CN1318498C - 一种高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。采用高密度聚乙烯(HDPE)、丙烯酸(AA)、引发剂与有机蒙脱土(OMMT)按一定的配比用哈克流变仪在160℃下共混15～20min，螺杆转速60rpm。共混后得到的复合材料就是高密度聚乙烯接枝丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料。本发明的纳米复合材料制备方法简单、成本低廉、综合性能优良，在包装行业具有广泛的市场前景。

Description

一种高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料的处理和制备工艺过程，是一种高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。
背景技术
高密度聚乙烯具有良好的耐化学介质性、韧性、可挠性等，其快速裂纹传递抵抗能力在常用的塑料中名列前茅，因此为人们所广泛应用。但是聚乙烯还是存在着尺寸稳定性差，耐热性差等缺点。当聚乙烯中加入层状的纳米粒子，材料的耐热性，阻隔性等性能大大提高，从而实现聚乙烯的高性能化以提高材料的档次。但是聚乙烯是一种非极性的高聚物，聚乙烯链很难进入层状粒子层间，层状硅酸盐很难在基体中以插层型或剥离型分散，也就很难得到理想的纳米复合材料。
目前制备聚乙烯/层状硅酸盐纳米复合的方法主要是原位插层和熔融插层，原位插层由于工艺和分子量等都很难控制，不易实现工业化，而熔融插层工艺简单，易工业化，所以也是制备聚乙烯纳米复合材料的一个重要方法。但是要用熔融插层的方法制备聚乙烯/层状硅酸盐纳米复合材料，必须克服聚乙烯和粘土间的界面问题，现在主要是通过对聚乙烯和层状硅酸盐进行改性以提高硅酸盐在聚乙烯中的剥离和分散。
现在对层状硅酸盐的改性已经比较成熟，而对聚乙烯的改性只是局限在化学接枝改性以提高聚合物的极性上，研究最多的就是马来酸酐接枝聚乙烯，但是马来酸酐有毒性，虽然得到分散较好的复合材料，但是由于一定的毒性，而大大限制了应用。本文选用丙烯酸作为接枝单体接枝改性高密度聚乙烯并与硅酸盐熔融插层，不仅克服了马来酸酐的缺点，而且丙烯酸上的羧基可以和氨基等极性基团进行反应，从而降低了聚合物和硅酸盐间的自由能，能成功制备纳米复合材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一、原料配方
1)原料配方按重量份数：
高密度聚乙烯(HDPE)    100份
丙烯酸(AA)            5～20份
有机蒙脱土(OMMT)      1～10份
引发剂                0.05～0.2份
2)所述的有机蒙脱土就是用十八烷基季铵盐处理过的蒙脱土，引发剂为过氧化二异丙苯。
二、制备方法
将引发剂溶于丙烯酸中，先将高密度聚乙烯和一定量蒙脱土放入哈克流变仪中，再倒入溶有引发剂的丙烯酸，混炼15～20分钟，哈克流变仪的温度160℃，螺杆转速60rpm。混炼后出料即得纳米复合材料。
本发明具有的有益的效果是：
本发明利用丙烯酸接枝的方法可以得到剥离的高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料；具有优异的性能，便于加工，具有广泛的应用领域。只须混炼就可以得到性能优良的剥离和插层型的高密度聚乙烯蒙脱土纳米复合材料，工艺控制简单，而且可以根据性能需要调节蒙脱土的量，具有低成本高性能的特点。
具体实施方式
实施例：
比较例1 比较例2 实施例1 实施例2 实施例3
原料 重量(份) 重量(份) 重量(份) 重量(份) 重量(份)
高密度聚乙烯 100 100 100 100 100
丙烯酸 / 10 10 10 10
有机蒙脱土 / / 2 3 4
过氧化二异丙苯 / 0.1 0.1 0.1 0.1
拉伸强度(MPa) 32.5 32.7 34.2 33.5 35.0
杨氏模量(MPa) 366.7 425.1 434.4 464.4 485.2
实施例4 实施例5
原料 重量(份) 重量(份)
高密度聚乙烯 100 100
丙烯酸 6 16
有机蒙脱土 2 8
过氧化二异丙苯 0.1 0.1
拉伸强度(MPa) 33.1 38.5
杨氏模量(MPa) 428.4 508.3

Claims (2)

1、一种高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料，其特征在于：
1)原料配方按重量份数：
高密度聚乙烯           100份
丙烯酸                 5～20份
有机蒙脱土             1～10份
引发剂                 0.05～0.2份
2)所述的有机蒙脱土就是用十八烷基季铵盐处理过的蒙脱土，引发剂为过氧化二异丙苯。
2、用于权利要求1所述的一种高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，其特征在于：先将高密度聚乙烯和一定量蒙脱土放入哈克流变仪中，再倒入溶有引发剂的丙烯酸，混炼15～20分钟，哈克流变仪的温度160℃，螺杆转速60rpm，混炼后出料即得纳米复合材料。
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