一种高性能LDPE/PET微纤增强共混物的制备方法技术领域
本发明属于本发明属于高分子材料反应加工领域，涉及一种高性能低密度聚乙烯
(LDPE)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)微纤增强共混物的制备新方法。
背景技术
LDPE/PET微纤增强材料的制备是近年来人们一直研究的重点。通过适当的处理方
法使LDPE/PET共混物中的PET以微纤的形式存在于LDPE基体中有望大幅度提高LDPE的力学
强度，拓宽LDPE的应用范围。
但因为LDPE与PET是不相容共混物，共混体系相容性的好坏直接决定最终共混物
性能的优劣，因此在LDPE/PET共混的过程中必须添加相容剂来改善LDPE与PET之间的相容
性。传统的LDPE/PET体系的是马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸(AA)等
极性单体的聚乙烯接枝物或者是上述极性单体在以苯乙烯(St)、三羟甲基丙烷丙烯酸酯
(Tris)、二乙烯基苯(DVB)为共单体的条件下制得的聚乙烯接枝物，但是上述极性单体或共
单体存在易挥发、毒性大、价格昂贵等一系列缺点。
所以开发一种适用于LDPE/PET体系的相容剂用于制备高性能低密度聚乙烯
(LDPE)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)微纤增强共混物具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能LDPE/PET微纤增强共混物的制备方法，克服现有
技术中制备出的低密度聚乙烯材料拉伸强度低，应用范围的缺点。本方法采用难挥发、毒性
低、反应活性高的邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)为共单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为接
枝单体，制备LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物作为LDPE/PET体系的增容剂。邻苯二甲酸二烯丙
酯(DAP)作为共单体不仅克服了苯乙烯、二乙烯基苯等共单体所存在的缺点，而且在熔融共
混的过程中LDPE分子链上接枝的邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)能够通过与聚对苯二甲酸乙二
醇酯(PET)发生酯交换反应对LDPE/PET体系也起到增容作用，而St、DVB等共单体却不存在
这样的效果，大大提高了共单体的增容协同作用。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种高性能LDPE/PET微纤增强共混物的制
备方法，包括以下步骤：
1)LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物的制备
在挤出机上，利用计量泵在熔融段注入甲基丙烯酸缩水甘油酯、邻苯二甲酸二烯
丙酯、引发剂三者混合物，控制混合物料加入速度，制备出LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物，接
枝率为10～30％；挤出机由料斗至口模温度为：第一温度段为90～100℃、第二温度段为165
～170℃、第三温度段为170～180℃、第四温度段为180～185℃、第五温度段为185～190℃、
口模温度为180～185℃；所述挤出机的螺杆转速为60～100转/分；
2)增容专用料的制备
将LDPE，LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物、PET进行烘干处理；干燥后与抗氧剂1010进
行混合，最后在挤出机中进行挤出造粒得增容专用料；挤出机由料斗至口模温度为：第一温
度段为90～100℃、第二温度段为240～250℃、第三温度段为260～280℃、第四温度段为270
～280℃、第五温度段为270～280℃、口模温度为250～260℃；所述挤出机螺杆转速为80～
120转/分；
所述LDPE、LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物、PET、抗氧剂1010按重量份数计配比为：
LDPE为55～85份；PET为10～30份；LDPE-g-(DAP-co-GMA)为5～15份；抗氧剂1010
为0.3～0.5份；
3)微纤增强共混物的制备
将步骤2)中增容专用料烘干，然后采用拉丝牵引装置进行拉伸牵引，通过牵引装
置的转速控制拉伸比；拉伸后的物料在15～25℃的水槽中冷却定型；
4)切粒
将冷却定型的物料集束后，切成一定长径比的颗粒；
5)注塑成型
将步骤4)中具有一定长径比的颗粒在烘干后注塑成测试样条，并将样条在100℃
下处理12h后进行力学性能测试；注塑机由料斗至口模处的各段温度为第一温度段为100～
110℃、第二温度段为110～120℃、第三温度段为130～140℃、口模温度为150～160℃；
所述LDPE是指低密度聚乙烯；所述PET是指聚对苯二甲酸乙二醇酯。
根据本发明的另一个方面，所述LDPE在温度210℃、载荷2.16kg下测得的熔体流动
速率为2～10g/10min；PET数均分子量为2万～8万。
根据本发明的又一个方面，步骤1)LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物的制备中甲基丙
烯酸缩水甘油酯和邻苯二甲酸二烯丙酯二者组成混合单体，混合单体与LDPE质量比为0.05
～0.15，邻苯二甲酸二烯丙酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的单体摩尔比为0.2～0.8，引发剂
质量为混合单体质量的0.5～0.8％。其混合单体接枝率为0.5～5％，GMA接枝效率大于
60％。
根据本发明的又一个方面，上述的引发剂为过氧化二苯甲酰(BPO)、过氧化二异丙
苯(DCP)、2,5—二甲基—2,5—双(叔丁基过氧基)己烷(DTBH)，过氧化二叔丁基(DBP)中的
一种或多种。
根据本发明的又一个方面，步骤3)中通过牵引装置的转速控制拉伸比，拉伸比控
制在4～16。
根据本发明的又一个方面，本发明制备的微纤增强颗粒步骤4)中颗粒长径比10～
45，同时有利于后续加工设备的进料，从而使得微纤在后续加工过程中保存完好并具备长
纤维增强的特点。。
本发明的原理是：以LDPE为连续相、PET为分散相的共混体系加工过程中，PET在剪
切及拉伸作用下形成微纤，通过控制适当的加工条件和最终造粒时颗粒的长径比，使微纤
在后续加工过程中得以保存并对基体产生长纤维增强的作用；再经过一定温度、一定时间
的热处理，提高微纤的结晶度，消除内应力，从而强化微纤原位增强效果，进而达到显著提
高基体材料性能的目的。
本发明中LDPE是指低密度聚乙烯；PET是指聚对苯二甲酸乙二醇酯；DAP是指邻苯
二甲酸二烯丙酯；GMA是指甲基丙烯酸缩水甘油酯。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本
发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
以下实例中所提到的LDPE：牌号2101，齐鲁石化生产，MFR＝1.0g/10min(190℃，
2.16kg)；邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)为寿光诺盟化工有限公司生产，纯度95％以上；甲基丙
烯酸缩水甘油酯(GMA)为江西瑞祥化工有限公司生产，纯度99％以上；过氧化二异丙苯
(DCP)为上海天莲精细化工有限公司生产，纯度99％以上；PET为江苏海昌锐锋化工有限公
司出售；抗氧剂1010为上海汽巴高桥化学有限公司产品。
实例一
(1)LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物的制备
在转速为80rpm的挤出机上，利用计量泵在熔融段注入混合物料(GMA与DAP的总质
量为LDPE质量的10％，DAP与GMA的单体摩尔比为0.4，引发剂DCP用量为GMA与DAP总质量的
0.5％)，控制混合物料加入速度，制备出LDPE-g-(DAP-co-GMA)高接枝率接枝物。挤出机由
料斗至口模温度分别为：第一温度段为100℃、第二温度段为170℃、第三温度段为180℃、第
四温度段为185℃、第五温度段为190℃、口模温度185℃。
(2)增容专用料的制备
将LDPE，LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物、PET进行烘干处理。将干燥后的物料按如下
的质量百分比进行混合，最后在挤出机中进行挤出造粒。挤出机由料斗至口模温度分别为：
100℃、250℃、280℃、280℃、280℃、260℃。螺杆转速为:110转/分。
物料的质量份数为：
![]()
(3)微纤增强共混物的制备
将上述增容专用料烘干后，采用专门的拉丝牵引装置进行拉伸牵引，通过牵引装
置的转速控制拉伸比，拉伸后的物料在15～25℃的水槽中冷却定型，获得拉伸比为4的物
料。
(4)切粒
将冷却定型的物料集束后，切成长径比为10的颗粒料。
(5)注塑成型
将上述长径比为10的颗粒料烘干后注塑成测试样条，并将样条在90℃下处理12h
后进行力学性能测试。注塑机由料斗至口模处的各段温度为110℃、120℃、140℃、160℃。
实例二
将实例一步骤(1)中DAP与GMA的单体摩尔比变为0.2，其它同实例一。
实例三
将实例一步骤(1)中DAP与GMA的单体摩尔比变为0.8，其它同实例一。
实例四
将实例一步骤(1)中GMA与DAP单体总质量变为LDPE总质量的5％，其它同实例一。
实例五
将实例一步骤(1)中GMA与DAP单体总质量变为LDPE总质量的15％，其它同实例一。
实例六
改变实例一步骤(3)中拉伸牵引速度，获得拉伸比为6的物料，其它同实例一。
实例七
改变实例一步骤(3)中拉伸牵引速度，获得拉伸比为9的物料，其它同实例一。
实例八
改变实例一步骤(3)中拉伸牵引速度，获得拉伸比为16的物料，其它同实例一。
实例九
改变实例一步骤(4)中切粒长径比，获得长径比为15的颗料，其它同实例一。
实例十
改变实例一步骤(4)中切粒长径比，获得长径比为20的颗料，其它同实例一。
实例十一
改变实例一步骤(4)中切粒长径比，获得长径比为45的颗料，其它同实例一。
实例十二
将实例一步骤(1)中引发剂为DCP与DTBH，各占质量的50％，其它同实例一。
实例十三
未经过任何改性处理的纯LDPE2101。
实例十四
将实例一步骤(1)中DAP与GMA混合单体改为相同质量的马来酸酐(MAH)，其它同实
例七。
按照GB/T1040-1992对以上实施例中各个纤维增强共混物的力学性能测试，结果
数据列于表1
表1实施例力学性能测试结果
![]()
![]()
由以上数据可知，本发明采用新型增容剂—LDPE-g-(DAP-co-GMA)接枝物，控制拉
伸比和颗粒长径比，制备出高性能的LDPE/PET微纤增强共混物，使LDPE的拉伸强度显著提
高，这对于扩展LDPE的应用领域具有极其重要的意义。
以上对本发明所提供的一种高性能LDPE/PET原位微纤增强共混物的制备新方法
进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实
施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和其核心思想。应当指出，对于本技术领域的
技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进
和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。