專利名稱：一種增韌、增強聚丙烯的方法
技術領域：
本發明屬于高分子材料的增韌、增強領域，特別是一種通過輥動輪和凹模板壓成型獲得定向均勻增韌、增強聚丙烯材料的方法。
背景技術：
聚合物的增韌、增強一直是高聚物研究的熱門領域，不同形態的高聚物需要不同的增韌、增強方法。塑料(橡膠)的增韌、增強往往需要加入粒子、纖維或第二組分等，從而獲得復合、共混的聚合物材料，這種方法往往難以同時達到既增韌、有增強的目的，甚至損害某一種性能。相對于塑料(橡膠)，纖維原纖卻能夠通過簡單的單向拉伸獲得高強、高模的纖維。基于此，提出了很多新型的加工方法，如固態加工、壓力誘導流動成型[專利 200710048058. 3]等。但幾十年來的研究并沒有帶來高聚物加工設備的大規模的改進，其中重要的原因在于加工設備的復雜、費時、成型材料形態不穩定等多種因素。樊振興等[塑料工業，35 (2007)，5，44-46]對PP高聚物在壓力誘導流動成型加工下、不同壓縮程度下的結構進行了研究，得到了分子排列取向的高聚物材料，但實驗設備簡單，難以連續化工作。同時輥壓成型也進行了大量的研究，但輥壓成型過程中加壓過程瞬時完成，分子取向難以穩定下來，形狀不可控，從而限制了輥壓成型的工業化應用。瑞典CK管理股份公司申請的專利CN146221，是一種用于通過聚結生產聚合物體的方法，該專利雖提出了高分子材料的一種壓力加工方法，但高分子鏈本身并沒有產生足夠的定向流動，難以提高材料的力學性能。
發明內容
本發明的目的是提供一種增韌、增強聚丙烯的方法。本發明的技術方案是一種增韌、增強聚丙烯的方法，它的步驟如下
(1)將聚丙烯材料在高聚物成型加工設備中獲得聚丙烯片材；
(2)將聚丙烯片材加工制成需要的形狀，并升高片材溫度到加工溫度進行單面輥動、板壓，所述聚丙烯片材受到的壓強為l-10000MPa，受到單次恒定壓力的時間為10_9000s ；
(3)獲得的聚合物片材進行熱處理，消除內應力，提高使用中的穩定性，所述熱處理溫度在熔點以下，時間為900min之內。所述聚丙烯數均分子量在20萬到60萬之間，熔融指數為25克/10分鐘到300克/10分鐘之間。所述步驟(2)中樣條受到的壓強為200-700 MPa，受到單次恒定壓力的時間為200-600 S。所述步驟(3)的熱處理中，熱處理的溫度在聚丙烯的玻璃化溫度與熔點之間，熱處理時間為O. 5min-200min之間。所述步驟(I)中高聚物成型加工設備為注塑機、擠出機、硫化機或模壓機。所述步驟(2)加工成型過程中，單面輥動輪與壓板結合緊密，并保持壓力恒定，壓力可施加一次也可施加多次，時間、溫度可控，所述輥動輪沿著加工方向前進，高聚物沿加工方向進行取向。所述步驟(2)加工成型過程中可進行單次加工、也可進行多次加工。本發明的有益效果是在輥動輪和凹模板壓成型過程中，原來聚合物片材中無規的分子鏈在外力的作用下進行排列，形成了有序的取向結構，通過加工提高了材料的力學性能，同時片材的透光度、表面光潔度也得到了提高。
圖I為單面輥動、板壓加工聚丙烯材料裝置示意圖。
具體實施例方式 實施例I·
將PP片材剪切為43mmX IOmmX4mm的長方體形狀，放入凹模IOmm寬的腔體中；在105°C、并控制上面輥動輪的水平移動速度使PP的受壓時間為300s，改變壓力，獲得不同壓縮比的片材。測試不同壓縮比(原厚度/加工后厚度)片材的力學性能見表I。表I不同壓強時，材料的壓縮比及力學性能_
權利要求
1.一種增韌、增強聚丙烯的方法，其特征在于，它的步驟如下 (1)將聚丙烯材料在高聚物成型加工設備中獲得聚丙烯片材； (2)將聚丙烯片材加工制成需要的形狀，并升高片材溫度到加工溫度進行單面輥動、板壓，所述聚丙烯片材受到的壓強為Ι-lOOOOMPa，受到單次恒定壓力的時間為10_9000s ； (3)獲得的聚合物片材進行熱處理，消除內應力，提高使用中的穩定性，所述熱處理溫度在熔點以下，時間為900min之內。
2.根據權利要求I所述的增韌、增強聚丙烯的方法，其特征在于所述聚丙烯數均分子量在20萬到60萬之間，熔融指數為25克/10分鐘到300克/10分鐘之間。
3.根據權利要求I所述的增韌、增強聚丙烯的方法，其特征在于所述步驟(I)中高聚物成型加工設備為注塑機、擠出機、硫化機或模壓機。
4.根據權利要求I所述的增韌、增強聚丙烯的方法，其特征在于所述步驟(2)中樣條受到的壓強為200-700 MPa，受到單次恒定壓力的時間為200-600 S。
5.根據權利要求I所述的增韌、增強聚丙烯的方法，其特征在于所述步驟(3)的熱處理中，熱處理的溫度在聚丙烯的玻璃化溫度與熔點之間，熱處理時間為O. 5min-200min之間。
全文摘要
本發明公開了一種增韌、增強聚丙烯的方法，它的步驟如下(1)將聚丙烯材料在高聚物成型加工設備中獲得聚丙烯片材；(2)將聚丙烯片材加工制成需要的形狀，并升高片材溫度到加工溫度進行單面輥動、板壓，所述聚丙烯片材受到的壓強為1-10000MPa，受到單次恒定壓力的時間為10-9000s；(3)獲得的聚合物片材進行熱處理，消除內應力，提高使用中的穩定性，所述熱處理溫度在熔點以下，時間為900min之內。在輥動輪和凹模板壓成型過程中，原來聚合物片材中無規的分子鏈在外力的作用下進行排列，形成了有序的取向結構，通過加工提高了材料的力學性能，同時片材的透光度、表面光潔度也得到了提高。
文檔編號B29C71/02GK102873875SQ201210335860
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者楊凱, 焦明立 申請人:中原工學院