CN115612138B - 一种高阻隔性薄膜、片材或容器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高阻隔性薄膜、片材或容器及其制备方法，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层或者多层结构，其至少一层为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层包括如下重量含量原料：15‑50％的脂肪族聚酮和14‑36％的芳香族聚酮；所述芳香族聚酮的结构式如下所示：其中，R1为氢、甲基、甲氧基、C2‑C6烷基、叔丁基、叔丁氧基，R2为氢、甲基、甲氧基、C2‑C6烷基、叔丁基、叔丁氧基、羧基或氨基，R1和R2不同时为氢；数均分子量不低于20000g/mol。本发明通过选用特定结构的芳香族聚酮与脂肪族聚酮混合制备薄膜、片材或容器，能够显著提高脂肪族聚酮加工过程中的结晶速度和固化速率，解决脂肪族聚酮难以加工形成薄膜以及薄壁的片材和容器的问题。

Description

一种高阻隔性薄膜、片材或容器及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种高阻隔性薄膜、片材或容器及其制备方法。
背景技术
随着人们生活质量的提高，对各类商品(食品、化妆品等)的营养、卫生、安全等方面的品质要求越来越高。商品在存储、运输的过程中容易受到水汽、氧气、微生物的污染而造成产品质量下降。因此，各种阻隔性薄膜类软包装广泛应用于食品等商品的包装。现有的阻隔性软包装薄膜以PA、EVOH基的单层或多层共挤薄膜为主，然而由于PA、EVOH等材料本征的吸湿性等缺陷，使得在高湿、高压等环境下的阻隔性能亟需进一步提高。对于以HDPE等材料为基体的油化学品容器等，虽然相比于PP等材料具有良好的低温韧性，但在高温等环境下的阻隔性能等需要进一步提升，因此需要对材料的耐热性进行提升。
脂肪族聚酮是以一氧化碳、乙烯、丙烯为共聚单体通过配位聚合制备而成的新型高分子材料，其分子链结构规整、结晶度高、在宽的温度范围内，脂肪族聚酮材料具有低的透水率和十分优异的气体阻隔性，且具有出色的耐化学、耐燃油性和水解性，相比于现有的PE、PP、PA、PET和EVOH等薄膜、片材、容器具有更加广泛的应用潜力。
但脂肪族聚酮材料由于结晶速度过快，在熔融挤出后会迅速固化，使得加工窗口变窄，难以加工形成薄膜以及薄壁的片材和容器。同时，脂肪族聚酮材料在高温挤出过程有时会产生热交联等缺陷，产生口模或浇口堵塞，影响产品表面质量。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种高阻隔性薄膜、片材或容器及其制备方法，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层或者多层结构，其至少一层为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层包括如下重量含量原料：15-50％的脂肪族聚酮和14-36％的芳香族聚酮；所述芳香族聚酮的结构式如下所示：其中，R1为氢、甲基、甲氧基、C2-C6烷基、叔丁基、叔丁氧基，R2为氢、甲基、甲氧基、C2-C6烷基、叔丁基、叔丁氧基、羧基或氨基，R1和R2不同时为氢；数均分子量不低于20000g/mol。本发明通过选用特定结构的芳香族聚酮与脂肪族聚酮混合制备薄膜、片材或容器，一方面可以进一步提升脂肪族聚酮本征的阻隔优势，使得最终的薄膜、片材或容器具有良好的阻隔性能，另一方面能够调控脂肪族聚酮加工过程中的结晶速度和固化速率，解决脂肪族聚酮难以加工形成薄膜以及薄壁的片材和容器的问题。通过大量的研究发现，本发明提出具有特定结构的芳香族聚酮的分子主链可以与脂肪族聚酮产生部分共晶结构，从而能够影响脂肪族聚酮的结晶动力学，通过芳香族聚酮的分子量和分子量分布在合适范围时，可以有效降低脂肪族聚酮从熔体到晶体过程中的结晶速率。芳香族聚酮侧链上苯环及相应基团使得脂肪族聚酮在高温熔体时产生的自由基数量减少，从而显著减少分子链的热交联。
本发明的目的在于提供一种高阻隔性薄膜、片材或容器，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层或者多层结构，其至少一层为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层包括如下重量含量原料：15-50％的脂肪族聚酮和14-36％的芳香族聚酮；所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为氢、甲基、甲氧基、C2-C6烷基、叔丁基、叔丁氧基，R2为氢、甲基、甲氧基、C2-C6烷基、叔丁基、叔丁氧基、羧基或氨基，R1和R2不同时为氢；数均分子量不低于20000g/mol。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层或者多层结构，其至少一层为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层包括如下重量含量原料：15-50％的脂肪族聚酮和14-36％的芳香族聚酮；所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为甲氧基、C5-C6烷基，R2为甲氧基、C5-C6烷基；数均分子量不低于20000g/mol。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层或者多层结构，其至少一层为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层包括如下重量含量原料：15-50％的脂肪族聚酮和14-36％的芳香族聚酮；所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为叔丁基，R2为叔丁基、叔丁氧基；数均分子量不低于20000g/mol。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层或者多层结构，其至少一层为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层包括如下重量含量原料：15-50％的脂肪族聚酮和14-36％的芳香族聚酮；所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为叔丁氧基，R2为羧基或氨基；数均分子量不低于20000g/mol。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层结构，所述单层结构为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的聚酰胺、3-8％的马来酸酐接枝POE。从功能性和经济性的角度考虑，合适比例的聚酰胺和马来酸酐接枝POE可以进一步提升产品的阻隔性能。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层结构，所述单层结构为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的乙烯-乙烯醇共聚物、3-8％的马来酸酐接枝POE。从功能性和经济性的角度考虑，合适比例的乙烯-乙烯醇共聚物和马来酸酐接枝POE可以进一步提升产品的阻隔性能。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为多层结构，所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物的共挤出层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的聚酰胺、3-8％的马来酸酐接枝POE。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为多层结构，所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物的共挤出层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的乙烯-乙烯醇共聚物、3-8％的马来酸酐接枝POE。经过大量的研究发现，当含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物的共挤出层时，薄膜、片材或容器具有更佳的阻隔性能。
优选地，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为多层结构，所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚乙烯的共挤出层，所述含有聚酮的复合功能层还包括40-70％的聚乙烯、1-7％的马来酸酐接枝聚乙烯。经过大量的研究发现，当含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚乙烯的共挤出层时，薄膜、片材或容器具有更佳的阻隔性能。
优选地，所述脂肪族聚酮在240℃，2.16kg下的熔体流动速率为2-10g/10min。
优选地，所述脂肪族聚酮与所述聚芳香族聚酮的重量比为0.8-1.5，所述芳香族聚酮与所述马来酸酐接枝POE的重量比为2.0-5.0。
优选地，所述含有聚酮的复合功能层还包括0-2％的助剂。
优选地，所述助剂选自热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、含氟聚合物中的一种或几种。
本发明另一目的在于提供一种高阻隔性薄膜、片材或容器的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1.对上述芳香族聚酮、脂肪族聚酮、助剂和其他物料进行干燥预处理；
步骤S2.将经步骤S1干燥处理的芳香族聚酮、脂肪族聚酮、助剂和其他物料混合均匀；
步骤S3.将步骤S2混合均匀的物料投入双螺杆挤出机的料斗中混合均匀，熔融挤出，利用相应的模头和辅助设备得到高阻隔性薄膜、片材或容器。
优选地，薄膜由流延模头挤出、经双向拉伸得到，双向拉伸包括同步双向拉伸和异步双向拉伸，纵向和横向拉伸倍率均不低于3.5。
优选地，片材由片材挤出模头、经牵引得到。
优选地，容器由环形模头挤出、经吹塑得到。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过选用特定结构的芳香族聚酮与脂肪族聚酮混合制备薄膜、片材或容器，能够显著提高脂肪族聚酮加工过程中的结晶速度和固化速率，解决脂肪族聚酮难以加工形成薄膜以及薄壁的片材和容器的问题。结晶速率的调控使得聚酮材料在进行熔体牵引拉伸时能够具有更加宽的工艺窗口，特别是进行阻隔性薄膜制备时可以实现大倍率的拉伸，更大倍率的拉伸可以有效提升薄膜的力学性能。
(2)本发明通过组合物的优化组合，得到具有高阻隔性能的薄膜、片材或容器，进行多层挤出时还可以与PA、EVOH、PE等材料进行熔融共挤出，得到具有强度、韧性、柔韧性优异的多层结构的薄膜、片材或容器。
(3)通过在制备复合功能层时加入芳香族聚酮有效的提高薄膜、片材和容器的耐热性、降低薄膜、片材和容器的吸湿性，拓展其在高温高湿环境下的应用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
原料来源：
脂肪族聚酮为晓星M630A，由晓星公司制造的乙烯、丙烯和碳氧化物的共聚物；所述脂肪族聚酮在240℃，2.16kg下的熔体流动速率为2-10g/10min。
芳香族聚酮采用阳离子化α-二亚胺钯配合物催化剂体系，催化乙烯基芳烃与一氧化碳通过溶液聚合反应得到；
聚酰胺选用PA6，选自巴斯夫C33LN；
乙烯-乙烯醇共聚物选自长春化学EV3201F；
聚乙烯选自西布尔HD0356TR；
马来酸酐接枝POE选自日本三井MD715；
马来酸酐接枝聚乙烯选自日本三井化学NF528E。
实施例1：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
步骤S1.对芳香族聚酮、脂肪族聚酮、聚酰胺、马来酸酐接枝POE、热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂进行干燥预处理；
步骤S2.将经步骤S1干燥处理的14.5重量份芳香族聚酮、16重量份脂肪族聚酮、60重量份聚酰胺、8重量份马来酸酐接枝POE、0.5重量份热稳定剂、0.5重量份光稳定剂和0.5重量份抗氧剂混合均匀；
步骤S3.将步骤S2混合均匀的物料投入双螺杆挤出机的料斗中混合均匀，熔融挤出，利用相应的模头和辅助设备得到单层高阻隔性薄膜、片材或容器；
所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为氢；R2为甲基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例2：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
步骤S1.对芳香族聚酮、脂肪族聚酮、乙烯-乙烯醇共聚物、马来酸酐接枝POE、热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂进行干燥预处理；
步骤S2.将经步骤S1干燥处理的16重量份芳香族聚酮、50重量份脂肪族聚酮、30重量份乙烯-乙烯醇共聚物、3重量份马来酸酐接枝POE、0.5重量份热稳定剂和0.5重量份抗氧剂混合均匀；
步骤S3.将步骤S2混合均匀的物料投入双螺杆挤出机的料斗中混合均匀，熔融挤出，利用相应的模头和辅助设备得到单层高阻隔性薄膜、片材或容器；
所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为乙基；R2为氢；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例3：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
步骤S1.对芳香族聚酮、脂肪族聚酮、乙烯-乙烯醇共聚物、马来酸酐接枝POE、热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂进行干燥预处理；
步骤S2.将经步骤S1干燥处理的36重量份芳香族聚酮、19重量份脂肪族聚酮、40重量份乙烯-乙烯醇共聚物、4重量份马来酸酐接枝POE、0.5重量份热稳定剂和0.5重量份抗氧剂混合均匀；
步骤S3.将步骤S2混合均匀的物料投入双螺杆挤出机的料斗中混合均匀，熔融挤出，利用相应的模头和辅助设备得到单层高阻隔性薄膜、片材或容器；
所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为氢；R2为甲基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例4：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例1，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为甲氧基；R2为戊基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例5：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例2中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例2，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为戊基；R2为甲氧基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例6：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例3中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例3，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为甲氧基；R2为甲氧基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例7：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例1，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁基；R2为叔丁基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例8：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例2中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例2，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁基；R2为叔丁氧基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例9：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例1，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁氧基；R2为羧基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例10：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例2中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例2，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁氧基；R2为氨基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例11：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
步骤S1.对芳香族聚酮、脂肪族聚酮、聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂进行干燥预处理；
步骤S2.将经步骤S1干燥处理的14重量份芳香族聚酮、15重量份脂肪族聚酮、69重量份聚乙烯、1重量份马来酸酐接枝聚乙烯、0.2重量份热稳定剂、0.3重量份光稳定剂和0.5重量份抗氧剂混合均匀；
步骤S3.将步骤S2混合均匀的物料投入双螺杆挤出机的料斗中混合均匀，熔融挤出，利用相应的模头和辅助设备得到单层高阻隔性薄膜、片材或容器；
所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚乙烯的共挤出层；
所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为氢；R2为甲基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例12：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
步骤S1.对芳香族聚酮、脂肪族聚酮、聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂进行干燥预处理；
步骤S2.将经步骤S1干燥处理的16重量份芳香族聚酮、36重量份脂肪族聚酮、40重量份聚乙烯、7重量份马来酸酐接枝聚乙烯、0.5重量份热稳定剂和0.5重量份抗氧剂混合均匀；
步骤S3.将步骤S2混合均匀的物料投入双螺杆挤出机的料斗中混合均匀，熔融挤出，利用相应的模头和辅助设备得到单层高阻隔性薄膜、片材或容器；
所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚乙烯的共挤出层；
所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为乙基；R2为氢；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例13：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
步骤S1.对芳香族聚酮、脂肪族聚酮、聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂进行干燥预处理；
步骤S2.将经步骤S1干燥处理的20重量份芳香族聚酮、30重量份脂肪族聚酮、45重量份聚乙烯、4重量份马来酸酐接枝聚乙烯、0.5重量份热稳定剂和0.5重量份抗氧剂混合均匀；
步骤S3.将步骤S2混合均匀的物料投入双螺杆挤出机的料斗中混合均匀，熔融挤出，利用相应的模头和辅助设备得到单层高阻隔性薄膜、片材或容器；
所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚乙烯的共挤出层；
所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为氢；R2为丙基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例14：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例11，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为甲氧基；R2为戊基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例15：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例12中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例12，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为戊基；R2为甲氧基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例16：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例13中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例13，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为氢；R2为丙基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例17：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例11，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁基；R2为叔丁基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例18：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例12中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例12，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁基；R2为叔丁氧基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例19：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例11，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁氧基；R2为羧基；数均分子量不低于20000g/mol。
实施例20：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例12中的芳香族聚酮替换成如下结构，其余步骤同实施例12，所述芳香族聚酮的结构式如下：
其中，R1为叔丁氧基；R2为氨基；数均分子量不低于20000g/mol。
对比例1：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的14.5重量份芳香族聚酮、16重量份脂肪族聚酮替换成30.5重量份脂肪族聚酮，其余步骤不变。
对比例2：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例2中的16重量份芳香族聚酮、50重量份脂肪族聚酮替换成46重量份脂肪族聚酮，其余步骤不变。
对比例3：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例3中的36重量份芳香族聚酮、19重量份脂肪族聚酮替换成55重量份脂肪族聚酮，其余步骤不变。
对比例4：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的14重量份芳香族聚酮、15重量份脂肪族聚酮替换成29重量份脂肪族聚酮，其余步骤不变。
对比例5：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例12中的16重量份芳香族聚酮、36重量份脂肪族聚酮替换成52重量份脂肪族聚酮，其余步骤不变。
对比例6：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例13中的20重量份芳香族聚酮、30重量份脂肪族聚酮替换成50重量份脂肪族聚酮，其余步骤不变。
对比例7：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R1为氢，R2为氢；数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例8：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R1为氢，R2为氢；数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例9：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R1为氢，R2为苯基；数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例10：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R1为氢，R2为苯基；数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例11：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例12：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例13：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例14：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例15：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为叔丁基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。对比例16：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为叔丁基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。对比例17：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为叔丁氧基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。对比例18：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为叔丁氧基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。对比例19：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为羧基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。对比例20：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为羧基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。对比例21：单层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例1中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为氨基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
对比例22：多层高阻隔性薄膜、片材或容器的制备。
将实施例11中的芳香族聚酮结构替换成如下结构：
其中，R3为氨基，数均分子量为1000-100000g/mol；其余步骤不变。
性能测试：
成膜性：评估成型过程中十分发生破膜，×或√；×表示不破膜，成膜性好；√表示破膜，成膜性差。
拉伸强度：按照GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》进行拉伸试验。试样为哑铃型试样，平直部分尺寸为60mm×10mm×4mm拉伸速度为50mm/min。
氧透过率：按照GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法，压差法》进行测定。
水透过率：GB/T 1037-2021《塑料薄膜与薄片水蒸气透过性能测定杯式增重与减重法》。
耐溶剂性：将薄膜在50℃下，浸泡30天，观察薄膜表面是否出现裂痕。
吸油值：将薄膜或者片材裁剪成10cm×10cm大小，在80℃下干燥24小时，称其重量为W1，然后将其浸在25℃的二甲苯和柴油中24小时后取出，快速称重W2。吸油值＝(W2-W1)/W1×100％。
热变形温度：按照GB/T 1634.1-2004《塑料负荷变形温度的测定第1部分：通用试验方法》，利用热变形、维卡软化点温度测定仪测定，试验弯曲应力为0.45MPa。热形变温度越高说明耐热性能越好。
吸水率：称取一定的物料，放置于85％的湿度，20℃的恒温恒湿箱，168小时，取出物料称重，增重部分为吸水水分的重量，吸水的水分重量除以初始物料的重量即为吸水率。
表1.实施例1-10的单层高阻隔性薄膜的性能测试结果。
从表1可知，本发明实施例1-10制得的高分子复合材料均有良好的阻隔性能、拉伸性能、耐热性能、耐溶剂性能和成膜性能，固化时间长，吸油率低；通过对比实施例1-3和实施例4-6可以发现，实施例4-6通过改变芳香族聚酮的分子结构所制备的高分子复合材料的纵向拉伸强度和横向拉伸强度均提高15％以上；通过对比实施例1-3和实施例7-8可以发现，实施例7-8通过改变芳香族聚酮的分子结构所制备的高分子复合材料的阻隔性能提高30％以上；通过对比实施例1-3和实施例9-10可以发现，实施例9-10通过改变芳香族聚酮的分子结构所制备的高分子复合材料的耐热性能提高17％以上。
表2.对比例中的单层高阻隔性薄膜的性能测试结果。
从表1和表2可知，通过对比实施例1-3和对比例1-3可以发现，不添加芳香族聚酮所制得的单层高阻隔性薄膜的阻隔性能、拉伸性能、耐热性能、耐溶剂性能和成膜性能差，固化时间短，吸油率高；通过对比实施例1和对比例7、9、11、13、15、17、19、21、23可以发现，本发明选用特定结构的芳香族聚酮所制得的单层高阻隔性薄膜，能够显著提高脂肪族聚酮加工过程中的结晶速度和固化速率，解决脂肪族聚酮难以加工形成薄膜以及薄壁的片材和容器的问题，得到具有良好阻隔性能、拉伸性能、耐热性能、耐溶剂性能和成膜性能的高阻隔性薄膜、片材或容器，而其他结构的芳香族聚酮并不能有效的解决脂肪族聚酮存在的缺点和达到较好的技术效果。
通过测试实施例11-20和对比例4-6、8、10、12、14、16、18、20、22、24的多层高阻隔性薄膜的性能也呈现与单层高阻隔性薄膜的性能相似的规律。且在实际生产对薄膜进行拉伸，拉伸倍率为2～3倍时，所制备得到的薄膜力学性能差，而采用拉伸倍率3.5倍以上对薄膜进行拉伸时，薄膜制备过程中会发生破膜，无法进行连续生产；而本发明实施例1-20制备的薄膜的拉伸倍率可达到3.5倍以上(一般为4-7倍)，均不破膜，且能保持良好的力学性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管对照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层或者多层结构，其至少一层为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层包括如下重量含量原料：15-50％的脂肪族聚酮和14-36％的芳香族聚酮；所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为氢、甲基、甲氧基、C2-C6烷基、叔丁基或叔丁氧基，R2为氢、甲基、甲氧基、C2-C6烷基、叔丁基、叔丁氧基、羧基或氨基，R1和R2不同时为氢；数均分子量不低于20000g/mol。
2.如权利要求1所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为甲氧基或C5-C6烷基，R2为甲氧基或C5-C6烷基；数均分子量不低于20000g/mol。
3.如权利要求1所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为叔丁基，R2为叔丁基或叔丁氧基；数均分子量不低于20000g/mol。
4.如权利要求1所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述芳香族聚酮的结构式如下所示：
其中，R1为叔丁氧基，R2为羧基或氨基；数均分子量不低于20000g/mol。
5.如权利要求1-4任一项所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层结构，所述单层结构为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的聚酰胺、3-8％的马来酸酐接枝POE。
6.如权利要求1-4任一项所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为单层结构，所述单层结构为含有聚酮的复合功能层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的乙烯-乙烯醇共聚物、3-8％的马来酸酐接枝POE。
7.如权利要求1-4任一项所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为多层结构，所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物的共挤出层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的聚酰胺、3-8％的马来酸酐接枝POE。
8.如权利要求1-4任一项所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为多层结构，所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物的共挤出层，所述含有聚酮的复合功能层还包括30-60％的乙烯-乙烯醇共聚物、3-8％的马来酸酐接枝POE。
9.如权利要求1-4任一项所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述高阻隔性薄膜、片材或容器为多层结构，所述含有聚酮的复合功能层的厚度占高阻隔性薄膜、片材或容器总厚度的比例不低于15％，与所述含有聚酮的复合功能层一侧复合为含聚乙烯的共挤出层，所述含有聚酮的复合功能层还包括40-70％的聚乙烯、1-7％的马来酸酐接枝聚乙烯。
10.如权利要求1-4任一项所述的高阻隔性薄膜、片材或容器，其特征在于，所述脂肪族聚酮在240℃，2.16kg下的熔体流动速率为2-10g/10min。
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