PET聚酯的改性与应用作者：时运生指导老师：徐衡（安庆师范学院化学化工学院安庆246011）摘要:聚酯是重要的聚合物且它的品种众多，其中PET聚酯是应用最多和需求最广的一类。

由于PET聚酯具备良好的耐热性、耐摩擦性、耐化学腐蚀性、电绝缘性、力学强度强等优点才导致PET聚酯很热门，但是它也有在使用方面的缺陷。

本文简述了PET聚酯在工业等方面的应用和其中的不足；中心主要从PET的共混、无机纳米复合及添加成核剂这三个方面来论述PET改性的研究现状及其应用；并对其进行了展望。

关键词：PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)；改性；共混；成核剂；应用1引言PET具体名称为聚对苯二甲酸乙二醇酯，它是由聚对苯二甲酸乙二醇发生酯化反应所得到的。

PET的颜色一般为乳白色或浅黄色，且是高度结晶的聚合物，外表滑润且富有光泽。

在一定的温度范围内具备良好的物理机械性能，长期使用温度可达到一百二十摄氏度。

该材料抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩性、尺寸稳定性非常好，而且价格便宜，应用非常广泛，可作为基体材料如瓶子、纤维、片材、薄膜和工程塑料[1-3]。

2 PET聚酯的改性及应用目前，PET已经在合成中成为不可代替的材料之一了且它的应用非常广泛，大多数被应用于涤纶纤维、切片、容器等领域。

PET 价格便宜，具备良好的耐磨擦性、耐热性、化学腐蚀性、电绝缘性和力学强度强等特点，然而PET在其他方面具有一定的弊端，所以，PET改性的研究是该领域的热点。

当前，PET 改性的研究重点集中在通过共混来增强提高冲击强度，以及在添加结晶成核剂加快其结晶速度等方面。

2.1PET共混改性及应用以一定的比例将包含PET在内两种或者两种以上的聚合物进行混合，在特定的温度和压强等因素下，所得到具备新的性能的共混物或合金称为PET共混改性。

这类共混物制出来的重点环节是聚合物彼此间的相容的特性[3]。

2.1.1PET（40）/PHB（60）对PET的改性及应用用热致性液晶高分子和塑料进行共混，借助液晶高分子在加工工艺过程中形成取向的原纤的在位复合作用，获得相当于用纤维材料增强塑料的效果——自增强。

PET(40)/PHB(60)是热致性液晶材料聚酯，考虑到它和PET均是聚酯，具有相似的结构，具有良好的相互影响，因此选择它来共混改性PET。

杨始堃[4]等研究结果表明PET中PET/PHB只能溶解很少，即只有部分的互溶，其量约为3%，互溶的结果对PET起到增塑的作用。

当加入量超过百分之三时，多出的PET/PHB将相分离而呈分散相。

PET/PHB与PET之间有一定的相互作用(相溶)，并将通PET/PHB相的结晶、液晶行为而影响PET的结晶行为和状态，从而表现为对共混系性能的总体改变。

这种改性材料可用于增塑塑料的生产。

2.1.2TiO2/ZnO超细粉体对PET的改性及应用徐德增[5]等对于对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的改性添加了改性的二氧化钛与氧化锌进行共混改性，探究了改性纤维的力学性质与PET的流变性质。

研究表明：改性的PET混合物对温度的感应增强，并且它的流变性也进一步得到提升；当超细粉体质量分数为百分之五时，改性的PET混合物粘流活化能可达82.5 千焦每摩尔，随着超细复合粉体加入量增多，改性PET纤维断裂强度降低，即复合粉体的添入使的PET纤维的力学性能降低。

这种改性材料可用以生产改性的PET纤维、塑料等。

2.1.3PET / PP添加EPDM-g-GMA熔融合金对PET的改性及应用PP 与PET共混，所得到的产物具备二者之长，使材料性能获得改进。

譬如PET能够使PP的耐热性得到提升，而PP能够使PET对水分的敏感性得到降低。

但是PET 与PP是不相容的，在无相容剂的作用的条件下共混，两者的结合十分弱，力学性能也很差[6]。

许军[7]等经过在PP与PET体系中加入EPDM-g-GMA合金后，使其分散效果得到提高，且其中分散相中的平均粒径减小，粒径的分布变窄，两相的相容性得到提升。

即通过添加EPDM-g-GMA合金的PET与PP共混物，橡胶增韧与反应增容的协同效应使韧性提高，从而使材料韧性和刚性得到改善。

这种改性材料可用以生产合成纤维、增韧橡胶等。

2.1.4PET/CGP共混改性及应用改性聚酯能够由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）与CGP按照不同比例共混制出得到，其制出的材料在热学性能和流变性能都有一定程度的改进。

向奇志[8]等研究表明，PET与CGP共混体系随CGP含量的加多，会导致普通PET的热稳定性比所制备的产物要高；PET/CGP熔体属于非牛顿流体,其熔体的表观粘度随着加入组分的增多而下降；由于PET与CGP共混纤维随CGP含量的增多,导致了其初始模量和强度降低，断裂伸长率增加。

这种改性材料可用以生产具有良好的热性能和流变性能的切片等。

2.1.5PET/PBT合金的熔融共混及应用PET和PBT都是在工业生产上有着非常重要作用的聚酯，两者都具备耐侵蚀、耐高温、耐潮湿、良好的弹性和电绝缘性能良好等特征。

然而两者在成型性能上有着非常大的不同：PET是一种熔体粘度低、结晶速率慢、成型困难的聚酯；而PBT是一种具有着非常快的结晶速率和良好的成型性的聚酯。

陈静[9]等研究表明两者的共混物不光是归纳总结了各自的优良性质，而且能够在一定范围内使生产成本降低等益处。

从而，该类改性材料在电器、大型设备等方面应用最多。

2.2PET的化学改性及应用在一种组分中添入另一种或几种组分发生缩聚、共聚等化学反应称为化学改性，这种改性方法来形成一种新的聚合物合金。

PET的化学改性不仅为改良高聚物的熔融点、玻璃化温度和形态创造出了一个方便的渠道，而且也为PET结晶行为、形态结态及加工性能等问题的解决提供了新的方法。

2.2.1化学电镀对PET的改性及应用李莉莉[10]等选用3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTS)对PET材料表层进行化学镀银,并进行巯基改性。

研究结果表明对PET材料表层进行巯基改性，即巯基改性硅烷的一端经过缩聚反应(和聚酯材料表面的-OH发生反应)构成接枝，另外一端通过巯基和银的协同效应促使其安稳的吸附Ag，并且使其成为催化活性的中心，可使银镀层的顺利完成，因而使PET纤维的耐摩性得到了提高。

该类材料可用以生产具备屏蔽作用的医疗设备、涤纶纤维等。

PET性能优越，应用广泛，深入的研究，但是在铜与PET结合方面的探究还不够。

潘湛昌[11]等人研究表明，PET材料的化学镀铜中添入高聚物如聚乙二醇有十分有效的作用，可以使氢脆问题得到降低，并且使镀铜的速度降低，从而使镀的铜层紧凑，对于镀层的性能更有帮助。

这种改性材料可用以生产挠性电路板。

2.2.2氨基酸对PET的改性及应用将ε-聚赖氨酸接枝在PET表面，可以用来制备一种新型的抗菌材料（L-PET）。

郝丽梅[12]等研究结果表明，该织物的表面改性是通过在PET表面羧基的化学修饰，耦合剂接枝和ε-聚赖氨酸被固定，从而使ε-聚赖氨酸成功地接枝在PET的表面上。

而且从此次试验结果表明，L-PET该类材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等具备良好的抗菌活性，因此L-PET材料可以稳定贮存至少两年。

这种改性材料可用以生产新型的抗菌材料（L-PET）。

聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET )由于在力学性能和生物相容性方面都比较突出，所以在血液接触性医用设备经常使用如心脏阀门、心脏瓣膜和人造血管等。

但是因为该类材料也有其不足之处其血液相容性很低，容易在材料表面诱发血，因此PET薄膜的血液相容性是研究的又一重点。

目前，许多种化学物质例如聚乙二醇、含巯基化合物等被接枝到PET薄膜表面，因此PET薄膜的血液相容性有了不小的改进，但是目前仍然没有得到一类完全的抗血栓表面膜。

刘芸[13]等人的研究表明通过精氨酸表面的固定化可以有效的提高PET薄膜的血液相容性。

这种改性材料可用以生产医疗设备等。

2.3纳米无机物复合改性PET及应用粒径在一纳米到一百纳米的原子团簇或微粒称为纳米粒子。

纳米粒子通过与普通粒子比较，得出了纳米粒子具备特殊的光学、电学、磁学等特性，重点表现在量子尺寸效应、表面效应、界面效应等。

有专家觉得，纳米粒子将是当前最有发展前景的材料之一，国内外有许多的科研试验表明，在有机聚合物中添加纳米粒子，使得该类物质的工程化与功能化产生了极大的功用。

2.3.1原位聚合复合无机物/PET的改性及应用柯扬船[14]选用复合制备无机超细粒子原位聚合(二氧化硅，二氧化钛，蒙脱土)/PET复合材料，最初探究了不同的无机粒子对PET结晶速率的影响。

研究表明：蒙脱与PET 复合材料的结晶速率在当中是最快的；纳米二氧化硅与PET复合材料结晶速率次之，其结晶动力学过程类似于纳米二氧化硅与PET复合材料。

其次，比较了蒙脱土不同加入方式对材料性能的影响。

实验结果表明：干粉添入法得到的NPET的结晶速率(t1/2)比凝胶法慢，良好的机械性能，特别是缺口冲击强度超过凝胶添入法，但两种添入法的热形温度相似。

扫描电子显微镜分析表明复合材料表现出韧性断裂；透射电镜分析表明百分之三到百分之四的团聚颗粒，不同程度地与基体产生相分离。

最后，用研制的纳米前驱物粉体(NPP)制备PET 复合材料，解决了超微颗粒均匀分散问题。

并在玻璃纤维加强改性条件下，对比了干粉添入法与凝胶添入法对NPP-PET复合材料性能的影响，实验表明：这两种添入法都使加工模具温度降到60摄氏度上下，玻璃纤维添加量达到百分之三十(质量)，一种新型高性能无机纳米与聚酯复合材料形成。

这种改性方法可用以制造新型高性能无机纳米与PET聚酯复合材料。

2.3.2TPU/纳米SiO2改性PET及应用崔建明[15]等人研究表明PET的韧性随着TPU的添加而增强，但是PET的强度及刚性会随着下降，而且添加TPU的质量占总质量的百分之三十时候，对PET 的改性较适合；且质量占总质量百分之一的成核剂二氧化硅对PET成核是有帮助的，因此材料的强度也得到了提高，但是对材料的断裂伸长率作用甚微；用硅烷偶联剂KH-560较氨基硅烷偶联剂A-1100的改性效果较差。

这种改性方法可用以生产电子电器、汽车配件和机械设备中的外壳与零件。

2.3.3炭黑纳米改性PET及应用周麒麟[16]等人研究表明PET薄膜与炭黑在高剪切的作用下能够发生接枝反应，并且纳米炭黑与炭黑在PET 中都有优良的特性，但是纳米炭黑有更好的分散性及更小的分散粒径；纳米炭黑对PET 有更好的成核效应，且随着纳米炭黑含量增加，PET结晶温度也进一步得到提高，结晶度也随之增大；纳米炭黑对紫外线的屏蔽能力不仅明显好于炭黑，而且其对PET薄膜的雾度影响较小，更适合于制备透明的复合材料薄膜。

这种改性方法可应用于生产透明的复合材料薄膜。

2.3.4无机纳米复合阻燃聚酯纤维对PET的改性及应用杨卫忠[17]等研究表明可以通过用无机纳米复合阻燃聚酯纤维对PET聚酯改性，使得纤维获得了永久的阻燃功能，同时也通过该方法合成出了PET聚酯切片并且使它具有了阻燃功能。