离聚物单体结构对PET非等温熔融结晶过程的影响.pdf

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1、许乾慰，等：离聚物单体结构对PET非等温熔融结晶过程的影响63离聚物单体结构对PET非等温熔融结晶过程的影响术许乾慰，蒋中刘波吕静。(1．先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092；2．同济大学材料科学与工程学院，上海2000923．上海虹权新材料科技有限公司，上海201700)摘要利用差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、偏光显微镜等方法研究了不同单体结构的乙烯甲基丙烯酸离聚物(Surlyn)、乙烯基丙烯酸离聚物(Aclyn)及苯乙烯基丙烯酸离聚物(SAA)对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)非等温熔融结晶

2、过程的影响。结果表明，加入离聚物后PET的结晶速率常数由0．35提高到1．0O～2．37，提高结晶速率的能力为Aclyn>Surlyn>SAA。SAA中苯环的强位阻效应使其自聚集能力下降，Surlyn中羧酸钠基团上的甲基也产生了较大的位阻，降低了其自聚集能力，Aclyn分子链中没有多余基团干扰，其自聚集能力最强。关键词聚对苯二甲酸乙二酯离聚物非等温结晶聚对苯二甲酸乙二酯(PET)由于其出色的理化献报道，但离聚物单体结构的不同对聚合物结晶成性能已被广泛应用于薄膜和工程塑料。但其结晶速核影响的系统研究成果还未

3、见报道。笔者研究了率比较缓慢，限制了其在工程塑料中的应用。为提Surlyn、Aclyn及SAA三种具有不同单体结构的离聚高PET的结晶速率，添加结晶成核剂是一种常用的物对PET非等温熔融结晶过程的影响。方法。PET结晶成核剂主要有三类：无机物质(如1实验部分碳酸钙，滑石粉等)，碱芳香族羧酸金属盐、碱脂肪1．1原材料族羧酸金属盐等有机物，以及聚乙烯基丙烯酸和聚PET：中国石化仪征化纤股份有限公司；苯乙烯基丙烯酸等高分子离聚物。无机成核剂由无Surlyn：美国杜邦公司；机粒子提供异相成核中心降低PET的成核自

4、由能SAA：华东理工大学化工学院；而促进PET结晶，而有机成核剂则与PET发生化学Aclyn：美国HoneyWell公司。反应而生成PET羧酸盐，通过PET羧酸盐的聚集，1．2仪器、设备结晶析出促进PET的成核结晶，但反应会造成PETHaake流变仪：RC一90型，德国Haake公司；的降解，对其物理性能影响较大。离子聚合物在差示量热扫描(DSC)仪：MDSC—QlOO型，美国PET熔体中通过自聚集作用形成离子簇，诱导PETTA公司；结晶，与PET问几乎不发生化学反应，并且由于自扫描电子显微镜(SEM)：

5、XL一30ESEM型，荷兰身也是高分子，因此对PET的分子量影响很小，是Philips公司；具有发展前景的一类成核剂。偏光显微镜(POM)：DMLP型，德国Leica公司。1．3试样制备田东等¨j对乙烯甲基丙烯酸离聚物(Surlyn)将PET粒料及离聚物在120~C下真空干燥12的研究发现，Surlyn不仅起到成核剂作用，还有增韧h，将纯PET记为1试样，分别与质量分数为1．0％作用。辛忠等则发现乙烯基丙烯酸离聚物的SAA、Surlyn、Aelyn在流变仪中共混制备2、3、4(Aclyn)和苯乙烯基丙烯酸

6、离聚物(SAA)在PET中试样，加工温度为270oC，时间为8rain。都起到了异相成核作用，其等温结晶动力学研究表1．4性能测试与表征明，两种离聚物不改变PET球晶的生长维数，SAADSC测试：在氮气保护下，试样先快速升温至中苯环的存在降低了其自聚集能力，使SAA与PET300℃，恒温5rain消除热历史影响，然后从300~C以间的相容性增加。除了作为PET的成核剂，Surlynl0℃／rain降温至50℃，再以10qC／rain的速率升温也被用来改性其它聚合物如聚对苯二甲酸丁二酯至300~C：(PBT

7、)，高密度聚乙烯(HDPE)E6]，尼龙(PA)6／SEM分析：将PET试样用液氮淬断并于表面喷聚对苯二甲酸丙二酯(PrI、)等，而Aclyn用于改性PET，(丙烯N／丁二烯／苯乙烯)共聚物青浦区一同济大学科技合作专项资金项目(ABS)J，聚萘二甲酸乙-N(PEN)等也已有文收稿日期：2OlO一08-20工程塑料应用2010年，第38卷，第11期金处理，然后观察其断面形貌并拍照；POM观察：取一小片PET试样放在载玻片上并放于热台上加热，待PET熔融后用盖玻片将PET试样压成薄膜，加热到300~C后恒温5

8、mln，然后以10℃／min的速率降温至室温进行观察。l、：攀、～jc=．-／o(、、～，2结果与讨论2．1离聚物单体结构对PET非等温熔融结晶动力学的影响图1是纯PET和加入三种离聚物后PET的DSC熔融结晶峰曲线。由图1可以看出，纯PET的熔融结晶峰温(T)较低，加入离聚物成核剂后，、，PET的结晶峰变窄，并且向高温移动。纯PET的、⋯J为198．4℃，而加人Aclyn后提高到2l2．3℃，加入Surlyn和SAA也使PE