苯乙烯基体中添加K树脂形成微相分离结构来减缓物理老化速率，将橡胶粒子增韧法和拉伸增韧法相结合；
(2)本发明以拉伸增韧法为基础，通过诱导取向结构形成，同时提高聚苯乙烯刚性和韧性。这种方法不影响聚苯乙烯优良的光学性能，回避了传统橡胶粒子增韧法的缺点；
(3)本发明制备得到的聚苯乙烯基薄膜，在较高温度下也能保持高强度和高韧性，表现出应用于高温环境的潜力，在80℃环境下也能保持85％的韧性；
(4)本发明方法简单，仅需要简单共混和拉伸处理，生产效率高，适合工业中大批量生产。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
图2为本发明实施例8和对比例2的投射电子显微镜图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将质量比为1:0.05～1的聚苯乙烯和K树脂经双螺杆挤出机在130～190℃条件下熔融、挤出并造粒；得到聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料；K树脂中苯乙烯和丁二烯嵌段比(S/B)为1:0.3～2.0；螺杆转速为60～300r/min，进一步优选为100～150r/min，最优为125r/min。熔融温度进一步优选为150～185℃，最优为180℃。
步骤2：将步骤1中的聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料送入单螺杆挤出机中，150～225℃条件下熔融、通过狭缝口模挤出，经低温流延辊冷却后即可形成共混物流延薄膜；螺杆转速为50～200r/min，进一步优选为50～100r/min，最优为70r/min。熔融温度进一步优选为170～220℃，最优为215℃
步骤3：将步骤2得到的共混物流延薄膜送至拉伸装置进行热拉伸，通过改变拉伸装置的拉伸辊转速为0.5～100.0m/min，控制拉伸比(DR)为1.5；90～150℃条件下进行热拉伸；经退火辊淬冷即可形成所需聚苯乙烯/K树脂共混物拉伸薄膜。拉伸薄膜的厚度为5～200μm。拉伸比进一步优选为1.5～3.0，最优为2.0；拉伸辊温度进一步优选为90～130℃，最优为120℃；拉伸辊转速进一步优选为0.8～1.5m/min，最优为1.0m/min。
实施例1
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将质量比为1:0.05的聚苯乙烯和K树脂经双螺杆挤出机在130～190℃条件下熔融、挤出并造粒；得到聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料；K树脂中苯乙烯和丁二烯嵌段比(S/B)为1:0.3；螺杆转速为60～300r/min。
步骤2：将步骤1中的聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料送入单螺杆挤出机中，150～225℃条件下熔融、通过狭缝口模挤出，经低温流延辊冷却后即可形成共混物流延薄膜；螺杆转速为50～200r/min。
步骤3：将步骤2得到的共混物流延薄膜送至拉伸装置进行热拉伸，通过改变拉伸装置的拉伸辊转速为0.5～100.0m/min，控制拉伸比(DR)为1.5～6.0；90～150℃条件下进行热拉伸；经退火辊淬冷即可形成所需聚苯乙烯/K树脂共混物拉伸薄膜。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为49.3％，屈服强度为45.8MPa，透光率为78.7％。
实施例2
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，其中DR为2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为90.8％，屈服强度为52.9MPa，透光率为82.5％。
实施例3
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，其中DR为2.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为86.8％，屈服强度为58.8MPa，透光率为86.5％。
实施例4
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，其中DR为3.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为71.1％，屈服强度为61.4MPa，透光率为86.8％。
实施例5
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，其中DR为4.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为62.5％，屈服强度为64.1MPa，透光率为86.1％。
实施例6
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，其中DR为5.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为55.2％，屈服强度为65.5MPa，透光率为85.2％。
实施例7
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，其中DR为6.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为49.8％，屈服强度为68.9MPa，透光率为84.9％。
实施例8
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，其中DR为1.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为46.3％，屈服强度为42.8MPa，透光率为77.7％。
实施例9
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，其中DR为2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为86.8％，屈服强度为50.9MPa，透光率为81.0％。
本实施例在不同温度下退火15分钟后的力学性能如下表所示
Figure BDA0002440420780000041
Figure BDA0002440420780000051
实施例10
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，其中DR为2.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为80.1％，屈服强度为52.3MPa，透光率为86.0％。
实施例11
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，其中DR为3.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为61.1％，屈服强度为62.2MPa，透光率为86.6％。
实施例12
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，其中DR为4.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为54.9％，屈服强度为62.8MPa，透光率为85.1％。
实施例13
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，其中DR为5.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为53.3％，屈服强度为64.2MPa，透光率为84.3％。
实施例14
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，其中DR为6.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为47.0％，屈服强度为67.3MPa，透光率为82.9％。
实施例15
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，其中DR为1.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为35.3％，屈服强度为51.5MPa，透光率为76.6％。
实施例16
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，其中DR为2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为74.1％，屈服强度为56.7MPa，透光率为79.1％。
实施例17
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，其中DR为2.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为48.6％，屈服强度为53.7MPa，透光率为80.9％。
实施例18
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，其中DR为3.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为58.1％，屈服强度为56.3MPa，透光率为76.3％。
实施例19
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，其中DR为4.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为47.7％，屈服强度为58.1MPa，透光率为78.8％。
实施例20
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，其中DR为5.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为42.8％，屈服强度为59.8MPa，透光率为76.5％。
实施例21
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，其中DR为6.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为39.9％，屈服强度为62.5MPa，透光率为77.0％。
实施例22
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，其中DR为1.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为38.8％，屈服强度为36.6MPa，透光率为74.4％。
实施例23
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，其中DR为2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为63.3％，屈服强度为37.9MPa，透光率为78.5％。
实施例24
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，其中DR为2.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为50.5％，屈服强度为42.0MPa，透光率为80.1％。
实施例25
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，其中DR为3.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为45.7％，屈服强度为46.7MPa，透光率为77.2％。
实施例26
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，其中DR为4.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为43.2％，屈服强度为48.4MPa，透光率为76.9％。
实施例27
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，其中DR为5.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为40.8％，屈服强度为49.6MPa，透光率为76.5％。
实施例28
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，其中DR为6.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为37.1％，屈服强度为50.2MPa，透光率为77.1％。
实施例29
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7，其中DR为1.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为89.2％，屈服强度为46.5MPa，透光率为78.6％。
实施例30
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7，其中DR为2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为73.6％，屈服强度为53.1MPa，透光率为85.3％。
实施例31
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7，其中DR为2.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为54.7％，屈服强度为54.4MPa，透光率为87.1％。
实施例32
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7，其中DR为3.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为37.0％，屈服强度为58.9MPa，透光率为86.6％。
实施例33
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7，其中DR为4.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为36.5％，屈服强度为61.5MPa，透光率为85.8％。
实施例34
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7，其中DR为5.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为33.6％，屈服强度为64.7MPa，透光率为85.2％。
实施例35
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7，其中DR为6.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为31.5％，屈服强度为65.5MPa，透光率为85.1％。
实施例36
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0，其中DR为1.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为96.2％，屈服强度为47.0MPa，透光率为22.7％。
实施例37
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0，其中DR为2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为65.7％，屈服强度为57.2MPa，透光率为36.5％。
实施例38
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0，其中DR为2.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为36.0％，屈服强度为66.0MPa，透光率为47.3％。
实施例39
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0，其中DR为3.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为42.1％，屈服强度为65.4MPa，透光率为54.9％。
实施例40
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0，其中DR为4.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为37.7％，屈服强度为67.1MPa，透光率为63.3％。
实施例41
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0，其中DR为5.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为33.3％，屈服强度为67.7MPa，透光率为69.8％。
实施例42
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如实施例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0，其中DR为6.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为28.7％，屈服强度为68.2MPa，透光率为71.1％。
对比例1
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将质量比为1:0.05的聚苯乙烯和K树脂经双螺杆挤出机在130～190℃条件下熔融、挤出并造粒；得到聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料；K树脂中苯乙烯和丁二烯嵌段比(S/B)为1:0.3；螺杆转速为60～300r/min。
步骤2：将步骤1中的聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料送入单螺杆挤出机中，150～225℃条件下熔融、通过狭缝口模挤出，经低温流延辊冷却后即可形成共混物流延薄膜；螺杆转速为50～200r/min；得到的流延薄膜拉伸比为0。
本对比例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为4.8％，屈服强度为31.1MPa，透光率为78.4％。
对比例2
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.2，S/B为1:0.3。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为6.5％，屈服强度为23.7MPa，透光率为71.8％。
对比例3
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.3。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为5.0％，屈服强度为30.8MPa，透光率为58.3％。
对比例4
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：1，S/B为1:0.3。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为15.9％，屈服强度为25.1MPa，透光率为55.6％。
对比例5
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:0.7。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为32.3％，屈服强度为27.9MPa，透光率为46.1％。
对比例6
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，聚苯乙烯和K树脂的质量比为1：0.5，S/B为1:2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为78.9％，屈服强度为18.4MPa，透光率为3.2％。
对比例7
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将聚苯乙烯颗粒料送入单螺杆挤出机中，150～225℃条件下熔融、通过狭缝口模挤出，经低温流延辊冷却后即可形成共混物流延薄膜；螺杆转速为50～200r/min。
步骤2：将步骤1得到的共混物流延薄膜送至拉伸装置进行热拉伸，通过改变拉伸装置的拉伸辊转速为0.5～100.0m/min，控制拉伸比(DR)为1.5；90～150℃条件下进行热拉伸；经退火辊淬冷即可形成所需聚苯乙烯/K树脂共混物拉伸薄膜。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为6.5％，屈服强度为57.2MPa，透光率为82.0％。
对比例8
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，其中DR为2.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为14.1％，屈服强度为50.5MPa，透光率为79.5％。
对比例9
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，其中DR为2.5。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为8.9％，屈服强度为57.7MPa，透光率为80.9％。
对比例10
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，其中DR为3.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为8.7％，屈服强度为58.1MPa，透光率为82.8％。
对比例11
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，其中DR为4.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为9.2％，屈服强度为59.8MPa，透光率为81.5％。
对比例12
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，其中DR为5.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为6.6％，屈服强度为62.4MPa，透光率为80.0％。
对比例13
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，其中DR为6.0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为5.0％，屈服强度为65.6MPa，透光率为78.8％。
对比例14
一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，制备过程如对比例1，其中DR为0。
本实施例得到的拉伸薄膜经测试其断裂伸长率为1.5％，屈服强度为25.5MPa，透光率为75.1％。
实施例和对比例制备参数和光学性能如下表所示
Figure BDA0002440420780000131
Figure BDA0002440420780000141
Figure BDA0002440420780000151
从实施例1～7和对比14可以看出，拉伸后的聚苯乙烯/K树脂薄膜表现出优良的力学性能(断裂伸长率最高达90.8％，屈服强度最高达68.9MPa)；相比于未拉伸的纯聚苯乙烯薄膜(断裂伸长率1.5％，屈服强度25.5MPa)有大幅度提高。而对于只加入一定含量K树脂，未进行拉伸处理的流延薄膜(对比例1-4)，屈服强度有一定降低，断裂伸长率提高程度也不大。这是由于拉伸可以使分子链取向，同时提高聚苯乙烯强度和韧性。拉伸比对薄膜的力学性能有显著影响。
从实施例1～7可以看出，施加最低拉伸比1.5的薄膜具有最高的断裂伸长率和最低的屈服强度。添加的K树脂能有效降低物理老化速率，使韧性保持。
从实施例8～14和对比例7～13可以看出，添加了K树脂的拉伸薄膜在较长的时间尺度(106)天内显示出良好的韧性，而纯聚苯乙烯拉伸薄膜显示出脆性。随着K树脂添加量的增加和S/B比的降低，拉伸薄膜的韧性和屈服强度都降低。
采用本发明制备的薄膜其透明度较高，如实施例和上表所示。以实施例4和对比例1为例，拉伸比为3.0的薄膜透光率达到86.8％，高于未拉伸的流延膜透光率78.4％；而未经处理的纯聚苯乙烯流延膜(对比例14)透光率仅75.1％，随着拉伸比的提高，薄膜的透光率先升高后降低，在拉伸比2.5左右达到最大值。这是由于拉伸会影响薄膜内部相形貌。
为建立薄膜相分离结构与透明性的联系，对样品进行超薄切片，将薄片附着在铜网上，使四氧化锇蒸汽染色45分钟。使用投射电子显微镜观察了共混物的相分离形貌。如图2所示，可以看出，流延出的薄膜内部形成的是短而粗的纳纤，分布杂乱，且有部分球状分散相存在。而拉伸后的薄膜内的纳纤细而长，分布也更为均匀。
从实施例9对不同退火温度下的耐热性能测试结果可以看出，本发明制备得到的拉伸薄膜在较高使用温度下仍可保持其优良的力学性能。将薄膜在室温、80℃、100℃条件下分别退火15分钟。在80℃下处理的薄膜保留了原薄膜84.7％的韧性。说明样品可在80℃高温下使用。高于100℃放置一段时间后，样品韧性有一定程度的下降，但拉伸测试显示该温度下该薄膜仍是一种韧性材料。
本发明熔融挤出聚苯乙烯/K树脂共混物后，得到聚苯乙烯基流延薄膜，之后在一定温度范围内(90～150℃)热拉伸后淬冷，使流延薄膜同时获得较高的强度和韧性。薄膜内的K树脂可以有效降低物理老化的速率，使退火拉伸带来的韧性保留下来，且几乎不影响共混物的透明性。最终获得同时具备高刚性、高韧性和高透明性的聚苯乙烯薄膜材料。制备得到的聚苯乙烯基薄膜断裂伸长率最高可达90.8％，屈服强度最高可达68.9MPa，与未经过以上加工步骤的聚苯乙烯薄膜相比，分别提高了2929.0％和270.2％；在兼顾了刚性和韧性的同时，还保留了优良的光学性能，有效避免了传统增韧方法对透明性的影响，且耐热性能好，在80℃下仍然具备较高的韧性；本方法制备工艺简单，制备周期短，容易实现大批量工业生产。

Claims (10)

1.一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将质量比为1:0.05～1的聚苯乙烯和K树脂熔融、挤出并造粒；得到聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料；
步骤2：将步骤1中的聚苯乙烯/K树脂共混物颗粒料熔融、挤出，经低温流延辊冷却后即可形成共混物流延薄膜；
步骤3：将步骤2得到的共混物流延薄膜进行热拉伸，经退火辊淬冷即可形成所需聚苯乙烯/K树脂共混物拉伸薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤1中熔融温度为130～190℃。
3.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤2中熔融温度为150～225℃。
4.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤1中K树脂中苯乙烯和丁二烯的嵌段比为1:0.3～2.0。
5.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤3中热拉伸在90～150℃条件下进行。
6.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的拉伸比为1.5～6.0。
7.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤3中热拉伸采用的拉伸装置中的拉伸辊转速为0.5～100.0m/min。
8.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤1中采用双螺杆挤出机熔融、挤出并造粒；螺杆转速为60～300r/min。
9.根据权利要求1所述的一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述步骤2中采用单螺杆挤出机熔融、挤出；螺杆转速为50～200r/min。
10.如权利要求1～9所述一种增强增韧聚苯乙烯的制备方法得到的拉伸薄膜，其特征在于，所述拉伸薄膜其厚度为5～200μm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041758A (zh) * 2022-12-07 2023-05-02 四川大学 高储能、低损耗的聚乙烯/聚偏二氟乙烯复合薄膜及其制备方法和应用
CN117590505A (zh) * 2023-12-06 2024-02-23 吕俊 Bops光学膜成型工艺、bops光学膜及背光模组

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108112A (ja) * 1981-12-23 1983-06-28 Denki Kagaku Kogyo Kk スチレン系樹脂収縮フイルム
JPS63315222A (ja) * 1987-06-18 1988-12-22 Dainippon Ink & Chem Inc スチレン樹脂系収縮性フイルム
CN1494566A (zh) * 2001-02-02 2004-05-05 包括乙烯基芳族聚合物和基本上非球形橡胶颗粒的低光泽双轴定向薄膜
US6821635B2 (en) * 2000-10-11 2004-11-23 Dow Global Technologoies Inc. Rubber modified monovinylidene aromatic polymer blends with improved transparency
US20080051510A1 (en) * 2004-09-27 2008-02-28 Toney Kenneth A Asymmetric Linear Tapered Monoalkenyl Arene-Conjugated Diene Block Copolymers
CN103059434A (zh) * 2013-01-10 2013-04-24 四川大学 一种高阻隔聚苯乙烯复合薄膜的制备方法
CN104004285A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 深圳永合高分子材料有限公司 高防雾适用于特殊食品包装的聚苯乙烯片材及其制造方法
CN105542363A (zh) * 2016-01-27 2016-05-04 燕山大学 一种双向同步拉伸pvdf基复合薄膜的制备方法
CN106633454A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 南京创维家用电器有限公司 一种gpps高光泽冰箱内衬、冰箱及制备方法
CN110591209A (zh) * 2019-07-04 2019-12-20 江苏新奥碳纳米材料应用技术研究院有限公司 含均分散、高取向石墨烯的聚合物导热薄膜及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108112A (ja) * 1981-12-23 1983-06-28 Denki Kagaku Kogyo Kk スチレン系樹脂収縮フイルム
JPS63315222A (ja) * 1987-06-18 1988-12-22 Dainippon Ink & Chem Inc スチレン樹脂系収縮性フイルム
US6821635B2 (en) * 2000-10-11 2004-11-23 Dow Global Technologoies Inc. Rubber modified monovinylidene aromatic polymer blends with improved transparency
CN1494566A (zh) * 2001-02-02 2004-05-05 包括乙烯基芳族聚合物和基本上非球形橡胶颗粒的低光泽双轴定向薄膜
US20080051510A1 (en) * 2004-09-27 2008-02-28 Toney Kenneth A Asymmetric Linear Tapered Monoalkenyl Arene-Conjugated Diene Block Copolymers
CN103059434A (zh) * 2013-01-10 2013-04-24 四川大学 一种高阻隔聚苯乙烯复合薄膜的制备方法
CN104004285A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 深圳永合高分子材料有限公司 高防雾适用于特殊食品包装的聚苯乙烯片材及其制造方法
CN105542363A (zh) * 2016-01-27 2016-05-04 燕山大学 一种双向同步拉伸pvdf基复合薄膜的制备方法
CN106633454A (zh) * 2016-12-07 2017-05-10 南京创维家用电器有限公司 一种gpps高光泽冰箱内衬、冰箱及制备方法
CN110591209A (zh) * 2019-07-04 2019-12-20 江苏新奥碳纳米材料应用技术研究院有限公司 含均分散、高取向石墨烯的聚合物导热薄膜及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WEIHUA TANG，等: "Processing‐dependent high impact polystyrene/styrene‐butadiene‐styrene tri‐block copolymer/carbon black antistatic composites", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 *
张京珍编著: "《塑料成型工艺》", 31 January 2010, 中国轻工业出版社 *
蒋登高，等: "PS/K树脂合金的制备及表征", 《郑州大学学报(工学版)》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041758A (zh) * 2022-12-07 2023-05-02 四川大学 高储能、低损耗的聚乙烯/聚偏二氟乙烯复合薄膜及其制备方法和应用
CN116041758B (zh) * 2022-12-07 2024-05-07 四川大学 高储能、低损耗的聚乙烯/聚偏二氟乙烯复合薄膜及其制备方法和应用
CN117590505A (zh) * 2023-12-06 2024-02-23 吕俊 Bops光学膜成型工艺、bops光学膜及背光模组

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