低含量界面相誘導(dǎo)形成三相共連續(xù)三元共混物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬高分子材料加工共混領(lǐng)域，特別是設(shè)及低含量界面相誘導(dǎo)形成=相共連 續(xù)=元共混物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物材料的高性能化是聚合物科學(xué)與工程領(lǐng)域長期W來關(guān)注的熱點。由于航空 航天、電子信息、汽車工業(yè)、家用電器等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。對聚合物材料的機械性能、抗靜 電、耐久性、導(dǎo)磁W及多功能化的要求越來越高。顯然單一的聚合物很難達到該些高性能化 的要求。相比之下，利用現(xiàn)有的聚合物材料進行共混改性來制備高性能材料，不僅簡潔有 效，而且也相當(dāng)經(jīng)濟實惠。
[0003]眾所周知，聚合物材料的最終性能不僅與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，在更大程度上依賴于 其內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)。因此如何調(diào)控聚合物材料的微觀形態(tài)和演變規(guī)律已經(jīng)成為了聚合物材 料科學(xué)領(lǐng)域的一個重要研究方向。聚合物多相共混物的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)及到不同相界面問題W 及聚集狀態(tài)。如簡單的海-島結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的臘腸狀結(jié)構(gòu)W及共連續(xù)結(jié)構(gòu)等。
[0004] 而兩相共連續(xù)結(jié)構(gòu)由于其多重界面的連續(xù)分布成為了目前進行功能化改性的重 點研究方向。但是由于聚合物材料之間本身性質(zhì)差異較大，熱力學(xué)大多是不相容的，該也導(dǎo) 致了兩相共混物其形態(tài)結(jié)構(gòu)達到共連續(xù)時，所需要的最低組分含量至少都在30vol % W上， 含量的增多進一步導(dǎo)致相尺寸增大，結(jié)構(gòu)不均一性增加，性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種低含量界面相誘導(dǎo)形成=相共連續(xù)=元共混物及其制 備方法，該方法操作簡單，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)可W作為潛在的低渝滲導(dǎo)電復(fù) 合材料基板進行功能化設(shè)計。
[0006] 本發(fā)明是該樣實現(xiàn)的：
[0007] -種低含量界面相誘導(dǎo)形成=相共連續(xù)=元共混物，所述共混物是由40vol %~ 45vol %的聚偏氣己締，40vol %~55vol %的高密度聚己締和聚苯己締經(jīng)烙融共混制備得 到，其中界面相聚苯己締的用量不超過20vol% (即0 <聚苯己締的用量《20vol% )。
[0008] 所述的低含量界面相誘導(dǎo)形成=相共連續(xù)=元共混物，聚偏氣己締：聚苯己締： 高密度聚己締的體積比為44 : 7 : 52、44 : 12 : 44、44 : 15 : 41之一。
[0009] 所述的低含量界面相誘導(dǎo)形成=相共連續(xù)=元共混物的制備方法，包括W下步 驟：
[0010] (1)先將預(yù)先在80°c烘箱中干燥2化的聚偏氣己締和高密度聚己締按體積比組 成混合物，通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙融該混合物，加工溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為l(K)r/min，混合時間 3min;
[0011] (2)將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的聚苯己締按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn) 矩流變儀中，和其中的混合物繼續(xù)烙融再混合8min，W得到S相共連續(xù)PVDF/PS/皿PE共混 物。
[0012] 所述的制備方法，所述聚偏氣己締的重均分子量為20萬~40萬，高密度聚己締的 重均分子量為30萬~40萬，聚苯己締的重均分子量為20萬~60萬。
[0013] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點：
[0014] (1)本發(fā)明所采用的聚合物簡單易得，結(jié)構(gòu)形成效果顯著，加工過程操作簡單；
[0015] (2)相比二元共連續(xù)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可W在很低的界面相含量下，形成較完善的=相 連續(xù)結(jié)構(gòu)，而且相尺寸調(diào)控簡便，功能化應(yīng)用前景廣闊。
[0016] (3)本發(fā)明首先通過結(jié)合S相聚合物來制備低含量界面相的S相共連續(xù)PVDF/ PS/皿PE S元共混物。結(jié)果表明相比二元共混物PVDF/PS的連續(xù)相形成最低需要43vol %的 PS，S元共混物在PS含量低至12vol %時就可W形成完善的連續(xù)分布，其連續(xù)度達到80 %。 該樣的=連續(xù)結(jié)構(gòu)可W作為潛在的低渝滲導(dǎo)電復(fù)合材料基板進行功能化設(shè)計。
【附圖說明】
[0017] 圖1為PVDF/PS/皿陽、PVDF/PS和皿陽/PS共混物中PS相連續(xù)度曲線；
[0018] 圖2為實施例3中PVDF/PS/皿陽S元共混物的脆斷面掃描電鏡（SEM)圖。
【具體實施方式】
[0019] W下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0020] 實施例1
[0021] (1)先將預(yù)先在80 °C烘箱中干燥2化的聚偏氣己締PVDF和高密度聚己締 皿陽(PVDF和皿陽均經(jīng)過80°C烘箱干燥，下同）按體積比組成混合物，通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙 融該混合物，加工溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為10化/min,混合時間3min;
[002引 似將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的聚苯己締PS按體積比加入到步驟（1)中的 轉(zhuǎn)矩流變儀，和其中的混合物繼續(xù)烙融再混合8min，W得到S相共連續(xù)PVDF/PS/皿PE共混 物。控制PVDF : PS :皿陽的體積比為44 : 7 : 52;
[002引 做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[0024]實施例2
[00巧](1)先將預(yù)先在80°c烘箱中干燥2化的PVDF和皿陽按體積比組成，通過轉(zhuǎn)矩流 變儀烙融，加工溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為10化/min,混合時間3min;
[0026] (2)將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流變 儀，烙融再混合8min，W得到S相共連續(xù)PVDF/PS/皿陽共混物?？刂芇VDF : PS :皿陽的 體積比為44 : 12 : 44;
[0027] 做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[002引實施例3
[0029] (1)先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PVDF和皿陽按體積比組成，通過轉(zhuǎn)矩流 變儀烙融，加工溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為10化/min,混合時間3min;
[0030] (2)將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流變 儀，烙融再混合8min，W得到S相共連續(xù)PVDF/PS/皿陽共混物?？刂芇VDF : PS :皿陽的 體積比為44 : 15 : 41 ;
[003。做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[00礎(chǔ)對比例1
[0033] (1)先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PVDF通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙融，加工溫度為 200°C，轉(zhuǎn)速為lOOr/min，混合時間3min;
[0034] 0)將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流 變儀，烙融再混合8min，W得到兩相共連續(xù)PVDF/PS共混物?？刂芇VDF : PS的體積比為 93 ： 7 ；
[003引做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[003引對比例2
[0037] (1)先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PVDF通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙融，加工溫度為 200°C，轉(zhuǎn)速為lOOr/min，混合時間3min;
[0038] 似將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流 變儀，烙融再混合8min，W得到兩相共連續(xù)PVDF/PS共混物?？刂芇VDF : PS的體積比為 88 ： 12 ；
[003引做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[0040] 對比例3
[0041] (1)先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PVDF通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙融，加工溫度為 200°C，轉(zhuǎn)速為lOOr/min，混合時間3min;
[004引似將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流 變儀，烙融再混合8min，W得到兩相共連續(xù)PVDF/PS共混物。控制PVDF : PS的體積比為 50 ： 50 ；
[004引做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[0044] 對比例4
[0045] (1)先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的皿陽通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙融，加工溫度為 200°C，轉(zhuǎn)速為lOOr/min，混合時間3min;
[004引似將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流 變儀，烙融再混合8min，W得到兩相共連續(xù)皿PE/PS共混物。控制皿PE : PS的體積比為 93 ： 7 ；
[0047] 做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[0048] 對比例5
[0049] (1)先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的皿陽通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙融，加工溫度為 200°C，轉(zhuǎn)速為lOOr/min，混合時間3min;
[0050] 0)將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流 變儀，烙融再混合8min，W得到兩相共連續(xù)皿PE/PS共混物?？刂泼驪E : PS的體積比為 88 ： 12 ；
[005。做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[0052] 對比例6
[0053] (1)先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的皿陽通過轉(zhuǎn)矩流變儀烙融，加工溫度為 200°C，轉(zhuǎn)速為lOOr/min，混合時間3min ;
[0054] 0)將預(yù)先在80°C烘箱中干燥2化的PS按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流 變儀，烙融再混合8min，W得到兩相共連續(xù)皿PE/PS共混物。控制皿PE : PS的體積比為 50 ： 50 ；
[005引 做將步驟似中得到的共混物干燥后壓制成型。
[005引所得實施例和對比例樣品，采用二甲苯對樣品中的PS相進行選擇性溶解，記錄得 到PS相連續(xù)度數(shù)值，其相關(guān)結(jié)果見表1。
[0057] 表1實施例1~3及對比例1~6中由選擇性溶解得到的PS相連續(xù)度
[0058]
【主權(quán)項】
1. 一種低含量界面相誘導(dǎo)形成三相共連續(xù)三元共混物，其特征在于，所述共混物是由 40vol%~45vol%的聚偏氟乙稀，40vol %~55vol%的高密度聚乙稀和聚苯乙稀經(jīng)恪融 共混制備得到，其中界面相聚苯乙烯的用量不超過20vo 1%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低含量界面相誘導(dǎo)形成三相共連續(xù)三元共混物，其特征 在于，聚偏氟乙烯：聚苯乙烯：高密度聚乙烯的體積比為44 :7: 52、44 :12: 44、 44 :15 : 41之一。
3. 權(quán)利要求1或2所述的低含量界面相誘導(dǎo)形成三相共連續(xù)三元共混物的制備方法， 其特征在于，包括以下步驟： (1) 先將預(yù)先在80°C烘箱中干燥24h的聚偏氟乙烯和高密度聚乙烯按體積比組成混合 物，通過轉(zhuǎn)矩流變儀熔融該混合物，加工溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為100r/min，混合時間3min; (2) 將預(yù)先在80°C烘箱中干燥24h的聚苯乙烯按體積比加入到步驟（1)中的轉(zhuǎn)矩流變 儀中，和其中的混合物繼續(xù)熔融再混合8min，以得到三相共連續(xù)PVDF/PS/HDPE共混物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述聚偏氟乙烯的重均分子量為20 萬~40萬，高密度聚乙烯的重均分子量為30萬~40萬，聚苯乙烯的重均分子量為20萬~ 60萬。
【專利摘要】本發(fā)明公開了低含量界面相誘導(dǎo)形成三相共連續(xù)三元共混物及其制備方法，所述共混物是由40vol％～45vol％的聚偏氟乙烯，40vol％～55vol％的高密度聚乙烯和聚苯乙烯經(jīng)熔融共混制備得到，其中界面相聚苯乙烯的用量不超過20vol％。本發(fā)明還提供了所述低含量界面相誘導(dǎo)形成三相共連續(xù)三元共混物的制備方法。本發(fā)明加工過程操作簡單、成本低廉。相比二元聚偏氟乙烯/聚苯乙烯共混物，本發(fā)明所述三元共混物能夠在聚苯乙烯含量很低的情況下形成連續(xù)相結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)拓寬了共混物在低含量下的連續(xù)相結(jié)構(gòu)應(yīng)用以及其潛在的功能化結(jié)構(gòu)設(shè)計。
【IPC分類】C08L25-06, C08L23-06, C08L27-16
【公開號】CN104725750
【申請?zhí)枴緾N201510144608
【發(fā)明人】尹波, 竇睿, 邵艷, 李雙林, 楊鳴波
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月31日