CN105713345A - 一种提高pps/peek复合材料相容性的方法 - Google Patents

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穆兴文
宋阳
马俊杰
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Abstract

本发明涉及一种提高PPS/PEEK复合材料相容性的方法。首先，将PP与PEEK粉末按1:3～3:1混合后，经微波辐射改性制得PPS/PEEK互穿网络聚合物。辐射频率为0.5～5GHZ，辐射剂量为0.1～2mW/cm2，辐射时间为1～240S。PPS/PEEK复合材料制备方法如下：将PEEK、PPS、PPS/PEEK互穿网络聚合物干燥后按配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。经风冷、造粒、包装后得到PPS/PEEK复合材料。

Description

一种提高PPS/PEEK复合材料相容性的方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种提高PPS/PEEK复合材料相容性的方法。
背景技术
聚苯硫醚，又名聚亚苯基硫醚，英文名PolyphenyleneSulfide，简称PPS，是一种具有优良性能的特种工程塑料。聚苯硫醚中硫原子与苯环交互整齐排列的构造，赋予分子高度稳定的化学键特性，并易于堆积成热稳定性较高的结晶格子。因此材料具有优异的力学性能，以及耐热、耐化学溶剂，易于加工，尺寸稳定。但某些性能还存在欠缺，例如其性脆，尚有待于改善。目前，为提高PPS的综合性能，与其它树脂共混改性制备高性能合金将是今后的发展方向。
聚醚醚酮(PEEK)是一种性能类似于PPS的高性能结晶性热塑性树脂，PEEK对温度变化不敏感，使其加工条件非常苛刻，制品性能不稳定。通过将PPS与PEEK共混可以提高PEEK的流动性,改善加工条件，降低成本并提高PPS的韧性，从而开发一种能综合PPS和PEEK优点的新型高性能高分子材料。但是，PPS和PEEK两者为热力学不相容体系,简单的物理共混不能使两者完全互溶。
微波辐射技术是近年来一种新型的改性技术，该技术具有处理剂量可控、处理时间短、处理效率高等优点。微波辐射在适当的条件下，可以引发自由基反应，使PPS树脂与PEEK树脂在两者界面形成PPS/PEEK互穿聚合物网络结构。PPS/PEEK互穿网络聚合物的加入，不但可以改善了PPS、PEEK两者的相容性，还可以提高复合材料的物理化学性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种提高PPS/PEEK复合材料相容性的方法。
本发明的技术方案由以下步骤组成：
步骤一，PPS、PEEK粉末按1:3～3:1比例混合，混合后经微波辐射改性制得PPS/PEEK互穿网络聚合物，辐射频率为0.5～5GHZ，辐射剂量为0.1～2mW/cm2，辐射时间为1～240S。
步骤二，按质量记，称取以下各组分：包括PEEK100份，PPS5～30份，PPS/PEEK互穿网络聚合物1～10份。将PEEK、PPS和PPS/PEEK互穿网络聚合物按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出工艺为一区260～270℃、二区330～370℃、三区330～370℃、四区350～390℃、五区350～390℃、六区330～370℃、七区350～390℃、八区350～390℃、九区330～370℃、十区330～370℃；主机转速为400～600rpm；主喂料喂料转数为20～30rpm。经风冷、造粒、包装后得到PPS/PEEK复合材料。
本发明的有益效果是：与现有的改性技术相比，本发明提供的一种提高PEEK/PPS复合材料相容性的方法。具有处理剂量可控、处理时间短、处理效率高等优点，PPS/PEEK互穿网络聚合物的加入，不但可以改善了PPS、PEEK两者的相容性，还可以提高复合材料的物理化学性能。从而大大拓宽了聚醚醚酮的应用领域。
具体实施例：
实施例一
首先，将PPS与PEEK粉末按1:3比例混合，混合物置于微波辐射装置中心，辐射频率0.5GHz，辐射剂量0.1mW/cm2，辐射时间1S；得到PPS/PEEK互穿网络聚合物。
按质量记，称取以下各组分：包括PEEK100份，PPS5份，PPS/PEEK互穿网络聚合物1份。将PEEK、PPS和PPS/PEEK互穿网络聚合物按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出工艺为一区260℃、二区330℃、三区330℃、四区350℃、五区350℃、六区330℃、七区350℃、八区350℃、九区330℃、十区330℃；主机转速为400rpm；主喂料喂料转数为20rpm。经风冷、造粒、包装后得到PPS/PEEK复合材料。
实施例二
首先，将PPS与PEEK粉末按1:1比例混合，混合物置于微波辐射装置中心，辐射频率1GHz，辐射剂量0.5mW/cm2，辐射时间60S；得到PPS/PEEK互穿网络聚合物。
按质量记，称取以下各组分：包括PEEK100份，PPS10份，PPS/PEEK互穿网络聚合物2份。将PEEK、PPS和PPS/PEEK互穿网络聚合物按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出工艺为一区270℃、二区340℃、三区340℃、四区360℃、五区360℃、六区340℃、七区360℃、八区360℃、九区340℃、十区340℃；主机转速为500rpm；主喂料喂料转数为25rpm。经风冷、造粒、包装后得到PPS/PEEK复合材料。
实施例三
首先，将PPS与PEEK粉末按2:1比例混合，混合物置于微波辐射装置中心，辐射频率3GHz，辐射剂量1mW/cm2，辐射时间120S；得到PPS/PEEK互穿网络聚合物。
按质量记，称取以下各组分：包括PEEK100份，PPS20份，PPS/PEEK互穿网络聚合物5份。将PEEK、PPS和PPS/PEEK互穿网络聚合物按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出工艺为一区270℃、二区370℃、三区370℃、四区390℃、五区390℃、六区370℃、七区390℃、八区390℃、九区370℃、十区370℃；主机转速为600rpm；主喂料喂料转数为30rpm。经风冷、造粒、包装后得到PPS/PEEK复合材料。
实施例四
首先，将PPS与PEEK粉末按3:1比例混合，混合物置于微波辐射装置中心，辐射频率5GHz，辐射剂量2mW/cm2，辐射时间240S；得到PPS/PEEK互穿网络聚合物。
按质量记，称取以下各组分：包括PEEK100份，PPS30份，PPS/PEEK互穿网络聚合物10份。将PEEK、PPS和PPS/PEEK互穿网络聚合物按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出工艺为一区270℃、二区370℃、三区370℃、四区390℃、五区390℃、六区370℃、七区390℃、八区390℃、九区370℃、十区370℃；主机转速为600rpm；主喂料喂料转数为30rpm。经风冷、造粒、包装后得到PPS/PEEK复合材料。
实施例一至实施例四检测结果列于表1（参比例为未加入PPS/PEEK互穿网络聚合物的PPS/PEEK材料性能）：
表1
检测项目 单位 检测标准 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四 参比例
简支梁无缺口冲击强度 KJ/m2 ISO 179 不断裂 不断裂 不断裂 不断裂 不断裂
拉伸强度 MPa ISO 527 145.5 131.7 115.0 100.9 93.6
弯曲强度 MPa ISO 178 221.2 214.1 195.6 180.4 175.2
弯曲模量 MPa ISO 178 5300 4500 4200 3700 3500

Claims (3)

1.一种提高PPS/PEEK复合材料相容性的方法，其特征在于：PPS和PEEK粉末按1:3～3:1混合后，经微波辐射改性制得PPS/PEEK互穿网络聚合物。
2.根据权利要求1所述一种提高PPS/PEEK复合材料相容性的方法，其特征在于：辐射频率为0.5～5GHZ，辐射剂量为0.1～2mW/cm2，辐射时间为1～240S。
3.根据权利要求1所述PPS/PEEK复合材料的制备方法，其步骤如下：将PPS、PEEK、PPS/PEEK互穿网络聚合物干燥后按配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，挤出工艺为一区260～270℃、二区330～370℃、三区330～370℃、四区350～390℃、五区350～390℃、六区330～370℃、七区350～390℃、八区350～390℃、九区330～370℃、十区330～370℃；主机转速为400～600rpm；主喂料喂料转数为20～30rpm，经风冷、造粒、包装后得到PPS/PEEK复合材料。
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