1、第 51 卷，第 6 期2023 年 6 月工程塑料应用Vol.51，No.6Jun.2023ENGINEERING PLASTICS APPLICATION接枝弹性体增韧吹塑用PET材料的性能曹熹，廖秋慧，王子佳，何一博，程小莹，顾泽恩(上海工程技术大学材料科学与工程学院，上海 201600)摘要：为提高吹塑用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的冲击韧性，选用接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的聚烯烃弹性体(POE-g-GMA)与接枝马来酸酐的聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)对吹塑用PET材料进行共混改性，研究两种不同官能团的接枝弹性体添加量对吹塑用PET材料增韧效果及材料其它性能的影响。结果表明，两种接
2、枝弹性体的加入都能提高吹塑用PET材料的韧性，缺口冲击强度分别在POE-g-GMA质量分数为10%与POE-g-MAH质量分数为15%时达到最大，而后随着添加量的增加略有下降，扫描电子显微镜观察共混试样冲击断面微观形貌均表现明显的韧断特征；同时接枝弹性体的加入会导致材料拉伸强度降低，当接枝弹性体质量分数为5%和10%时，POE-g-MAH增韧的材料拉伸强度较低；差示扫描量热测试表明，两种接枝弹性体的添加使材料结晶性能提高，POE-g-GMA与POE-g-MAH质量分数分别为10%与15%时结晶性能最好，熔融温度最高，此时弹性体与PET相容性最好，间接证明了材料缺口冲击强度的变化；熔体流动速率测
3、试表明，随着两种接枝弹性体添加量的增加，材料的流动性呈下降趋势。综合改性材料的力学性能，同时考虑实际生产成本，确认利用POE-g-GMA对吹塑用PET材料的改性效果较好。关键词：聚对苯二甲酸乙二酯；改性；韧性；吹塑；接枝；弹性体中图分类号：TQ323.4+1 文献标识码：A 文章编号：1001-3539（2023）06-0135-06Properties of Grafted Elastomer Toughened PET Materials for Blow MoldingCao Xi，Liao Qiuhui，Wang Zijia，He Yibo，Cheng Xiaoying，Gu Zeen
4、(School of Materials Science and Engineering，Shanghai University of Engineering Science，Shanghai 201600，China)Abstract：To improve the impact toughness of polyethylene terephthalate(PET)for blow molding，a polyolefin elastomer grafted with glycidyl methacrylate(POE-g-GMA)and a polyolefin elastomer gra
5、fted with maleic anhydride(POE-g-MAH)were used to blend and modify the PET material for blow molding.The toughening effect of additions of two grafted elastomers with different functional groups on the PET material for blow molding and their impacts on material other properties were studied.The resu
6、lts show that the addition of both types of grafted elastomers can improve the toughness of PET materials for blow molding，the notched impact strength reaches the maximum at 10 wt%POE-g-GMA or 15 wt%POE-g-MAH，respectively，then，with the increase of the addition of the grafted elastomer，it slightly de
7、creases.Scanning electron microscopy observation shows that the micro morphology of the impact section of the blend sample shows obvious ductile fracture characteristics.At the same time，the elastomers decrease the tensile strength，when the mass fraction of the grafted elastomer is 5%and 10%，the ten
8、sile strength of POE-g-MAH toughened material is lower.Differential scanning calorimetry testing shows that the addition of two types of grafted elastomers improve the crystallization performance of the material，with the best crystallization performance and highest melting temperature at 10 wt%POE-g
9、-GMA or 15 wt%POE-g-MAH.At this time，the compatibility between the elastomer and PET is the best，indirectly proving the change in notched impact strength of the material.The melt flow rate test shows that the flowability of the material shows a decreasing trend with the increase of the addition of t
10、wo types of grafted elastomers.By comprehensively modifying the mechnical properties of the material and considering the actual production cost，it can be concluded that the modifying effect of PET material for blow molding is better using grafted elastomer POE-g-GMA.Keywords：polyethylene terephthala
11、te；modification；toughness；blow molding；grafting；elastomerdoi:10.3969/j.issn.1001-3539.2023.06.022通信作者：廖秋慧，副教授，主要研究方向为高分子材料加工与改性收稿日期：2023-03-15引用格式：曹熹，廖秋慧，王子佳，等.接枝弹性体增韧吹塑用PET材料的性能J.工程塑料应用，2023，51(6)：135140.Cao Xi，Liao Qiuhui，Wang Zijia，et al.Properties of grafted elastomer toughened PET materials for
12、 blow moldingJ.Engineering Plastics Application，2023，51(6)：135140.135工程塑料应用2023 年，第 51 卷，第 6 期聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是一种结晶型聚酯，它具有耐摩擦、绝缘性较好、化学稳定性好、强度高以及气体阻隔性较好等特点1-2。因此PET材料在各种工业产品生产中均有应用，其中以PET为原料利用吹塑工艺生产的包装容器等产品应用最为广泛3。但是在实际使用中发现，一些体积较大的包装容器在受到外力冲击时极易发生脆断，导致产品破裂，严重影响产品的使用性能及安全性。这是由于PET材料的分子链中存在刚性苯环，分子链运动困难，
13、使其强度较高但抗冲击性较差4-6。因此为了提高这部分产品的冲击性能，常利用弹性体对吹塑用的PET 材料进行增韧改性，以满足生产及使用要求7。利用熔融共混的方式对聚合物改性是较为经济且实用的方式8。影响聚合物共混改性的重要因素是材料之间的相容性，由于PET材料存在着极性基团使其极性较大，与其它高分子材料相容性较差，导致常用弹性体与PET材料较难相容9-13。因此笔者选用两种接枝改性后的乙烯-辛烯共聚物(POE)作为增韧剂，分别为接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的聚烯烃弹性体(POE-g-GMA)与接枝马来酸酐的聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)，采用熔融共混的方式对吹塑用PET材料进行改性。旨在研究两种
14、接枝弹性体对吹塑用PET材料的增韧效果以及对改性后共混材料性能的影响，并对这类材料在改性后的实际生产应用作出指导。1 实验部分1.1主要原料PET：BG85，中国石化仪征化纤有限责任公司；POE-g-MAH，POE-g-GMA：接枝率1%，东莞市弘泰高分子有限公司。1.2主要设备及仪器双螺杆挤出机：SHR-10型，武汉怡扬塑料机械有限公司；实验用标准注塑机：MF-250-P型，武汉怡扬塑料机械有限公司；万能材料试验机：BTI-FR型，德国Zwick-Roell公司；悬臂梁冲击试验机：XJD-5.5型，承德大华实验机器有限公司；差示扫描量热(DSC)仪：DSCPT-10 型，德国Linseis公
15、司；扫描电子显微镜(SEM)：S-3400N型，日本日立株式会社；鼓风式干燥箱：GDX200型，南京环科试验设备有限公司；熔体流动速率(MFR)测试仪：XRW-400A型，南京中航时代有限公司。1.3试样制备将PET颗粒在140 的干燥箱中干燥4 h，接枝弹性体POE-g-MAH与POE-g-GMA以60 的温度干燥 1 h；为了更直观地对比，分别将不同含量的POE-g-MAH与POE-g-GMA按照表1的质量分数在高速混合机中混合10 min保持混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，塑化均匀后挤出造粒。双螺杆挤出机各项工艺参数从一段到机头温度分别为 200，260，270，275，270，
16、275，270，260，264，270，螺杆转速为370 r/min。造粒完成后将不同添加比例的造粒料在100 条件下干燥2 h，随后注塑标准试样，其中注射压力为6.5 MPa，螺杆各段温度分别为275，270，260。1.4测试与表征拉伸强度测试：将干燥后的造粒料在注塑机中按照GB/T 1040.5-2008注塑成形标准试样，拉伸部分横截面积为4 mm10 mm，在万能材料试验机中以10 mm/min的拉伸速度进行试验，测试5次取其平均值；缺口冲击强度测试：将干燥后的造粒料在注塑机中按照GB/T 1843-2008注塑成标准试样，试样尺寸为80 mm10 mm4 mm，在悬臂梁冲击试验机上进行试验，测试10次取其平均值；SEM分析：取冲击断裂后的标准试样，对其断面进行喷金处理，在SEM下观察冲击断面的表面微观形貌；DSC分析：分别取10 mg左右共混造粒料，在氮气的氛围下进行DSC测试，在10/min的升温速 表1PET与不同接枝弹性体的质量分数%配方编号A0A1A2A3A4A5A6A7A8PET1009590858095908580POE-g-MAH051015200000POE-
