[发明专利]一种增韧、增强聚丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料的增韧、增强领域，特别是一种通过辊动轮和凹模板压成型获得定向均匀增韧、增强聚丙烯材料的方法。

背景技术

聚合物的增韧、增强一直是高聚物研究的热门领域，不同形态的高聚物需要不同的增韧、增强方法。塑料（橡胶）的增韧、增强往往需要加入粒子、纤维或第二组分等，从而获得复合、共混的聚合物材料，这种方法往往难以同时达到既增韧、有增强的目的，甚至损害某一种性能。相对于塑料（橡胶），纤维原纤却能够通过简单的单向拉伸获得高强、高模的纤维。基于此，提出了很多新型的加工方法，如固态加工、压力诱导流动成型[专利200710048058.3]等。但几十年来的研究并没有带来高聚物加工设备的大规模的改进，其中重要的原因在于加工设备的复杂、费时、成型材料形态不稳定等多种因素。

樊振兴等[塑料工业，35(2007)，5,44-46]对PP高聚物在压力诱导流动成型加工下、不同压缩程度下的结构进行了研究，得到了分子排列取向的高聚物材料，但实验设备简单，难以连续化工作。同时辊压成型也进行了大量的研究，但辊压成型过程中加压过程瞬时完成，分子取向难以稳定下来，形状不可控，从而限制了辊压成型的工业化应用。

瑞典CK管理股份公司申请的专利CN146221，是一种用于通过聚结生产聚合物体的方法，该专利虽提出了高分子材料的一种压力加工方法，但高分子链本身并没有产生足够的定向流动，难以提高材料的力学性能。

发明内容：

本发明的目的是提供一种增韧、增强聚丙烯的方法。

本发明的技术方案是：一种增韧、增强聚丙烯的方法，它的步骤如下：

（1）将聚丙烯材料在高聚物成型加工设备中获得聚丙烯片材；

（2）将聚丙烯片材加工制成需要的形状，并升高片材温度到加工温度进行单面辊动、板压，所述聚丙烯片材受到的压强为1-10000MPa，受到单次恒定压力的时间为10-9000s；

（3）获得的聚合物片材进行热处理，消除内应力，提高使用中的稳定性，所述热处理温度在熔点以下，时间为900min之内。

所述聚丙烯数均分子量在20万到60万之间，熔融指数为25克/10分钟到300克/10分钟之间。

所述步骤（2）中样条受到的压强为200-700 MPa，受到单次恒定压力的时间为200-600 s。

所述步骤（3）的热处理中，热处理的温度在聚丙烯的玻璃化温度与熔点之间，热处理时间为0.5min-200min之间。

所述步骤（1）中高聚物成型加工设备为注塑机、挤出机、硫化机或模压机。

所述步骤（2）加工成型过程中，单面辊动轮与压板结合紧密，并保持压力恒定，压力可施加一次也可施加多次，时间、温度可控，所述辊动轮沿着加工方向前进，高聚物沿加工方向进行取向。

所述步骤（2）加工成型过程中可进行单次加工、也可进行多次加工。

本发明的有益效果是：在辊动轮和凹模板压成型过程中，原来聚合物片材中无规的分子链在外力的作用下进行排列，形成了有序的取向结构，通过加工提高了材料的力学性能，同时片材的透光度、表面光洁度也得到了提高。

附图说明

图1为单面辊动、板压加工聚丙烯材料装置示意图。

具体实施方式：

实施例1

将PP片材剪切为43mm×10mm×4mm的长方体形状，放入凹模10mm宽的腔体中；在105℃、并控制上面辊动轮的水平移动速度使PP的受压时间为300s，改变压力，获得不同压缩比的片材。测试不同压缩比（原厚度/加工后厚度）片材的力学性能见表1。

表1  不同压强时，材料的压缩比及力学性能