[发明专利]一种自体改性高分子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种自体改性高分子材料及其 制备方法。

背景技术

添加不同结构高分子材料进行共混改性是弥补高分子材料性能不足或赋予 材料新的性能，扩大其应用范围的重要手段。比如，利用低密度聚乙烯(LDPE) 进行共混改性可以明显提高善聚乳酸(PLA)、聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙 二醇酯(PET)的冲击韧性，降低聚酰胺(PA)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH) 的吸水性，改善超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的加工性能。不同结构高分材 料共混改性方面的研究工作有很多，其中一部分成果已经成功应用到汽车、电 子、家居产品等领域。从行业人员的研究结果和共混材料的应用效果可以看出， 界面相容性是决定共混效果和性能改善与否的关键，这也是传统高分子共混改 性材料所无法规避的问题。常用的提高共混体系相容性的方法是添加具有接枝 结构的相间增容剂。比如少量LDPE-g-MAH材料的引入可以改善PA/LDPE体 系的界面相容性，而POE-g-GMA对PET/POE共混体系界面性能的提升是有效 的。添加第三元材料对改善相容性，提高共混材料性能固然是有效的，但是不 同体系对于接枝材料的结构具有强烈的选择性，而合成特殊结构的接枝材料， 并严格控制其接枝参数无疑会增加工艺难度，提高加工成本。

1975年，英国的Leeds大学的研究人员以高密度聚乙烯体系为基础第一次 提出了单一聚合物复合材料(singlepolymercomposites,SPC)的概念-基体和增强 相是由同种聚合物的不同形态所构成，既自增强聚合物。这类复合材料本体与 增强相具有相同的分子结构单元，因此，二者具有理论上最佳的界面相容性。 另外，二者物理性能上的差异性可以赋予改性材料新的性能。由此衍生出来的 同类高分子材料共混改性研究工作已有一些报导。比如，用结晶度高的高密度 聚乙烯(HDPE)改性LDPE可以获得强度、韧性俱佳的聚乙烯材料。少量低黏 度PP的加入可以改善高黏度PP的发泡性能。这种同类或同种材料自体改性的 方法虽然在理论上可以获得最佳的界面性能和改性效果，但是在实际应用中却 受到了一定的限制，其原因主要是原材料的选择范围比较窄，由同样的分子结 构所形成的物理性能具有显著差异的高分子材料是比较有限的。其次，拥有不 同物性的同结构高分子材料的加工温度不完全相同，相互之间加工温度窗口的 叠加区比较窄。因此，若要使各组分材料都能很好的熔融并获得良好的共混分 散效果就必须将加工温度严格的控制在狭窄的叠加区内，这会对加工设备提出 更高的要求，同时也会提高工艺控制难度和加工成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的高分子改性材料的制备方法工艺成本高、 对温度等条件控制严苛的技术问题，而提供一种自体改性高分子材料及其制备 方法。

本发明首先提供一种自体改性高分子材料的制备方法，该方法包括：

步骤一：将聚乙烯放入Co-60源或电子束中，在真空或氮气氛围下，对聚 乙烯进行辐照，得到辐照后的聚乙烯；

步骤二：将步骤一得到的辐照后的聚乙烯和未辐照的聚乙烯进行混炼，得 到自体改性高分子材料。

优选的是，所述步骤一聚乙烯为聚乙烯颗粒或聚乙烯粉末。

优选的是，所述步骤一的辐照剂量为10～100kGy。

优选的是，所述的辐照后的聚乙烯和未辐照的聚乙烯质量比为(10～100)： 100。

优选的是，所述步骤二的混炼温度为130～180℃。

本发明还提供上述制备方法得到的自体改性高分子材料。

本发明的有益效果

本发明提供一种自体改性高分子材料及其制备方法，该方法先对PE进行辐 射处理，获得具有特定结构及物理性能的部分交联PE材料，然后将该材料与具 有相同分子及聚集态结构的PE材料进行共混，即可制备性能不同的自体改性 PE材料。与现在技术相对比，由于辐照和未辐照PE材料取自同一原料，因此 共混温度只需设定在正常的加工温度窗内即可，加工条件更容易控制，所涉及 的不同性能原材料的选择更加多样化；制备形成的具有海-岛两相结构的材料相 较于单一相态结构的材料具有更为明显的共混改性效果。与传统单一交联材料 相比，本发明所述改性材料中辐照交联PE相在体系起到物理交联点作用，在熔 融温度下，该物理交联作用消失，因此本发明材料具有更好的热加工性能。

具体实施方式