改性蒙脱土对PET吹塑瓶阻隔性的影响

2019-06-13 11:39:31 101
本文转载自网络,如有侵权,请联络删除:  插层阻隔性聚对苯二甲酸乙二酯(PET)因具有优良的综合性能,自20世纪80年代初起逐步成为世界包装工业中用量增长最快的树脂m.但PET对氧气、二氧化碳和一些有机溶剂的阻隔性一般,关于一些特殊包装物(如啤酒)来讲远远满足不了要求,限制了PET应用范围的进一步扩充。为了既能充分利用PET的劣势,又能处置阻隔性较差的问题,许多人致力于进步聚酯材料特别是PET的阻隔性技术和办法的钻研。目前采纳各种各样的办法来进步PET的阻隔性,如共混、外表涂覆高阻隔性材料、多层复合等,但采纳层状硅酸盐矿物复合来进步阻隔性的钻研报道还不多。笔者尝试用改性的便宜蒙脱土对PET停止熔体插层复合,进步PET吹塑瓶的阻隔性,并钻研了改性蒙脱土对吹塑瓶耐热性的影响。

  1实验部分1.1原料钠基蒙脱土(MMT):阳离子替换才干大于100mmol/100g,广东南海非金属矿产公司,用前在烘箱中105烘干至恒重;对氨基苯甲酸:剖析纯,常州新华活性材料钻研所;浓盐酸和无水乙醇:剖析纯,市售;PET切片:吹瓶级,广东佛山化纤实业开展公司;1.2制备过程)6-氨基己酸盐酸盐改性蒙脱土(MMT1)的制备在烧瓶中加人己内酰胺,再加人等摩尔量的浓盐酸和1%的有机锡催化剂,并加人15倍盐酸量的水,插上蛇形回流冷凝管,加热回流2h.冷却后加人适量的水稀释,制得6-氨基己酸盐酸盐。

  在2L不锈钢反馈釜中,加人适量的水,搅拌下加人充分枯燥后的MMT,加热至某适宜温度。在保温下高速搅拌分散2h,至MMT全副溶胀。在该温度下加人上述制备好的6-氨基己酸盐酸盐,恒温搅拌12h,冷却、出料。抽滤,用水洗至洗涤水用Ag-NO,水溶液测验不出氯离子为止。用无水乙醇充分洗涤,把滤在真空烘箱中烘干至恒重,研磨制得6-氨基己酸盐酸盐改性蒙脱土(MMT1)。

  对氨基苯甲酸盐酸盐改性蒙脱土(MMT2)的制备在烧瓶中加人对氨基苯甲酸,再参与等摩尔量的浓盐酸,并参与30倍盐酸量的水,插上蛇形回流冷凝管,加热回流0.5h.冷却后加水稀释,制得对氨基苯甲酸盐酸盐。参照MMT1的办法制备对氨基苯甲酸盐酸盐改性蒙脱土(MMT2)。

  按比例称取已充分枯燥的PET,在高速混合机中将PET与改性MMT及加工助剂混合平均。在030mm、长径比为45的双螺杆挤出机上熔融挤出,水冷牵引切粒。所得粒料经105X鼓风枯燥5h,再在100尤真空枯燥2h,备用。

  挤出机主机转速为80r/min,各区温度设置分*教育部骨干老师赞助方案项目用二步法注-拉-吹成型工艺停止PET瓶的制备。首先用东莞东华机械有限公司产TT1-956型注塑机注塑出型坯,然后在佛山伟力塑料机械有限公司消费的WL-AP03型PET拉伸中空吹瓶机上吹塑成瓶。

  1.3测试与表征X射线衍射:用日本理学DMAX/1A型X射线衍射仪间断记谱扫描,测试条件为:Cu靶,扫描速度12./1,衍射角范围2.矣2矣4……):用美国TAInstrument公司消费的TGA2052型热失重剖析仪测定,升温速度10T/min,空气氛围。

  红外光谱剖析:由德国BRUKER公司消费的VECTOR33型红外光谱仪测定,KBr压片。

  DSC剖析:将充分枯燥的PET/MMT1和PET/MMT2复合材料粒料在美国TAInstrucment公司的DSC2910型差示扫描量热仪上做DSC剖析,氛围,升温速度lOT/min,将试样从室温升温到280T,再等速降温到室温。

  透气性能的测试:将吹塑后的PET/改性MMT复合瓶的瓶壁按GB1038 -70剪裁成所需的试样,在Mocon-100型透气试验仪上测试试样的氧气透过系数。' 2结果与探讨2.1改性蒙脱土图。由能够看出,MMT、MMT1和MMT2的(!,衍射峰别离出如今衍射角如=7.70.、5 90.和5.68°的地位上,衍射角依次向小角方向挪动。

  不同MMT的X射线衍射图由于可用晶面间距00,表示MMT的层间距,因而可用Bragg方程WsiM算出各种MMT的硅酸盐片层之间的间隔。MMT、MMT1和MMT2的层间和1.5546nm.MMT1的层间距比MMT的层间距增大了0.3495mn,MMT2的层间距比MMT的层间距增大了0.4074nm,这阐明6-氨基己酸盐和对氨基苯甲酸盐确实插人到MMT的片层之间,MMT的片层间距增大,更有利于有机分子或聚合物分子插入到MMT的片层之间。

  能够看出,未改性MMT的TG曲线与改性MMT1和MMT2的TG曲线明显不同。在MMT的TG曲线中,在100之前呈现了MMT中的吸附水的挥发峰,然后直到400,MMT的TG曲线根本为一平台。但在MMT和MMT2的TG曲线中,除了在100之前的吸附水的挥发峰外,还别离在146和148处呈现了明显的热失重峰,热失重率别离为1.072%和0.9786%,这可能是6-氨基己酸盐和对氨基苯甲酸盐中的结晶水挥发的结果。这也间接阐明6-氨基己酸盐和对氨基苯甲酸盐已插层到MMT的硅酸盐片层之间。

  不同MMT的TG曲线从能够看出,MMT的红外吸收峰宽而强,在1273.25 ~1481.03cm1处呈现了一组红外吸收组合谱带,由拉扎雷夫(Lazarev)对其它层状硅酸盐在1200cm―处呈现的谱带剖析推知这些谱带可能是MMT层间强碱性的离子影响晶层中的不同MMT的红外谱图Si―0―Si等键的振动而引起的特征吸收组合谱带。

  由于6-氨基己酸盐和对氨基苯甲酸盐的大部分吸收峰与MMT的吸收峰重叠,被MMT宽而强的吸收峰所掩盖,所以差别不是特别明显,但它们与MMT的红外谱图存在显著的不同。首先是MMT在273.25~1481.03cm」处的特征红外吸收组合谱带在MMT1和MMT2谱图中都消失了,这可能是由于离子替换反馈后,铵离子取代钠离子,碱性大大减弱,因而招致强碱性离子与硅酸盐层状构造的典型红外吸收组合谱带消失。这进一步阐明了原MMT中的钠离子已被铵离子通过离子替换反馈替换出来,在MMT1和MMT2的谱图中,在2944rm―1和882rm1左右处均呈现了C一H的对称的和非对称的伸缩振动;在1112的谱图中,在834.9611|处呈现了对二取代苯环中C一H的面外弯曲振动吸收谱带u上述的MMT丨、MMT2与MMT的红外谱图的差别也进一步证明了6-氨基己酸盐和对氨基苯甲酸盐都通过离子替换反馈进人到MMT硅酸盐片层之间,替换出MMT中的层间阳离子Na+,且通过一NH/与MMT晶层结实联合:2.2改性MMT对PET性能的影响的影响PET的结晶性关于PET瓶的吹塑成型过程和吹塑后PET瓶的阻隔性等影响很大,在PET吹塑成型时,要先制成透明的非晶态型坯,然后停止拉伸和吹塑;假如PET的瓶坯产生晶相,则后面的拉伸吹塑成型非常艰难,而且影响制品的透明度及物理力学性能。因而要求在双向拉伸前,聚合物中不含有晶相,保障PET的无定形。这就要求型坯能在加热较长工夫内不产生结晶雾度,结晶速度要慢。但是另一方面,为了进步PET吹塑瓶的阻隔性,则希望PET在拉伸取向时能产生大量细小的晶粒,进步结晶度,从而降低气体的透过系数,进步阻隔性,这要求PET的结晶速度要快。由此可见,就结晶速度而言,进步PET吹塑瓶的透明性和阻隔性存在着互相矛盾的中央,降低结晶速度,对进步透明性有利;进步结晶速度,对进步阻隔性有利由表1能够看出,改性MMT加人到PET以后,PET的玻璃化转变温度(7;)显著进步,也就是PET瓶的热变形温度显著进步,对热罐装非常有利,这可能是由于改性MMT片层妨碍了PET链段的热运动所表1PET和不同PET/MMT体系的DSC曲线数据试样致c加人改性MMT后,PET的熔点(7;)回升了约5T,不同品种的改性MMT及其不同质量分数对熔点的影响差别不大;熔融结晶温度7进步,不同品种的改性MMT的影响差别也不大,但改性MMT的质量分数对7V有影响,随着改性MMT的质量分数增加,7V升高;过冷程度7Vn-7V随着改性MMT的参与而减小,而且改性MMT的含量越高,减小的幅度越大这阐明改性MMT的加人使PET的结晶速率加快,熔点进步,结晶更完善,这关于成型PET瓶的透明性来讲是不利的,但有利于阻隔性的进步。

  气体透过聚合物是一种单分子扩散过程,这一过程包括气体先溶解于聚合物中,继而在聚合物中向低浓度处扩散,最后在聚合物的另一面蒸发。因而气体分子在聚合物中的浸透性依赖于它们在聚合物中的溶解度和扩散率由可知,某一给定气体在不同聚合物中溶解度差别不大,但某一给定气体在不同聚合物中的扩散率差别很大。因而进步聚合物对气体阻隔性的有效途径便是增加气体通过时的途径的长度,即增加气体分子扩散途径的挫折程度,降低扩散率为气体穿透纯聚合物和聚合物/MMT复合材料的路g示用意由能够看出,没有加人MMT时,气体通过聚合物途径的挫折程度很小,加人MMT后,由于MMT片层的高阻隔作用,气体要绕过MMT片层停止扩散,因而气体通,过途径聚合物使气体扩散途径的挫折程度进步,扩散率减小,浸透系数降低,使聚合物的阻隔性进步。

  表2给出了不同PET/改性MMT复合吹塑瓶的氧气透过系数。由表2能够看出,改性MMT的参与,确实使PET/MMT复合瓶的阻隔性进步。这归因于以下几方面的起因:一是MMT的加人使气体通过时的挫折途径增大,从而使透过系数减小,阻隔性增加;二是MMT的参与使PET的结晶速率提篼,在拉伸取向时,有可能产生大量的诱导取向结晶,使结晶度进步,从而进步阻隔性;三是部分PET插层进人MMT的片层之间,气体难于在这些PET之中穿过,增加了高阻隔性成分,也可使阻隔性进步。但是,所得的PET/改性MMT复合材料吹塑瓶的透明性不是很高,且带浅灰色,有待进一步改进。

  表2不同PET/MMT复合材料的氧气透过系数试样2透过系数(cm3 3结论通过离子替换反馈,用对氨基苯甲酸盐酸盐和6-氨基己酸盐酸盐有机化改性MMT,使MMT001晶面的晶面间距从1.1472mn别离增加到少量有机改性MMT的参与能够使PET的玻璃化转变温度、结晶温度和熔点都提焉,而过冷程度随着MMT的加人而减小。

  对氧气的阻隔性进步。

重庆君正新型复合材料有限公司为您提供管道封堵气囊气囊内模芯模气囊式千斤顶储存气体气囊船用下水气囊支架式水池背负式水袋森林消防水池软体储运水袋软体储运油囊试压吊重水袋集装箱液袋,沙石转运储存袋 ,金属转运储存袋,粉尘转运储存袋,复合材料系列,橡胶复合材料,PVC复合材料,TPU复合材料,EVA复合材料,PE膜复合材料等产品 本文转载自网络,如有侵权,请联络删除。
02360776666 18696608888

工作时间: 周一9:00~周五18:00

在线留言
电话咨询
产品展示
联系方式
QQ客服