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提高高分子材料共混体系的相容性

(2018-02-28 16:24:57)
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分类: TPE应用领域

话说聚合物共混物的相容性对材料的宏观性能影响甚重。聚合物共混物通常为两相体系,相容性对共混物的性能影响很大,如果两种聚合物完全相容,则制得的共混物不会获得特殊性能;如果两种聚合物形容下很差,则共混产生宏观的相分离,形成分层或剥离现象,降低了材料的强度和使用性能;若两种聚合物部分相容,则形成微观或亚微观的相分离结构,两相界面之间存在相互作用,形成过渡层,这时所获得的共混物往往会表现出独特的性能。由此可见,在制备共混物的时候,形成微观或亚微观相分离是一个关键词。然而,能够具有良好的相容性并可以直接共混的体系也是相当少的。因此,大多数共混体系中都要采取一些措施来改善聚合物共混体系的相容性,使其形成微观相分离。提高共混体系相容性的方法有:

    

       化学改性

 

       如果参加共混的聚合物分子链上含有某种可相互作用的官能团,它们之间的相容性必定好。基于此原因,在共混改性技术中,常常采用向分子链引入极性基团的方法来改善聚合物的相容性,并且收到较好的效果。例如:聚甲基丙烯酸甲酯与聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯酰胺等,由于分子间之间可以形成氢键、具有较好的相容性。又如:聚合物分子链上分别含有酸性和碱性基团,共混时可以产生质子转移,分子链间可生成离子键或配位键。

通过高分子链的化学改性(如氯化、磺化等),就有可能明显改善共混体系的相容性。其次,通过共聚的方法改变聚合物分子链结构,也是一种增加聚合物之间相容性的常用而有效的方法。

       加入增容剂增容剂是指在共混物的聚合物组分之间起到增加相容性和强化界面黏结作用的共聚物。此外,增容剂还可以促进分散相组分在共混物中的分散。增容剂可分为高分子增容剂和低分子增容剂。高分子增容剂又可分为非反应型和反应型两种。低分子增容剂则全部是反应型的。

 

       非反应型增容剂

 

       所谓非反应型增容剂是指那些本身没有反应基团,在聚合物共混过程中不发生化学反应的增容剂,它们多为两种成分构成的高分子聚合物。从结构上看,大多数为嵌段共聚物或接枝共聚物,依靠自身对两种聚合物共混物的亲和力、粘结力,使原来相容性差的两种聚合物相容,形成具有良好界面作用的聚合物共混物。

 

       反应型增容

 

       所谓反应型增容剂是指本身含有反应基团的增容剂,它在聚合物共混时能与其他聚合物含有的基团发生化学反应,生成化学键而使聚合物和增容剂之间产生较强的结合力而达到增容的效果。这类增容剂有马来酸型、丙烯酸型、环氧改性型,此外还有低分子反应增容剂。

 

       改善共混加工工艺

 

       热力学相容性好尽管是共混体系相容的必要条件,但如果没有很好的加工设备和加工工艺,也不能实现真正的混溶;反之,相容性差的共混体系,如果能采用好的加工设备,合理的工艺条件,借助提高温度和强剪切力的作用,增加相间接触面,同样可以改善聚合物之间的相容性,使之形成很好较好的共混体系。

       温度是实现聚合物共混的重要条件,绝大多数情况下,提高加工温度有助于本来不相容的聚合物转化为相容或部分相容。但有时相反,当温度升高到某一温度或降低到某一温度时,本来已经相容飞共混体系会出现相分离。

       机械混合时,强烈的剪切力可以强迫两种不相容或相容不好的聚合物的分子链缠绕在一起,通过扩大相间的接触而增加链段的扩散程度,增加相容性。有时在强烈的剪切力和加热的作用下,共混物的分子链发生部分断裂,生成不同组分之间接枝或嵌段共聚物,该共聚物都是很好的增容剂,可增加组分之间的相容性。这就是所谓的机械力—化学作用。

 

       共混物组分间发生交联

 

       交联可分化学交联和物理交联两种情况。例如,用辐射的方法可使LDPE/PP产生化学交联,其相容性使得到改善。结晶作用属于物理交联,例如PET/PP/PET/PA66,由于纤维取向结晶,使已形成的共混物心态结构稳定,从而体系相容性增加。

 

       共溶剂法和IPN

 

       两种互不相溶的聚合物经常可在共同溶剂中形成真溶液。将溶剂除去后,相界面非常大,以致很弱的聚合物相互作用就足以使形成的形态结构稳定。

       互传网络聚合物(IPN)技术是改善共混物相容性的新方法。其原则是将两种聚合物结合成稳定的相互贯穿的网络,从而提高其相容性。IPN网络聚合物如SEBS+PP(TPE)形成的IPN网络结构.

      如需了解更多,可以咨询炬烨工作人员:0769-82825781 张小姐13827205072.

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