[发明专利]一种高强聚苯硫醚泡沫及其制备成型方法

说明书

本发明公开一种高强聚苯硫醚(PPS)泡沫及其制备成型方法，其特点是首先采用耐高温、高熔体粘度聚苯醚(PPO)提升PPS粘弹性，基于柔韧性优异的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)，制备官能化HIPS增容剂，以增强PPS/PPO共混体系各组分间界面键合作用、相容性及分子的柔顺性，从而提升PPS体系拉伸取向程度及微孔发泡能力；进一步建立固相口模拉伸取向‑超临界CO₂微孔发泡技术，实现PPS分子沿拉伸方向有序排列，形成高度取向结晶结构，并在发泡过程中保持其较高取向程度，从而构建高度取向PPS基微孔泡沫，大幅提升其力学强度，在国防军工、航空航天等领域具有较好应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高强聚苯硫醚泡沫及其制备成型方法，属于聚合物加工领域。

背景技术

聚合物泡沫材料具有质轻、高比强度/比刚度、优异的能量吸收特性及隔热、吸声特性等而应用广泛，当用于国防军工、航空航天等领域时，对其耐热性、力学性能等提出了更高要求。聚苯硫醚(PPS)作为耐高温热塑性结晶型特种工程塑料是热塑性塑料中热稳定性最高的树脂之一，具有较高的力学强度和模量，优良的阻燃性、耐腐蚀性、电绝缘性等，广泛用于电子电器、石油化工、汽车、精密机械、航空航天和国防等领域。针对PPS泡沫材料的研究报道较少：杨杰等，塑料工业，2012，40(2)：31，采用sc-CO₂间歇发泡法成功制备了PPS泡沫材料，发现在CO₂浸泡过程中PPS发生了压力诱导结晶，在温度为80℃、压力为20MPa时，在CO₂中浸泡2h的PPS试样可以发泡，而延长浸泡时间至4h和8h的试样则由于结晶度较高而不能发泡；李静莉等，中国塑料，2012，26(9)：72，以超临界氮气(sc-N₂)为发泡剂、采用注射成型法制备了微孔化PPS泡沫塑料，表明随sc-N₂含量增大，泡孔密度上升，随模具流道的延长及熔胶量位置降低，泡孔孔径增大，泡孔密度降低，力学性能及介电常数也相应降低。然而常规的发泡方法对PPS泡沫结构均匀性与力学性能提升十分有限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高强聚苯硫醚泡沫及其制备成型方法，其特点是首先采用耐高温、高熔体粘度聚苯醚(PPO)提升PPS粘弹性，基于柔韧性优异的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)，制备官能化HIPS增容剂，以增强PPS/PPO共混体系各组分间界面键合作用、相容性及分子的柔顺性，从而提升PPS体系拉伸取向程度及微孔发泡能力；进一步建立固相口模拉伸取向-超临界CO₂微孔发泡技术，实现PPS分子沿拉伸方向有序排列，形成高度取向结晶结构，并在发泡过程中保持其较高取向程度，从而构建高度取向PPS基微孔泡沫，大幅提升其力学强度。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料分数除特殊说明外，均为重量份数。

一种高强聚苯硫醚泡沫及其制备成型方法包括以下步骤：

·PPS/PPO增容共混物制备

将1～30份HIPS、0.01～3份抗氧剂、0.01～2份引发剂、0.5～5份活性单体加入密炼机中，于160～200℃下反应5～30min，得到官能化HIPS增容剂；

将100份PPS、5-50份PPO、1～30份官能化HIPS及0.1-5份抗氧剂加入双螺杆挤出机中熔融挤出，加工温度为260～330℃，螺杆转速为60-200rpm；进一步将PPS/PPO增容共混物进行压制成型，制成尺寸为120×120×2mm³的样片，压制温度为290-330℃，压制压力为10-50MPa，压制时间为5-30min；