專利名稱：一種改善聚乙烯熔體流動性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料性能的方法，特別是涉及一種改善聚乙烯熔體流動性的方法。
背景技術(shù)：
聚乙烯(PE)樹脂是一類由多種工藝方法生產(chǎn)的、具有多種結(jié)構(gòu)和特性的大宗系列品種，是以乙烯為主要組分的熱塑性樹脂，而且一直是世界需求量最大的通用塑料。聚乙烯主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的產(chǎn)品，其特點是價格便宜、物化性能優(yōu)異、成型加工簡易，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及包裝等領(lǐng)域，在塑料工業(yè)中占有舉足輕重的地位。聚乙烯作為高分子材料，其基本特征是結(jié)構(gòu)的多層次性，可以從原本認(rèn)為結(jié)構(gòu)簡單的聚乙烯，衍生出種類繁多、性能各異的品種，即通過化學(xué)的、物理的和物理化學(xué)的一種或幾種手段進(jìn)行改性。
聚乙烯具有良好的耐化學(xué)介質(zhì)性、韌性、可撓性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能等，因此聚乙烯很快成為塑料管的主要材料之一，并且在塑料管中占有的份額越來越大，尤其是給水和燃?xì)廨斔陀酶呙芏染垡蚁?HDPE)管材管件發(fā)展很快，并不斷研究和改進(jìn)管材級HDPE的生產(chǎn)工藝，在材料性能上取得了重大的進(jìn)步，提高了聚乙烯管的競爭優(yōu)勢，擴(kuò)大了HDPE管的應(yīng)用領(lǐng)域。但管材料聚乙烯熔體流動性較差，給注塑成型加工帶來一定的困難。
近些年以來，由于超支化大分子獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使得超支化大分子的合成與應(yīng)用在世界范圍內(nèi)受到越來越多的關(guān)注。與線性大分子相比較，超支化大分子具有內(nèi)部多孔的三維結(jié)構(gòu)，表面富集大量的端基，使得支化大分子具有較佳的反應(yīng)活性。其獨(dú)特的分子內(nèi)部的納米微孔可以螯合離子，吸附小分子，或者作為小分子反應(yīng)的催化活性點；由于具有較高支化的結(jié)構(gòu)，超支化聚合物難以結(jié)晶；與相同分子量的線性分子相比，超支化分子結(jié)構(gòu)緊湊(較低的均方回轉(zhuǎn)半徑和流體力學(xué)半徑)，熔融態(tài)粘度較低；并且分子外圍的大量末端基團(tuán)可以通過端基改性以獲得所需的性能。此外超支化大分子的合成采用一鍋法，合成方法簡單，無需煩瑣耗時的純化與分離過程，大大降低了成本。因此超支化聚合物獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和簡單的合成方法使其在許多領(lǐng)域中均有著廣泛的應(yīng)用。
Y.Hong；S.J.Coombs；J.J.Cooper-White；M.E.Mackay；C.J.Hawker；E.Malmstrm；N.Rehnberg Polymer，2000，41，7705-7713報道了采用超支化大分子作為低密度聚乙烯LLDPE的加工助劑，發(fā)現(xiàn)由于共混后粘度降低，使得擠出所需功率大大降低，且熔體破裂和鯊魚皮現(xiàn)象大大減少。通過X-ray光電子能譜和TEM發(fā)現(xiàn)超支化聚合物優(yōu)先在LLDPE薄膜表面富集?？梢酝茰y由于超支化大分子在聚合物與模壁界面起潤滑作用，使得僅加入5×10-4的超支化大分子就可以明顯改善LLDPE的加工性。但是這種超支化聚合物降低了LLDPE的力學(xué)性能，而本發(fā)明中的超支化聚合物在改善聚乙烯流動性的同時，還提高了其力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改善聚乙烯熔體流動性的方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足或缺陷，滿足生產(chǎn)和生活的需要。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是1、一種改善聚乙烯熔體流動性的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將重量比為1∶1.5～10000的超支化聚合物和聚乙烯于90～250℃下在雙螺桿擠出機(jī)中共混，時間為1～20分鐘，得到具有高流動性的聚乙烯母粒；所述的超支化聚合物的結(jié)構(gòu)式為 (2)將步驟(1)制備的聚乙烯母粒與聚乙烯混合后進(jìn)行注塑成型加工，注塑加工溫度范圍在135～250℃，注射時間為0～20秒，其中，聚乙烯母粒的重量為聚乙烯重量的1-100％。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述的聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線形密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的一種或幾種。所述的超支化聚合物與聚乙烯的重量比為1∶20～100。
所述的在雙螺桿擠出機(jī)中的共混時間為3～10分鐘。
所述的注塑加工溫度為160～200℃，注射時間為2～8秒。
本發(fā)明的有益效果工藝簡單、可降低能耗、降低生產(chǎn)成本、可大規(guī)模生產(chǎn)等。


圖1高密度聚乙烯/超支化聚合物薄膜經(jīng)四氫呋喃刻蝕后SEM照片圖2不同超支化聚合物含量的高密度聚乙烯在210℃下的流變曲線具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
實施例1將超支化聚合物與高密度聚乙烯管道料(密度為0.949g/cm3)以不同重量比混合后，加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行共混、擠出后于冷水中冷卻、切粒。雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度設(shè)置如下90℃(加料口)-240℃(雙螺桿一區(qū))-250℃(雙螺桿二區(qū))-240℃(機(jī)頭)。
實施例2按照實例1所述方法制備高密度聚乙烯/超支化聚合物共混粒子，其中超支化聚合物與高密度聚乙烯重量比為1∶500，隨機(jī)選取并在熱臺上壓成薄膜。然后將該薄膜置于四氫呋喃中，將超支化聚合物溶解刻蝕掉。通過掃描電鏡觀察超支化聚合物在高密度聚乙烯基體中的分散情況?？梢园l(fā)現(xiàn)超支化聚合物在高密度聚乙烯基體中分散是比較均勻的。圖1為高密度聚乙烯/超支化聚合物薄膜經(jīng)四氫呋喃刻蝕后SEM照片。
實施例3按實例1所述方法制備具有不同超支化聚合物含量的高密度聚乙烯/超支化聚合物共混切片，采用熔融指數(shù)儀測定的熔體流動指數(shù)如表1所示表1加入超支化聚合物前后高密度聚乙烯的熔體流動指數(shù)


實施例4按實例1所述方法制備超支化聚合物含量為1wt％的高密度聚乙烯/超支化聚合物共混切片，將其作為母粒與高密度聚乙烯混合后進(jìn)行注塑加工，注塑機(jī)各區(qū)溫度如表2所示表2注塑機(jī)各區(qū)的溫度

實施例5按實例1所述方法制備超支化聚合物含量為1wt％的高密度聚乙烯/超支化聚合物共混切片，將其作為母粒與高密度聚乙烯混合后進(jìn)行注塑加工成測試樣條，力學(xué)性能測試結(jié)果如表3所示
表3高密度聚乙烯/超支化聚合物注塑樣條的力學(xué)性能

實施例6按實例1所述方法制備的超支化聚合物含量分別為0、0.03、0.09、0.18wt％的高密度聚乙烯/超支化聚合物共混切片，利用旋轉(zhuǎn)流變儀在210℃的條件下進(jìn)行動態(tài)流變測試。圖2為不同超支化聚合物含量的高密度聚乙烯的流變曲線?？梢园l(fā)現(xiàn)超支化聚合物的加入可降低高密度聚乙烯的粘度，且隨著超支化聚合物含量的增大，高密度聚乙烯的粘度越小。
權(quán)利要求
1.一種改善聚乙烯熔體流動性的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將重量比為1∶1.5～10000的超支化聚合物和聚乙烯于90～250℃下在雙螺桿擠出機(jī)中共混，時間為1～20分鐘，得到具有高流動性的聚乙烯母粒；所述的超支化聚合物的結(jié)構(gòu)式為 (2)將步驟(1)制備的聚乙烯母粒與聚乙烯混合后進(jìn)行注塑成型加工，注塑加工溫度范圍在135～250℃，注射時間為0～20秒，其中，聚乙烯母粒的重量為聚乙烯重量的1-100％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線形密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的超支化聚合物與聚乙烯的重量比為1∶20～100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在雙螺桿擠出機(jī)中的共混時間為3～10分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的注塑加工溫度為160～200℃，注射時間為2～8秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善聚乙烯熔體流動性的方法，包括如下步驟將重量比為1∶1.5～10000的超支化聚合物和聚乙烯于90～250℃下在雙螺桿擠出機(jī)中共混，時間為1～20分鐘，得到具有高流動性的聚乙烯母粒；將制備的聚乙烯母粒與聚乙烯混合后進(jìn)行注塑成型加工，注塑加工溫度范圍在135～250℃，注射時間為0～20秒，其中，聚乙烯母粒的重量為聚乙烯重量的1－100％。本發(fā)明的有益效果工藝簡單、可降低能耗、降低生產(chǎn)成本、可大規(guī)模生產(chǎn)等。
文檔編號B29C45/76GK1919913SQ20061011607
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者余木火, 張 雄, 韓克清, 占珊, 滕翠青, 袁象愷 申請人:東華大學(xué)