[发明专利]促进不相容聚合物共混物中的分散相形成稳定纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进不相容聚合物共混物分散相形成纤维及其纤维相稳定性提高的方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚合物共混与复合材料被广泛应用于汽车、船舶、航空航天部件以及体育器械等日常生活和工业领域中。在过去几十年中，聚合物共混与复合材料的发展成为重点。

不相容聚合物共混与复合材料由于其组分、添加剂等的不同通常形成共连续相结构、海岛结构、纤维相结构、核壳结构、层状结构等不同的微观形态结构，从而使聚合物共混与复合材料的性能具有较好的可调控性。其中，不相容聚合物共混物中纤维相结构的存在通常会使材料的拉伸强度、抗冲击强度等力学性能得到明显的提高。

在共混物熔体加工过程中，不相容共混物的分散相在高温下受到拉伸或剪切流场的作用时会发生较大的形变，可由原来的球形液滴变形成为纤维相。但是，不相容共混物的组分在热力学上是完全不相容的，共混时由于发生宏观相分离而形成的聚合物界面的黏结力很低，存在界面滑移，从而使其在聚合物共混与复合材料、聚合物共混物纺丝等领域没有实用价值。因此，在不相容微纤相共混物中添加助剂，使其具有宏观均匀而微观相分离的形态结构，形成具有较强界面作用的部分相容体系，显得十分必要。目前，现有的工作主要是采用添加如嵌段共聚物、接枝共聚物等高分子增容剂以及采取反应增容等方法提高不相容共混物中微纤相与基体相的界面黏结力，抑制界面滑移。但是，采取合成高分子增容剂的增容方法周期长、成本高、对环境有污染。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新的促进不相容聚合物共混物分散相形成纤维及提高该纤维相稳定性的方法，即在不相容聚合物共混物中添加无机填料粒子的简单方法，结合熔融状态下的拉伸流场，即可以简单有效地促进不相容聚合物共混物中分散相形成纤维相并提高微纤相的稳定性。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种促进不相容聚合物共混物中的分散相形成稳定纤维的方法，即将基体相聚合物1、分散相聚合物2和无机填料粒子采用熔融共混的方法获得无机填料粒子填充的聚合物共混复合物；进一步通过熔融拉伸使共混复合物的分散相在拉伸流场下形成稳定的微纤维相；其中，无机填料粒子分布在基体相内且处于基体相与分散相的界面位置处，所述聚合物1和聚合物2不相容。

进一步，所述无机填料粒子的添加量为聚合物1和聚合物2总质量的1～10wt％。

优选的，所述无机填料粒子的添加量为聚合物1和聚合物2总质量的3～10％。

更优选的，所述无机填料粒子的添加量为聚合物1和聚合物2总质量的6～10％。

优选的，所述无机填料粒子选自疏水性纳米级二氧化硅、石墨烯、炭黑、碳纳米管、碳酸钙、云母、滑石粉、粘土或金属粉末中的至少一种。

更优选的，所述无机填料粒子选自疏水性纳米级二氧化硅。

进一步，基体相聚合物1和分散相聚合物2的重量配比为：基体相聚合物50-90份，分散相聚合物10-50份。

优选的，所述分散相聚合物与基体相聚合物的重量配比为：分散相聚合物10-30份，基体相聚合物70-90份；更优选为，所述分散相聚合物与基体相聚合物的重量配比为：分散相聚合物15-25份，基体相聚合物75-85份。

所述聚合物1选自聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的至少一种。

所述聚合物2选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、尼龙(PA)(包括尼龙6(PA6)、尼龙12(PA12)、尼龙66(PA66)、尼龙1010(PA1010))/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中、热致性液晶聚合物(TLCP)、聚甲醛(POM)的至少一种。

优选的，所述聚合物共混复合物中，

所述基体相聚合物为PS，分散相聚合物为PP，无机填料粒子为疏水性纳米二氧化硅，PS与PP的重量比为60-90︰10-40，无机填料粒子的添加量为PS和PP总重量的1～10％；或者：

所述基体相聚合物为HDPE，分散相聚合物为PP，无机填料为疏水性纳米二氧化硅，PS与PP的重量比为60-90︰10-40，无机填料的添加量为PS和PP总重量的1～10％；或者：