近年来,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)被广泛应用于电子、电器仪表、汽车部件、家饰装潢等诸多行业。特别是伴随着食品行业的蓬勃发展,人们对PET中空容器以及包装薄膜等生活日用品的需求量急剧增长。不过随之而来的则是这些PET制品丢弃后引起的白色污染问题。因此,从节约能源和资源、保护环境的角度出发,对PET制品的回收及循环再利用,已是当前工程塑料研究领域的关注方向之一。但回收的PET(rPET)由于存在加工和使用的历史,因此强度低、冲击性能差、流动不稳定,难以满足工程领域对材料的要求。为此,寻求切实有效的方法来改性rPET,并建立rPET改性材料结构与性能间的关系,是回收PET制品并拓展rPET用途的关键。因此,本文首先通过熔融共混制备几种rPET改性材料:甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯增韧体系(rPET/MBS)、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯共聚物增韧体系(rPET/ SEBS-g-MAH)、玻璃纤维增强体系(rPET/GF)以及玻璃纤维和弹性体增强、增韧的三元复合体系(rPET/ SEBS-g-MAH/GF);随后研究了材料的力学强度、动态力学性能、流变性能、结晶性能以及热稳定性;在此基础上重点考察了材料的性能与其内部织态结构、填料的近、远程结构的关系;目的在于定量的评价rPET改性材料中多层次结构对宏观性能的影响程度,为该类材料的结构与性能设计奠定初步的理论和实验的基础。(1)MBS对rPET具有一定的增韧效果;当MBS含量为30 wt%时,材料的缺口冲击强度提高了约42%,但材料的拉伸强度和杨氏模量分别下降了约26%和9%。与MBS相比,SEBS-g-MAH的增韧效果更为显著,30 wt%含量的SEBS-g-MAH可使rPET材料的缺口冲击性能提高约500%,而材料的屈服强度下降并不明显;两种弹性体增韧效果的差异主要源于它们与rPET基体两相界面间的粘结程度的不同;此外,弹性体在基体中的分散形态也是影响其增韧效果的重要因素。与MBS相比,SEBS-g-MAH能够以球形液滴的形态更均匀的分散于rPET基体中。随含量的增加,其粒径逐渐减小,且符合正态分布的增韧基本特征;(2) GF增强的rPET材料同时具备优良的强度和韧性。当GF含量为30 wt%时,复合材料的拉伸强度达到108.4 MPa,与纯rPET相比提高了约115%,而弯曲模量、弯曲强度、拉伸模量以及缺口冲击强度则分别增加了534%、86%、95%和163%,材料的力学性能全面提升,且与采用Kerner和Nielsen模型预测的理论值较为接近;其中,GF的近程结构(长径比)和远程结构(取向度)是影响材料最终性能的重要参数;H-T模型分析的结果表明rPET基体中GF的有效长径比为5,远小于其初始长径比,这是由于在既定的加工工艺和基体黏度的环境中,GF为柔性填料,因此在熔融加工过程中会弯曲、缠绕甚至断裂;而与修正的COX模型获得的结果相比,Kelly-Tyson模型获得GF的理论取向度更接近实验结果。(3)采用SEBS-g-MAH和GF协同改性rPET时,在固定的SEBS-g-MAH浓度下(20 wt%),当GF含量为30 wt%时,复合材料的冲击强度提升了约445%;材料的拉伸强度以及弯曲强度则在15 wt%的GF含量下出现最大值,与纯rPET相比分别提升了约88%和63%;SEBS-g-MAH对rPET没有异相成核作用,反而会导致rPET的结晶不完善,使得体系的结晶温度和熔融温度均下降;而GF对rPET则有明显的异相成核效果,两者竞争的结果使得在较高的GF含量下,三元复合材料的熔融温度和结晶温度有所提升。