具有高冲击强度和拉伸伸长率的刚性可再生聚酯组合物制造技术

技术编号:10546797 阅读:154 留言:0更新日期:2014-10-15 20:32
提供了一种含有刚性的可再生聚酯和聚合物增韧添加剂的热塑性组合物。所述增韧添加剂可以在可再生聚酯的连续基体内分散为离散的物理区域。变形力和拉伸应变的提高引起在可再生聚酯基体中位于邻近离散区域的那些区域出现剥离。这可以导致邻近离散区域的多个空隙的形成,所述空隙可以帮助消散负载下的能量和提高冲击强度。为了更进一步提高组合物以该方式消散能量的能力,可以使用界面改性剂,所述界面改性剂降低增韧添加剂和可再生聚酯之间的摩擦力程度并因此提高剥离的程度和均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了一种含有刚性的可再生聚酯和聚合物增韧添加剂的热塑性组合物。所述增韧添加剂可以在可再生聚酯的连续基体内分散为离散的物理区域。变形力和拉伸应变的提高引起在可再生聚酯基体中位于邻近离散区域的那些区域出现剥离。这可以导致邻近离散区域的多个空隙的形成,所述空隙可以帮助消散负载下的能量和提高冲击强度。为了更进一步提高组合物以该方式消散能量的能力,可以使用界面改性剂,所述界面改性剂降低增韧添加剂和可再生聚酯之间的摩擦力程度并因此提高剥离的程度和均匀性。【专利说明】具有高冲击强度和拉伸伸长率的刚性可再生聚酯组合物 专利技术背景 注射成型通常用于形成性质相对刚性的塑料制品,包括容器、医疗器械等。例如, 用于预湿的揩巾的叠或卷的容器一般是通过注射成型技术形成的。然而,与这样的容器相 关的一个问题是,成型材料通常是由不可再生的合成的聚合物(例如,聚丙烯或HDPE)形成 的。由于与热加工这样的聚合物有关的困难,可再生的聚合物在注射成型制品中的使用是 有问题的。例如,可再生的聚酯具有相对高的玻璃化转变温度以及典型地展示出非常高的 刚度和拉伸模量,同时具有相对低的抗冲击性和低的延展性/断裂伸长率。例如,聚乳酸具 有约59°C的玻璃化转变温度和约2GPa或更高的拉伸模量。然而,PLA材料的拉伸伸长率 (断裂)仅为约5%,以及切口冲击强度仅为约0. 22J/cm。如此低的冲击强度和拉伸伸长率 值显著地限制了这样的聚合物在注射成型部件中的使用,其中需要材料刚度和冲击强度之 间好的平衡。 据此,目前存在对可再生的聚酯组合物的需要,该聚酯组合物能够显示相对高的 冲击强度和拉伸伸长率,使得它可以容易的在注射成型制品中使用。 专利技术概沭 根据本专利技术的一个实施方案,公开了一种熔融共混的热塑性组合物,其包括具有 约〇°c或更高的玻璃化转变温度的至少一种刚性的可再生聚酯、基于可再生聚酯重量的约 lwt. %至约30wt. %的至少一种聚合物增韧添加剂和基于可再生聚酯重量的约0. lwt. % 至约20wt. %的至少一种界面改性剂(interphase modifier)。所述热塑性组合物具有这 样的形态,其中多个离散的主区域(primary domain)分散在连续相中,所述区域含有聚 合物增韧添加剂,以及连续相含有可再生聚酯。进一步地,所述组合物显示出根据ASTM D256-10 (方法A)在23°C下测量的约0. 3焦耳/厘米或更高的悬臂梁式冲击强度,以及根 据ASTM D638-10在23°C下测量的约10%或更高的断裂拉伸伸长率。另外,热塑性组合物 的玻璃化转变温度与可再生聚酯的玻璃化转变温度的比值为约〇. 7至约1. 3。 根据本专利技术的另一个实施方案,公开了由热塑性组合物形成的成形制品。所述热 塑性组合物包含约70wt. %或更高的具有约0°C或更高的玻璃化转变温度的至少一种聚乳 酸、约0. lwt. %至约30wt. %的至少一种聚合物增韧添加剂和约0. lwt. %至约20wt. %的 至少一种界面改性剂。所述成型制品显示出根据ASTM D256-10(方法A)在23°C下测量的 约〇. 3焦耳/厘米或更高的悬臂梁式冲击强度,以及根据ASTM D638-10在23°C下测量的约 10%或更高的断裂拉伸伸长率。 以下将更详细地讨论本专利技术的其它特征和方面。 附图的简要说明 在包括参考附图在内的说明书的其余部分中,对包括对本领域技术人员而言的最 佳方式在内的完整且能够实现的本专利技术的公开内容做了更详细的阐述,其中: 图1是本专利技术中使用的注射成型装置的一个实施方案的示意图; 图2是测试前实施例1样品的SEM显微照片; 图3是冲击测试后实施例1样品的SEM显微照片; 图4是测试前实施例3样品的SEM显微照片; 图5是冲击测试后实施例3样品的SEM显微照片;以及 图6是拉伸测试和氧等离子刻蚀后的实施例3样品的SEM显微照片。 在本说明书和附图中重复使用的附图标记意在表示本专利技术的相同或相似的特征 或元件。 代表件实施方案的详细说明 现在详细地参考各种实施方案,以下阐明本专利技术实施方案的一个或多个实施例。 以解释本专利技术而非限制本专利技术的方式来提供各个实施例。实际上,在不脱离本专利技术的范围 或精神的情况下,可以进行调整和变化,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如, 图不或描述为一种实施方案的部分的特征可以用于另一实施方案,从而产生又一其他实施 方案。因此,本专利技术意在涵盖在所附权利要求及其等同物的范围内的调整和变化。 一般而言,本专利技术涉及热塑性组合物,所述热塑性组合物含有刚性的可再生聚酯 和聚合物增韧添加剂。本专利技术人已经发现,可以小心地控制组分的具体性质以取得具有所 期望的形态特征的组合物。更具体地,增韧添加剂可以分散为可再生聚酯的连续基体中的 离散的物理区域。在低伸长应变下初始施加外力的过程中,所述组合物可以表现为显示高 硬度和拉伸模量的整体材料。然而,变形力和伸长应变的增加导致在可再生聚酯基体中位 于邻近离散区域的那些区域出现剥离。这可以导致邻近离散区域的多个空隙(void)的形 成,所述空隙可以帮助消散负载下的能量以及提高冲击强度。为了更进一步提高组合物以 该方式消散能量的能力,本专利技术人已经发现,可以在组合物中使用界面改性剂,所述界面改 性剂降低增韧添加剂和可再生聚酯之间的摩擦力和连通性以及因此提高剥离的程度和均 匀性。以该方式,得到的空隙可以以基本上均质的方式遍及组合物分布。例如,空隙可以按 列分布,所述列在通常与施加应力的方向垂直的方向上取向。不希望受理论限制,相信这样 的均质分布的空隙系统的存在可以造成负载下显著的能量消散以及显著地提高冲击强度。 由于本专利技术得到的独特的形态,得到的热塑性组合物以及由制成的成形制品一般 具有高水平的冲击强度。所述组合物可以,例如,具有根据ASTM D256-10(方法A)在23°C 下测量的约0. 3焦耳每厘米("J/cm")或更高的悬臂梁式缺口冲击强度,在一些实施方案中 为约0. 5J/cm或更高,以及在一些实施方案中,约0. 8J/cm至约2. 5J/cm。断裂拉伸伸长率 也可以相对高,例如,约10%或更高,在一些实施方案中约50%或更高,以及在一些实施方 案中约100%至约300%。在实现了非常高水平的冲击强度和拉伸伸长率的同时,本专利技术人 已经发现,其它机械性质没有不利地影响。例如,所述组合物可以显示约10至约65兆帕 ("MPa")的峰值应力,在一些实施方案中约15至约55MPa,以及在一些实施方案中约25至 约50MPa ;约10至约65MPa的断裂应力,在一些实施方案中约15至约60MPa,以及在一些实 施方案中约20至约55MPa ;和/或约500至约3800MPa的拉伸模量,在一些实施方案中约 800至约3400MPa,以及在一些实施方案中,约1000至约3000MPa。可以在23°C下根据ASTM D638-10测定拉伸性能。 以下将更详细的描述本专利技术的各种实施方案。 I.热塑件纟目合物 A.可再牛聚酯 可再生聚酯通常占热塑性组合物的约70wt. %至约99wt. %,在一些实施方案中 约75wt. %至约98wt. %,以及在一些实施方案中,约80wt. %至约9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融共混的热塑性组合物,所述组合物包含:至少一种刚性的可再生聚酯,所述可再生聚酯具有约0℃或更高的玻璃化转变温度;基于所述可再生聚酯的重量计约1wt.%至约30wt.%的至少一种聚合物增韧添加剂;基于所述可再生聚酯的重量计约0.1wt.%至约20wt.%的至少一种界面改性剂;以及其中,所述热塑性组合物具有这样的形态,其中多个离散的主区域分散在连续相中,所述区域含有所述聚合物增韧添加剂,以及所述连续相含有可再生聚酯,进一步地,其中,所述组合物显示出根据ASTM D256‑10(方法A)在23℃下测量的、约0.3焦耳/厘米或更高的悬臂梁式冲击强度,以及根据ASTM D638‑10在23℃下测量的、约10%或更高的断裂拉伸伸长率,并且其中,所述热塑性组合物的玻璃化转变温度与所述可再生聚酯的玻璃化转变温度的比值为约0.7至约1.3。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:V·A·托波尔卡雷夫N·T·肖勒R·J·麦克尼尼T·伊比
申请(专利权)人:金伯利克拉克环球有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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