一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料及其製備方法與流程
2023-10-19 11:31:02 1
本發明涉及一種改性聚對苯二甲酸乙二醇酯，尤其涉及一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料及其製備方法。
背景技術：
pet(polyethyleneterephthalates)名為聚對苯二甲酸乙二醇酯，主要由c、h、o三種元素組成，是一種乳白色或淺黃色高度結晶性的聚合物，表面平滑而有光澤。耐蠕變、抗疲勞性、耐摩擦性好，磨耗小而硬度高，具有熱塑性塑料中最大的韌性。電絕緣性能好，受溫度影響小。無毒、耐氣候性、抗化學藥品穩定性好，吸水率低，耐弱酸和有機溶劑。在對於氧氣、二氧化碳和水蒸氣等氣體方面的防滲透性中，pet的性能優於hdpe和pp，具有相當出色的阻隔性能。
一次性真空採血管是一種醫用管材，由塑料管、塞子、標籤持針器組成。根據檢驗所需的靜脈血液量，在生產過程中預抽成相應的真空度，利用負壓原理，通過一次性使用靜脈採集針，自動定量採集靜脈血樣。隨著我國醫療器械不斷地與國際標準接軌，在臨床血液檢驗方面已由傳統的採血方式發展到一次性真空負壓採血方式。國內真空行業生產水平初步成熟、生產管理初步規範，真空採血管行業在2001～2002年迎來了轉折點，中國衛生部執行行政法規，推動臨床檢驗必須使用一次性玻璃/pet真空採血管。
由於普通玻璃的ph相差較大，因此玻璃真空採血管導致溶血的可能性大大增加，而拉管工藝製作的玻璃試管線性溝密布，深淺粗細無常導致細胞的掛壁。玻璃試管的主要成分是親水性矽酸鹽，採血後玻璃試管內壁可出現吸附水分子的吸水層，分離膠不能直接黏附於玻璃試管的內壁。隨著放置時間的延長，紅細胞中的鉀或者酶等物質可以通過水分子吸水層向血清中擴散。所以玻璃採血管在原狀態下保存血清的期限以2～3d為宜。pet真空採血管以pet為原料製備而成，由於pet的疏水性，其管壁不產生水分子層，分離膠可牢固地黏附內壁上紅細胞中的鉀，使其不能擴散到血清中，因而冷藏保存8d血清鉀含量不變。pet真空採血管可在-20℃保存標本，這是玻璃試管難以達到的。所以，在選擇真空採血管時儘量用pet真空採血管為佳。
目前，以常規pet材料製備的pet真空採血管主要存在以下問題：
(1)常規pet材料結晶速率慢，尺寸收縮率大，模溫高，成型周期長；
(2)常規pet材料雖然具有優良的耐高、低溫性能(可在120℃溫度範圍內長期使用，短期使用可耐150℃高溫，同時可耐-70℃低溫，且高、低溫時對其機械性能影響很小)，但應用於真空採血管領域，以常規pet材料製備的真空採血管在60℃時型材即開始變形，裝有血液製品的真空採血管其低溫脆化溫度大為升高，無法滿足在低於-40℃環境下的儲藏；
(3)一次性pet真空採血管塑料管的結構屬於薄壁注塑件，直接使用常規pet材料無法直接注塑加工，特性黏度太大，注塑時不便於流動，注塑出的產品不飽模、不脫模；
(4)以常規pet材料製備的真空採血管，其偏心度及非配合尺寸都較大，成品的成型率低；
以上這些因素制約了常規pet材料在真空採血管領域的應用，因此亟待改進。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料，克服常規pet材料結晶性能差而導致pet材料加工性能差的缺陷。本發明製備得到的基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料特性結晶性能好，結晶速率快，黏度適中，具有良好的加工特性，綜合性能優異，滿足製備高性能pet真空採血管的要求。
本發明所要解決的技術問題還在於提供一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料製備方法，本發明基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料製備方法克服常規pet材料結晶性能差而導致pet材料加工性能差的缺陷，成品耐溫性好，偏心度及非配合尺寸小，成品的成型率高。
為達到上述目的，本發明解決上述技術問題所採用的技術方案如下：
一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料，所述複合材料的原料按重量份由pet材料一90～99.5份及pet材料二0.5～10份組成；
所述pet材料一由以下步驟製備得到：將pet物料預加熱，預加熱溫度為60～100℃，預加熱時間為12～18min，再進入結晶釜，攪拌結晶，溫度為110～160℃，結晶時間為2～6h，得pet材料一；
所述pet材料二由以下步驟製備得到：按重量份，取pet物料80～98份，聚烯烴彈性體1～20份，成核劑0.02～6份，助劑0.02～5份，進入雙螺杆擠出機，融熔共混，擠出造粒，得pet材料二。
作為優選，上述技術方案中，所述pet物料進入結晶釜的進料方式為真空泵吸入式。
作為優選，上述技術方案中，所述pet物料預加熱在沸騰床上進行。
作為優選，上述技術方案中，所述pet物料預加熱時間為15min。
作為優選，上述技術方案中，所述pet物料攪拌結晶溫度為120℃，結晶時間為4h。
作為優選，上述技術方案中，所述成核劑為三氧化二鋁、滑石粉、碳酸鎂或苯甲酸鈉的一種或幾種。
作為優選，上述技術方案中，所述助劑為穩定劑和分散劑。
作為進一步優選，上述技術方案中，所述穩定劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)、2-(2h-苯並三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)及三甲基磷酸酯的一種或幾種，所述穩定劑的添加量在pet材料二中按重量份為0.01～1份。
作為進一步優選，上述技術方案中，所述分散劑為聚乙烯蠟、氯化聚乙烯蠟的一種或兩種，添加量在pet材料二中按重量份為0.01～1份。
作為優選，上述技術方案中，所述pet材料二在雙螺杆擠出機中的加工溫度分為四段：ⅰ，260℃±10℃；ⅱ，280℃±10℃；ⅲ，290℃±10℃；ⅳ，290℃±10℃。
一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料的製備方法，包括以下步驟：
(1)重結晶處理：將pet物料預加熱，預加熱溫度為60～100℃，預加熱時間為12～18min，再進入結晶釜，攪拌結晶，溫度為110～160℃，結晶時間為2～6h，得pet材料一；
(2)改性處理：按重量份，取pet物料80～98份，聚烯烴彈性體1～20份，成核劑0.02～6份，助劑0.02～5份，進入雙螺杆擠出機，融熔共混，擠出造粒，得pet材料二；
(3)混合：按重量份，取步驟(1)所述pet材料一90～99.5份，取步驟(2)所述pet材料二0.5～10份，混合，得基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料。
作為優選，上述技術方案中，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料在醫用管材製備中的應用。
作為進一步優選，上述技術方案中，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料在真空採血管制備中的應用。
本發明的基本原理：考慮到常規未重結晶pet材料存在結晶速率慢，尺寸收縮率大，模溫高，成型周期長等缺點，同時常規pet材料特性粘度大，材料加工性能差，成型後的管材偏心度及非配合尺寸大，成品成型率低，耐溫性差等問題，採用對pet材料一進行重結晶處理，對pet材料二進行改性處理，如加入成核劑等助劑，較多量pet材料一復配少量pet材料二，由於pet材料一和pet材料二的協同作用，大大降低pet材料的成核界面自由能，促進pet材料更好的重結晶，以此得到一種結晶性能優異，加工性能優良，綜合性能優秀的pet複合材料。與現有技術相比，本發明pet複合材料特性黏度適中，具有良好的結晶性能及加工性能，材料綜合性能優異。以本發明所述pet複合材料製備的真空採血管具有優良的抗衝擊強度，可耐高溫(＞60℃)及低溫(＜-40℃)，管材偏心度及非配合尺寸小，品質穩定、成品成型率高，製品合格率可以達到99％以上。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
本發明實施例1～3選擇的原料pet物料為：上海遠紡瓶級聚酯切片(pet)cb-602；聚烯烴彈性體為陶氏的poe8150聚烯烴彈性體(poe)。
實施例1
一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料及其製備方法，包括如下步驟：
(1)重結晶處理：按重量份，用真空泵吸入pet物料90份，在沸騰床上預加熱，預加熱溫度為80℃，預加熱時間為15min，再進入結晶釜，攪拌結晶，溫度為120℃，結晶時間為4h，得pet材料一；
(2)改性處理：按重量份，取pet物料80份，聚烯烴彈性體5份，三氧化二鋁6份，滑石粉6份，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)1份，2-(2h-苯並三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)1份，氯化聚乙烯蠟1份，進入雙螺杆擠出機，融熔共混，擠出造粒，加工溫度分為四段：ⅰ，260℃±10℃；ⅱ，280℃±10℃；ⅲ，290℃±10℃；ⅳ，290℃±10℃，得pet材料二；
(3)混合：按重量份，取步驟(1)所述pet材料一90份，取步驟(2)所述pet材料二10份，混合，得pet複合材料。
實施例2
一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料及其製備方法，包括如下步驟：
(1)重結晶處理：按重量份，用真空泵吸入pet物料95份，在沸騰床上預加熱，預加熱溫度為80℃，預加熱時間為15min，再進入結晶釜，攪拌結晶，溫度為120℃，結晶時間為4h，得pet材料一；
(2)改性處理：按重量份，取pet物料90份，聚烯烴彈性體3份，三氧化二鋁2份，苯甲酸鈉2份，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)1份，2-(2h-苯並三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)1份、氯化聚乙烯蠟1份，進入雙螺杆擠出機，融熔共混，擠出造粒，加工溫度分為四段：ⅰ，260℃±10℃；ⅱ，280℃±10℃；ⅲ，290℃±10℃；ⅳ，290℃±10℃，得pet材料二；
(3)混合：按重量份，取步驟(1)所述pet材料一95份，取步驟(2)所述pet材料二5份，混合，得pet複合材料。
實施例3
一種基於聚對苯二甲酸乙二醇酯的複合材料及其製備方法，包括如下步驟：
(1)重結晶處理：按重量份，用真空泵吸入pet物料99.5份，在沸騰床上預加熱，預加熱溫度為80℃，預加熱時間為15min，再進入結晶釜，攪拌結晶，溫度為120℃，結晶時間為4h，得pet材料一；
(2)改性處理：按重量份，取pet物料98份，聚烯烴彈性體1份，碳酸鎂0.3份，苯甲酸鈉0.4份，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)0.1份，2-(2h-苯並三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)0.1份，聚乙烯蠟0.1份，進入雙螺杆擠出機，融熔共混，擠出造粒，加工溫度分為四段：ⅰ，260℃±10℃；ⅱ，280℃±10℃；ⅲ，290℃±10℃；ⅳ，290℃±10℃，得pet材料二；
(3)混合：按重量份，取步驟(1)所述pet材料一99.5份，取步驟(2)所述pet材料二0.5份，混合，得pet複合材料。
本發明實施例1～3製備的pet複合材料性能指標見表1。
表1本發明實施例1～3製備的pet複合材料性能指標
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。