PET改性研究进展
2011-12-22 00:13阅读：
PET改性研究进展
摘要：主要从共混改性、化学改性、纳米无机物复合改性等几个方面介绍了PET改性的机理和最新进展。并指出了改性PET今后的发展方向和研究思路。PET的改性应向着高性能化、高功能化、高附加值的方向发展。
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陈先生）
关键词：PET；共混改性；化学改性；纳米复合改性
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是目前最重要的合成材料之一，具有良好的耐热性、耐药品性、力学性能和电学性能，尤其是透明性好、绝缘性佳，较低的生产成本和较高的性能价格比。主要用于纤，双向拉伸薄膜和聚酯瓶，各种包装容器等；高黏度的
IT还在工程塑料的轴承、齿轮、电器零件等领域得到广泛应用；在轿车用塑料中所占比例也不
增加.
。但也存在着加工模温(70一
ll0℃)下结晶速度过慢、冲击性能差和易吸湿等问题。如何制备出具有高的韧性和刚性、好的成型性能的改性PET是国内外研究的热点课题之一近几年来，国内关于PET改性的研究很多，也提出了不少新方法和思路，改性研究主要集中在改善PET的结晶速率(t。／2)，热变形温度(HDT)，气透性，力学性能等几个方面。本文主要讨论国内最近几年PET的改性方法、途径及其机理。
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共混改性
高聚物共混改性法简便易行，在技术和经济上有很大的优势，它不仅保留了原有高聚物的优点，由于添加了新的物质，通过改变聚集态结构而赋予了高聚物新的性能，具有一定的理论和实用价值。所以，共混改性仍是近2年聚合物改性应用最多的方法之一，主要为了提高共混体系的流变性能、结晶性能及材料的力学性能、特别是抗冲击性能等。
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PET／PEN
聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是一种新型热塑性聚酯，它除了具有PET所有优良性能外，还具有阻透性好、力学强度高和更加耐热等特点，是一种理想的阻透性包装材料。但PEN价格昂贵，是PET的l0倍左右，因而限制了它的使用范围。PET和PEN都属热塑性聚酯，化学结构具有一定相似性，因此，人们想通过加入少量的PEN来提高PET阻透性等性能。吴唯等研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)／聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)共混物的结晶特征以及热稳定性能。结果表明，PEN的结晶温度高，结晶历程长，快速降温会导致PEN结晶困难或不结晶。PET／PEN共混物结晶性能与PEN含量密切相关，含量低能结晶，含量达到一定量时基本不结晶。PET／PEN共混物的热分解温度比PET提高了4℃ ，表明PET／PEN共混材料的热稳定性能好于纯 IT。这主要因为PEN分子上的萘环比PET 分子上
的苯环的空间体积大，分子链进行重排所需温度高，松弛时间长；因此，缓慢地降温提供了PEN结晶的条件。PEN中萘环所占的空间更大，共轭双键增多，阻碍了分子的自由运动，也致使PEN热稳定性提高。李桂娟等
用差示扫描量热仪、x射线衍射仪、正交偏光显微镜测试表明，成核剂l，3或2，4一-(亚苄基)一D山梨醇(DBS)的加入，使PET／PEN
共混体系熔融起始温度升高l0℃左右，成核剂质量分数低于l％
时，PET／PEN共混体系晶体的球晶完整。成核剂质量分数大于3％
时，PET／PEN／DBS共混体系晶体的球晶碎小。成核剂的加入，能够有效地减小球晶尺寸和降低球晶的完善性。
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PET／ECDP／PEG
PET／ECDP(含有聚醚链段的阳离子可染聚酯)中加少量的聚乙二醇(PEG)能提高改性纤维染色性、吸湿性和抗静电性能。另外ECDP中含有聚醚链段，使得PEG在PET中分散更加均匀，增加了二者的相互间作用。PEG中的碳氧键是柔性链结构，这就使得PET的改性成为可能。刘伯林等对共混物的热性能、结晶性能、流变性能及高速纺丝制得聚酯纤维的力学性能、染色性能、吸湿性能、抗静电性能做了详细的分析讨论。一些讨论结果如下：加入质量分数为4％的PEG，使得PET／ECDP／PEG体系玻璃化温度(t。)下降5．67℃，冷结晶温度下降l4．06℃，熔点下降1．01
oC，熔点下降很小，仍能保持普通聚酯的耐热性能，优于聚醚共聚改性纤维；由于t。下降，相同温度下，分子热运动加快，提高了纤维的染色性；共混体系中PEG有增塑作用，PET分子链更易运动，使得晶体能够生长成大的晶粒，结晶区中结晶粒子间隙(非晶部分)较大，也使PET／ECDP／PEG的染色性能提高；还确认了PET／ECDP／PEG共混切片的最快的结晶温度区在175 oC附近。
1．3PET/PP (EPDM、HDPE)李迎春等在PET／PP[EPDM(三元乙丙橡胶)，HDPE]共混体系中，加入少量的PP．g．MI(马来酰亚胺)[EPDM-g—MAH(马来酸酐)、PE．g—MI]，可较好地改善PET与PP(EPDM，HDPE)之间的相容性．使分散相在PET基体连续相中分散均匀，分
散相尺寸减小，增加了两相间界面的黏结力；同时还能促进PET结晶，使其冷结晶温度降低，改善了PET的加工性能；并且能大幅度提高共混物的冲击强度。
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化学改性
化学改性是指在一种组分中加入另一种或几种组分发生共聚、缩聚等化学反应，形成一种新的聚合物合金的改性方法。化学改性为改善聚合物的熔点、玻璃化温度和形态结构等提供了便利的手段，也为解决PET的结晶性能、形态结构、抗冲击性能及加工性能等问题提供了思路。
2．1PET/NG共聚
新戊二醇(NG)分子链比PET分子链多2个非极性侧甲基取代基，分子间距离加大，NG分子链柔性大于PET，NG组分增加，共聚酯的刚性就会下降，且无规共聚通常会破坏链的对称性和规整性，从而结晶能力降低，结晶完整性也会有所降低。罗红林等用新戊二醇对PET进行共聚改性，通过加入摩尔分数为2％
一15％的新戊二醇，合成了一系列不同二醇配比的共聚酯，共聚酯的熔点和结晶度均随新戊二醇的加入而降低，抗冲击性能及加工性能得到了很大的改善。但这还没有进行定量分析和研究，有待进一步深入研究。
2．2
PET/PEN共聚
目前国内9o％的啤酒用玻璃瓶灌装，瓶体重，不便周转和携带，运输成本高，易破碎、安全性差；而普通PET气体阻隔性差，其货架期仅lO一15 d。行春丽等采用对苯二甲酸二甲酯(DMT)与2，6-萘二甲酸二甲酯(DMN)合成了聚对苯二甲酸二乙酯(PET)和聚2，6．萘二甲酸二乙酯(PEN)共缩聚物，结果表明，PET／PEN的性能与普通聚酯切片的相近，PEN质量分数为30％的PET／PEN制成的啤酒瓶可耐95℃高温，对O2，CO2气体的阻隔性比普通PET瓶提高6倍。
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其他的PET改性
关于PET的改性还有很多，如纤维增强、表面改性、加入助剂等，简单介绍如下：廖家志等
依据降低翘曲的机理，制备了系列低翘曲玻纤增强PET复合材料。
结果表明，具有较高形状对称性的填料(如滑石粉、云母粉)能不同程
度地降低玻纤增强PET体系的翘曲，非晶聚合物(如PC等)也能有效改进该体系的翘曲性能，并能提高体系的流动性能和力学性能。秦伟等
采用冷等离子体技术对PET纤维进行表面改性。结果表明，冷等离子体处理可以使PET纤维表面的氧和氮的极性基团含量增加，从而改善它与树脂的浸润性，进而改善PET纤维／环氧复合材料的界面性能。郭仁义等
采用2段法加人结晶促进剂、成核剂，研究了结晶促进剂(聚醚)和成核剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)结晶过程的影响及它在PET结晶过程中的作用。结晶促进剂对PET的”解冻”、增强柔顺性，提高PET结晶的结晶速度，且结晶更完善。裴运同等
研究了玻璃纤维与PET界面，发现添加30份经偶联剂处理的玻璃纤维可以有效增强增韧PET，提高PET工程塑料的力学性能及界面黏结强度；阻燃效果分析得出：8—9份的溴．锑阻燃剂使PET／玻纤复合材料的氧指数达27。DSC分析表明玻璃纤维、阻燃剂粒子均起到成核剂的作用。
5 结语
近几年来，关于PET改性的报道层出不穷，提出了很多新的研究改性方法和思路，并取得了不少研究成果。但绝大部分仅限于研究，很少考虑实际应用。纳米技术用于改性的研究还处于初级阶段，需要进一步探究其机理。今后，PET
的改性应向着高性能化、高功能化、高附加值的方向发展，特别要在纳米改性上多下功夫。发展特异型新材料。
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The domestic latest research
advance of PET modificalion
WANG Zhi-yuan
，CHEN
Fu-lin，ZHANG Xing—hua
(Faculty of Materials and
Energy。Guangdong University of
Technology，Guangzhou 510006，China)
Abstract：The latest advance and modification mechanism of PET were
introduced from the aspects such as blending
modification，chemistry modification，nanometer inorganic compound mod
ification． e development direction and the research train of thought
of modified PET were pointed
out．The mod
ification of PET should face to the di—
rection of hi gh
performance，hish function and hish additional
value．
Key
words：PET；blending modification；chemistry modification.
