工程塑料材料改性神器——马来酸酐接枝相容剂牌号、应用PK偶联剂
(2019-09-06 09:48:57)
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塑料改性相容增韧增强 |
一、相容剂的概述:
相容剂,顾名思义,增加两种材料的相容性,使之两种材料间粘接力增大,形成稳定的结构,特别是形成化学链,使分散相和连续相均匀,即相容化。相容剂分子含有能与两种材料或多种材料进行物理或化学结合的基团。在热力学本质上可以理解为界面活性剂。
相容剂在两种材料之间的界面上起降低界面张力、增加界面层厚度、降低分散粒子尺寸的作用,使体系最终形成热力学稳定的相态结构。由于相容剂对高分子填充体系、增韧体系、增强体系、合金体系的混合性和稳定性会产生重要的影响,因此,相容剂的合理选择和使用对高分子合金技术的实现是至关重要的。马来酸酐MAH是目前普用接枝单体中极性最强的,故相容剂多是马来酸酐接枝而成,于是,相容剂又叫马来酸酐接枝相容剂、接枝相容剂、接枝料等等。杜邦和南京塑泰的相容剂不错。
二、相容剂和偶联剂比较:
1、相容剂之所以叫相容剂可以提高塑料合金间的相容,这点偶联剂不行,如PC/ABS的合金,要加马来酸酐接枝相容剂,比如牌号ST-1,加偶联剂没有什么用。
2、马来酸酐接枝相容剂是高分子的,高温下不容易分解和破坏,低分子的偶联剂不具备的。
3、因为接枝了强极性基团,分子间作用力大,通常比原料(接枝之前)拉伸强度提高一倍。加入到材料中自然也提高了拉伸强度,偶联剂提高的幅度小。
4、尼龙、PP、PBT等塑料的增韧剂,偶联剂不行,需要加马来酸酐接枝弹性体相容剂(牌号有ST-1、St-2、ST-4等)就很好——吸收冲击的能量并传递走,普通弹性体只是吸收冲击的能量。
5、偶联剂也有相容剂不具备的性能:可以做交联电缆。
6、填充比较多的情况下,用偶联剂处理就便宜了。如果填充用的少,则选择相容剂,直接简单混合后注塑,不需要干燥、活化等工序。非极性的PP等接枝后材料有了极性就可以和极性的玻纤、填充、金属结合的更好,由分子间的结合变成分子键的结合,使复合材料力学性能大大提高。
三、相容剂牌号和应用
ST-1 用于PA、PET、PBT等及其合金材料的相容剂与增韧剂。
ST-2 用于PE、PP及其改性材料的相容剂与增韧剂。
ST-3 用于聚烯烃低烟无卤阻燃电缆料相容剂,提高拉伸强度和伸长率,增加无机物的添加量。
ST-4 用于PS/PP 、ABS/PC、ABS/PA、PS/PE等合金改性,提高产品的韧性、相容性等综合性能。
ST-5用于聚丙烯填充母料、色母料、阻燃母料、降解母料。
ST-6用于聚乙烯塑木、填充母料、色母料、阻燃母料、铝塑复合、铁塑复合、聚烯烃/尼龙体系的相容
ST-7用于低烟无卤阻燃电缆料、聚乙烯填充母料、色母料、阻燃母料、铝塑复合聚乙烯膜、丝。
四、相容剂具体应用:
1、塑料合金
相容剂的出现主要是为高分子材料合金技术服务的。所谓高分子合金,即由两种或两种以上具有不同性质的高分子材料经共混并采用相应的相容化技术而得到的多相多组分体系。而这样的高分子合金、共混、改性的重要关键材料就是相容剂。相容剂对合金技术的微观相态结构起到很好的调整和控制作用,而使共混材料实现高性能化和功能化的效果。相容剂广泛应用于PP/PE、PP/PA、PA/PS、PA/ABS、ABS/PC、PBT/PA、PET/PA、PP/POE、PE/EPDM、TPE/PU等合金。
2、聚合物的改性
由于相容剂是以活跃自由基分子羧基掺入非极性与极性聚合物之间起“桥梁”作用,将其改性成为极性的改性聚合物,再使其与极性的聚合物共混,两者之间进行反应而制得良好的改性共混效果。
3、废旧塑料
利用相容剂回收废旧塑料,使之成为新的塑料合金或新的改性塑料,是“废物综合利用”比较好的可行办法,并可解决“白色污染”问题,具有很大的社会效益和企业经济效益。在国外已有很多先例,如荷兰国家矿业公司生产的BENNET相容剂,就是用于回收废旧塑料再生的专用相容剂,可以把两种或多种不同品种、不同性质的旧塑料,如聚烯烃塑料与工程塑料的边角料的共混再生,添加5%-10%南京塑泰相容剂作为海相或岛相之间的界面层,发挥相容剂的键合力极性相容基团效率,而制备成为一种新的塑料合金或改性塑料。
4、应用于塑料与填料的偶联
相容剂又称大分子偶联剂。由于具有高分子部分与高分子聚合物相容,因此,相容剂对聚合物与填料之间的偶联效率优异,可用于PE/CaCO3、PE/滑石粉、PA/GF、等偶联处理,效果良好。
5、应用于极性树脂的增韧
热塑性弹性体,具有良好的柔软性、高弹性和低温性能,添加一定量的相容剂可以作为PP、PE、PS、PA、PC等塑料的增韧剂。而相容剂正是这些增韧剂的最关键性的“核”、“壳”相容作用。如EPDM接枝MAH增韧剂,可在-45的温度下,保持优良的物理性能和坚韧性能。一般用量5%-10%。
6、应用于改善塑料的性能
相容剂还可用于改善塑料的粘接性和改善塑料的抗静电、印刷性、涂装性、光泽性等的表面性能。
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