反应挤出原理课件 学生拷贝版

1、第一章第一章 反应挤出概述反应挤出概述 本科生专业选修课本科生专业选修课反应挤出原理反应挤出原理 主要参考书 反应挤出原理与实践，马里诺反应挤出原理与实践，马里诺. .赞索斯赞索斯 著，著， 化学工业出版社，化学工业出版社，19991999。 高分子材料的反应加工，殷敬华等著，科学高分子材料的反应加工，殷敬华等著，科学 出版社，出版社，20082008。 本章内容 反应挤出的定义和过程 反应挤出原理 反应挤出的特点 反应挤出设备 反应挤出的应用 反应挤出的发展 反应挤出的定义及过程 反应挤出反应挤出(reactive extrusion)(reactive extrusion)是指在聚合物和是

2、指在聚合物和/ /或或 可聚合单体的连续挤出过程中完成一系列化学反应可聚合单体的连续挤出过程中完成一系列化学反应 的操作过程。的操作过程。 具有利用挤出机处理高粘度聚合物的独特功能，对具有利用挤出机处理高粘度聚合物的独特功能，对 挤出机螺杆料筒上的各个区域进行独立的挤出机螺杆料筒上的各个区域进行独立的温度控制温度控制、 物料停留时间控制物料停留时间控制和和剪切强度控制剪切强度控制。 使物料在各个区域传输过程中完成固体输送、增压使物料在各个区域传输过程中完成固体输送、增压 熔融、物料混合、熔体加压、化学反应、排除副产熔融、物料混合、熔体加压、化学反应、排除副产 物和未反应单体、熔体输送和泵出成型

3、等一系列化物和未反应单体、熔体输送和泵出成型等一系列化 工基本单元操作。工基本单元操作。 目前反应挤出技术已经广泛应用于聚合物降解、接目前反应挤出技术已经广泛应用于聚合物降解、接 枝、本体聚合、交联及反应性共混等方面枝、本体聚合、交联及反应性共混等方面, ,在聚合物在聚合物 制备、功能化及高性能化学改性等领域发挥了重要制备、功能化及高性能化学改性等领域发挥了重要 作用作用, ,是高分子材料反应加工学科的重要组成部分。是高分子材料反应加工学科的重要组成部分。 聚合物在反应过程或者在聚合物合成过程中反应聚合物在反应过程或者在聚合物合成过程中反应 体系的粘度往往越来越高。体系的粘度往往越来越高。 实

4、践证明，当聚合物粘度在实践证明，当聚合物粘度在10101000Pa1000Pas s时，聚时，聚 合物原料在传统反应器中已不能进行聚合反应，合物原料在传统反应器中已不能进行聚合反应， 需要进行稀释以降低其粘度。需要进行稀释以降低其粘度。 反应挤出却可以在此高粘度下实现聚合反应。反应挤出却可以在此高粘度下实现聚合反应。 螺杆和料筒组成的塑化挤出系统能将聚合物熔融螺杆和料筒组成的塑化挤出系统能将聚合物熔融 后降低粘度，并利用螺杆转动使之混合均匀，从后降低粘度，并利用螺杆转动使之混合均匀，从 而把聚合物的化学反应与挤出加工有机地结合成而把聚合物的化学反应与挤出加工有机地结合成 一个完整连续的过程。一

5、个完整连续的过程。 反应挤出的定义及过程 反应挤出技术的发展过程 反应挤出是反应挤出是2020世纪世纪6060年代后期才兴起的一种新技年代后期才兴起的一种新技 术，因其能使聚合物多样化、功能化、生产连续术，因其能使聚合物多样化、功能化、生产连续 化、工艺操作简单经济而越来越受到重视。化、工艺操作简单经济而越来越受到重视。 19651965年年DowDow公司发表了聚乙烯公司发表了聚乙烯( PE)( PE)与丙烯酸与丙烯酸(AA)(AA) 反应挤出的专利。反应挤出的专利。 19661966年，单螺杆挤出机反应挤出得到可控降解年，单螺杆挤出机反应挤出得到可控降解PPPP。 1967 1967 年起

6、，埃克森公司就开始利用挤出机结构进年起，埃克森公司就开始利用挤出机结构进 行熔融相化学反应的研究和商业应用。行熔融相化学反应的研究和商业应用。 19711971年年Kow dskiKow dski研究了反应挤出研究了反应挤出PPPP降解与降解与O O2 2的关的关 系。系。 反应挤出原理 反应挤出是以螺杆和料筒组成的塑化挤压系统作为连续反反应挤出是以螺杆和料筒组成的塑化挤压系统作为连续反 应器应器, ,将欲反应的各种原料组分，如单体、引发剂、聚合将欲反应的各种原料组分，如单体、引发剂、聚合 物、助剂等一次或分次由相同的或不同的加料口加入到螺物、助剂等一次或分次由相同的或不同的加料口加入到螺 杆

7、中，在螺杆转动下实现各原料之间的混合、输送、塑化、杆中，在螺杆转动下实现各原料之间的混合、输送、塑化、 反应和从口模挤出的过程。反应和从口模挤出的过程。 传统挤出过程一般以聚合物为原料传统挤出过程一般以聚合物为原料, ,通过外加热量和螺杆通过外加热量和螺杆 转动过程中施加给物料的剪切摩擦热将其熔融并混合均匀，转动过程中施加给物料的剪切摩擦热将其熔融并混合均匀， 然后经口模挤出、模具造型、脱模冷却后得到制品。其挤然后经口模挤出、模具造型、脱模冷却后得到制品。其挤 出过程是物料由固态出过程是物料由固态( (结晶态或玻璃态结晶态或玻璃态) ) 液态液态( (粘流态粘流态) ) 固态固态( (结晶态或

8、玻璃态结晶态或玻璃态) )的以物理变化为主的过程。的以物理变化为主的过程。 而反应挤出中存在着显著的化学变化，如单体之间的缩聚、而反应挤出中存在着显著的化学变化，如单体之间的缩聚、 加成、开环形成聚合物的聚合反应，聚合物与单体之间的加成、开环形成聚合物的聚合反应，聚合物与单体之间的 接枝反应，聚合物之间的交联反应等。接枝反应，聚合物之间的交联反应等。 反应挤出原理 按照反应工程理论，任何反应器内的实际过程，按照反应工程理论，任何反应器内的实际过程， 既包含着基本的化学反应过程，同时也伴随着众既包含着基本的化学反应过程，同时也伴随着众 多的传热、传质、流动等物理传递过程。多的传热、传质、流动等物

9、理传递过程。 聚合反应的本质规律是由反应物自身的属性决定聚合反应的本质规律是由反应物自身的属性决定 的，并不因上述物理过程的存在而改变。但是传的，并不因上述物理过程的存在而改变。但是传 递过程之所以对反应结果产生影响，是因其改变递过程之所以对反应结果产生影响，是因其改变 了聚合了聚合“微元微元”场所的条件。场所的条件。 不同类型的反应器具有不同的传递过程特点，但不同类型的反应器具有不同的传递过程特点，但 并不影响聚合反应的动力学微分表达式，所改变并不影响聚合反应的动力学微分表达式，所改变 的只是微分方程的边界条件，进而影响到最终的的只是微分方程的边界条件，进而影响到最终的 反应积分结果。反应积

10、分结果。 对于反应挤出机而言，流变性、热传递和化学反应对反对于反应挤出机而言，流变性、热传递和化学反应对反 应结果起着关键作用，同时它们之间也是相互联系、相应结果起着关键作用，同时它们之间也是相互联系、相 互影响的互影响的. . 流变性、热传递和化学反应的关系 反应挤出的特点 螺杆挤出机可根据需要设置多处加料口，根据螺杆挤出机可根据需要设置多处加料口，根据 各种化学反应自身的规律，沿螺杆的轴向按一定各种化学反应自身的规律，沿螺杆的轴向按一定 程序和最合适的方式程序和最合适的方式分步加入物料分步加入物料，可以，可以控制化控制化 学反应学反应按预定的顺序和方向进行。按预定的顺序和方向进行。 可以可

11、以精确控制反应精确控制反应温度，并可根据化学反应本温度，并可根据化学反应本 身的特点和规律，通过温度沿螺杆轴向的分布和身的特点和规律，通过温度沿螺杆轴向的分布和 分布梯度来控制反应进行的方向、速度和程度，分布梯度来控制反应进行的方向、速度和程度， 以减少副反应的发生。以减少副反应的发生。 螺杆挤出机的螺杆挤出机的混合能力很强混合能力很强，提高了反应物料，提高了反应物料 体系的混合均匀程度。体系的混合均匀程度。 反应挤出的优点：反应挤出的优点： 通过调整螺杆转速和螺杆的几何结构通过调整螺杆转速和螺杆的几何结构, ,可以可以控控 制反应物料的停留时间和停留时间分布制反应物料的停留时间和停留时间分布

12、。反应挤。反应挤 出比较适合于反应速度较快的化学反应。出比较适合于反应速度较快的化学反应。 副反应较少副反应较少, ,选择性较好。选择性较好。 螺杆挤出机螺杆挤出机既是反应器既是反应器, ,又是制品成型设备又是制品成型设备, ,从从 而使生产工艺过程做到了工序少、流程短、能耗而使生产工艺过程做到了工序少、流程短、能耗 低、成本低、生产效率高。低、成本低、生产效率高。 反应挤出的优点：反应挤出的优点： 反应挤出的缺点：反应挤出的缺点： 技术难度大。不但要进行配方和工艺条件的研技术难度大。不但要进行配方和工艺条件的研 究究, ,而且要针对不同的反应设计所需的新型反应而且要针对不同的反应设计所需的新

13、型反应 挤出机，研发资金投入大，时间长。挤出机，研发资金投入大，时间长。 难以观察检测。物料在挤出机中始终处于动态、难以观察检测。物料在挤出机中始终处于动态、 封闭的高温、高压环境中，难以观察、检测物料封闭的高温、高压环境中，难以观察、检测物料 的反应程度的反应程度; ;物料停留时间较短，一般只有几分物料停留时间较短，一般只有几分 钟时间，因而要求所要进行的反应必须快速完成。钟时间，因而要求所要进行的反应必须快速完成。 技术含量高。反应挤出技术涉及到聚合物材料、技术含量高。反应挤出技术涉及到聚合物材料、 化学工程、聚合反应工程、橡塑机械、聚合物成化学工程、聚合反应工程、橡塑机械、聚合物成 型加

14、工、机械加工、电子等诸多学科，需较长时型加工、机械加工、电子等诸多学科，需较长时 间的研究和多方合作才能取得成果。间的研究和多方合作才能取得成果。 反应挤出设备 用于反应挤出的设备主要是用于反应挤出的设备主要是反应挤出机反应挤出机。 反应挤出机的设计制造是反应挤出技术的关键和基础。不反应挤出机的设计制造是反应挤出技术的关键和基础。不 同的化学反应需要使用不同的反应挤出机。用于反应挤出同的化学反应需要使用不同的反应挤出机。用于反应挤出 的挤出机一般是经过专门有针对性的设计制造的的挤出机一般是经过专门有针对性的设计制造的, , 而不是而不是 像共混所用的挤出机是通用的。像共混所用的挤出机是通用的。

15、 反应挤出对所使用的反应挤出机有如下要求：反应挤出对所使用的反应挤出机有如下要求： 1 1）能为物料提供足够的熔化时间、反应时间）能为物料提供足够的熔化时间、反应时间, , 并有足够并有足够 的时间在除杂段对产品进行纯化处理的时间在除杂段对产品进行纯化处理, ,即要求反应挤出机即要求反应挤出机 要有较大的长径比。要有较大的长径比。 2 2）物料的停留时间分布要窄）物料的停留时间分布要窄, , 在保证化学反应充分完成在保证化学反应充分完成 的前提下的前提下, , 要防止部分物料因停留时间长而引起降解、交要防止部分物料因停留时间长而引起降解、交 联等其他副反应。联等其他副反应。 3 3）优秀的排气

16、性能）优秀的排气性能, , 因为在反应挤出过程中因为在反应挤出过程中, , 加入的反加入的反 应单体不可能完全参加反应应单体不可能完全参加反应, , 而要脱除那些未反应的单体、而要脱除那些未反应的单体、 反应生成的小分子副产物、物料中夹杂的挥发性组分等反应生成的小分子副产物、物料中夹杂的挥发性组分等, , 往往要求高真空度下短时间内迅速完成往往要求高真空度下短时间内迅速完成, , 但同时又不会引但同时又不会引 起反应挤出机冒料。起反应挤出机冒料。 4 4）螺杆对物料具有强输送能力和强剪切功能。由于反应）螺杆对物料具有强输送能力和强剪切功能。由于反应 混合物熔化后粘度差别大混合物熔化后粘度差别大

17、, , 混合输送相对困难混合输送相对困难, , 因而螺杆因而螺杆 的输送能力要强化的输送能力要强化, , 强烈的剪切可以有助于化学反应进行。强烈的剪切可以有助于化学反应进行。 5 5）良好的热传递功能。由于反应挤出过程中，特别是本）良好的热传递功能。由于反应挤出过程中，特别是本 体聚合过程中，释放的反应热必须尽快排出反应体系，因体聚合过程中，释放的反应热必须尽快排出反应体系，因 而要求挤出料筒具有良好的冷却功能。而要求挤出料筒具有良好的冷却功能。 反应挤出对所使用的反应挤出机的要求：反应挤出对所使用的反应挤出机的要求： 反应挤出机的主要类型及特点 反应挤出机有反应挤出机有单螺杆型单螺杆型和和双

18、螺杆型双螺杆型, , 各具特点而各具特点而 都得到普遍应用。都得到普遍应用。 单螺杆型具有设计制造相对容易、物料停留时间单螺杆型具有设计制造相对容易、物料停留时间 适宜、造价低等特点适宜、造价低等特点, , 但其混合能力、排气能力、但其混合能力、排气能力、 运输能力和热交换能力都不够理想，同时物料在运输能力和热交换能力都不够理想，同时物料在 单螺杆挤出机内的停留时间分布较宽。单螺杆挤出机内的停留时间分布较宽。 双螺杆型分为啮合型和非啮合型、同向型和异向双螺杆型分为啮合型和非啮合型、同向型和异向 型型, , 具有剪切混合功能强、自洁性好、物料停留具有剪切混合功能强、自洁性好、物料停留 时间分布窄

19、等优点时间分布窄等优点, ,同时模块化的双螺杆挤出机可同时模块化的双螺杆挤出机可 根据需要随意设置加料口和排气口根据需要随意设置加料口和排气口, ,工艺控制灵活，工艺控制灵活， 但造价高、设计制造困难、物料停留时间短、研但造价高、设计制造困难、物料停留时间短、研 发投入大。发投入大。 双螺杆挤出机形式多样，两根螺杆的双螺杆挤出机形式多样，两根螺杆的啮合程度啮合程度和和 旋转方向旋转方向决定了它的几何特性和工作特性。决定了它的几何特性和工作特性。 大体上，根据螺杆的啮合程度和旋转方向大体上，根据螺杆的啮合程度和旋转方向, ,用于反用于反 应挤出的双螺杆挤出机主要有以下三种形式应挤出的双螺杆挤出机

20、主要有以下三种形式: :非啮非啮 合型异向旋转挤出机合型异向旋转挤出机、紧密啮合型异向旋转挤出紧密啮合型异向旋转挤出 机机和和紧密啮合型同向旋转挤出机紧密啮合型同向旋转挤出机. . 双螺杆挤出机的结构与性能特点双螺杆挤出机的结构与性能特点 不同结构的双螺杆反应挤出机性能比较 反应挤出的应用 目前反应挤出技术已经广泛应用于聚合物目前反应挤出技术已经广泛应用于聚合物 降解、接枝、本体聚合、交联及反应性共降解、接枝、本体聚合、交联及反应性共 混等方面。混等方面。 在聚合物制备、功能化及高性能化学改性在聚合物制备、功能化及高性能化学改性 等领域发挥了重要作用。等领域发挥了重要作用。 是高分子材料反应加

21、工学科的重要组成部是高分子材料反应加工学科的重要组成部 分。分。 聚烯烃的接枝反应挤出 以聚丙烯和聚乙烯为代表的聚烯烃是用途广泛的通用塑料，以聚丙烯和聚乙烯为代表的聚烯烃是用途广泛的通用塑料， 具有产量大、价格低、耐水、耐化学药品、成型工艺好等优具有产量大、价格低、耐水、耐化学药品、成型工艺好等优 点。但由于它们是非极性材料，与其他聚合物或填料共混时，点。但由于它们是非极性材料，与其他聚合物或填料共混时， 界面作用力差。同时，它们的熔点低，热变形温度低，尺寸界面作用力差。同时，它们的熔点低，热变形温度低，尺寸 稳定性不好，给实际应用带来限制。稳定性不好，给实际应用带来限制。 通过与极性不饱和单

22、体进行接枝，在聚烯烃分子链上引入极通过与极性不饱和单体进行接枝，在聚烯烃分子链上引入极 性基团，可以改善其性能上的不足，同时又增加新的性质，性基团，可以改善其性能上的不足，同时又增加新的性质， 是一种简单有效的聚烯烃改性方法。是一种简单有效的聚烯烃改性方法。 聚烯烃接枝改性方法主要有聚烯烃接枝改性方法主要有: :溶液接枝、熔融接枝、固相接溶液接枝、熔融接枝、固相接 枝、辐射接枝、悬浮接枝等。枝、辐射接枝、悬浮接枝等。 熔融接枝主要是在挤出机和密炼机中进行。挤出机中的熔融熔融接枝主要是在挤出机和密炼机中进行。挤出机中的熔融 接枝不仅能灵活设计具有特性的高分子材料，而且无溶剂回接枝不仅能灵活设计具

23、有特性的高分子材料，而且无溶剂回 收，减少设备费用，可以方便、经济地在聚合物分子链上接收，减少设备费用，可以方便、经济地在聚合物分子链上接 枝不同的官能团，改善原有聚合物的染色性、吸湿性、粘接枝不同的官能团，改善原有聚合物的染色性、吸湿性、粘接 性、反应活性及与其它聚合物的相容性等，从而开发性能更性、反应活性及与其它聚合物的相容性等，从而开发性能更 优的高分子材料。优的高分子材料。 接枝反应挤出的单体接枝反应挤出的单体 反应挤出中反应挤出中, ,聚烯烃接枝的单体主要有聚烯烃接枝的单体主要有酸性官能团酸性官能团 单体单体、碱性官能团单体碱性官能团单体和其它单体。和其它单体。 酸性官能团单体主要有

24、酸性官能团单体主要有: :马来酸酐马来酸酐(MAH) (MAH) 、丙烯酸、丙烯酸 (AA) (AA) 、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸(MA) (MA) 、富马酸、富马酸(FA) (FA) 、衣康酸、衣康酸 ( IA) ( IA) 、异氰酸酯等。、异氰酸酯等。 碱性官能团单体主要有碱性官能团单体主要有: :甲基丙烯酸缩水甘油酯甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) (GMA) 、唑啉基化合物等。、唑啉基化合物等。 还有官能化过氧化物、不饱和硅烷、苯乙烯还有官能化过氧化物、不饱和硅烷、苯乙烯(St) (St) 等。等。 挤出机中聚烯烃接枝采用的引发剂一般与其有较好的热力挤出机中聚烯烃接枝采用的引发剂一般与其

25、有较好的热力 学亲合性，并且分解温度适宜于反应挤出加热过程。学亲合性，并且分解温度适宜于反应挤出加热过程。 接枝和副反应之间的竞争在很大程度上依赖于引发剂种类接枝和副反应之间的竞争在很大程度上依赖于引发剂种类 和浓度。和浓度。 引发剂在聚合物和单体中的反应活性和溶解性对接枝反应引发剂在聚合物和单体中的反应活性和溶解性对接枝反应 和转化率有很大影响。引发剂和单体亲和性越大，接枝效和转化率有很大影响。引发剂和单体亲和性越大，接枝效 率越低。率越低。 挤出机中物料停留时间一般为几分钟，因此要求引发剂在挤出机中物料停留时间一般为几分钟，因此要求引发剂在 加工温度范围内，半衰期应该比挤出机中物料停留时间

26、短，加工温度范围内，半衰期应该比挤出机中物料停留时间短， 一般为一般为0.20.22min2min。 反应挤出中使用的引发剂通常为过氧化物反应挤出中使用的引发剂通常为过氧化物, ,常用的包括过常用的包括过 氧化二异丙苯氧化二异丙苯(DCP) ,(DCP) ,过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰(BPO) (BPO) 和叔丁基类过和叔丁基类过 氧化物。氧化物。 接枝反应挤出的引发剂接枝反应挤出的引发剂 反应挤出过程中，影响接枝率的主要因素有：单反应挤出过程中，影响接枝率的主要因素有：单 体和引发剂种类、用量、可溶性，反应温度，加体和引发剂种类、用量、可溶性，反应温度，加 工条件工条件( (螺杆转速及构造、挤

27、出产量、停留时间螺杆转速及构造、挤出产量、停留时间 等等) ) ，加料顺序等。，加料顺序等。 高加工温度可能导致聚烯烃降解，降低引发剂半高加工温度可能导致聚烯烃降解，降低引发剂半 衰期，影响反应速度。衰期，影响反应速度。 物料在挤出机中停留时间过短，不利于接枝反应物料在挤出机中停留时间过短，不利于接枝反应 进行，而停留时间过长，会引起聚烯烃的降解等进行，而停留时间过长，会引起聚烯烃的降解等 副反应。副反应。 为使单体和引发剂与聚烯烃有效混合，挤出机一为使单体和引发剂与聚烯烃有效混合，挤出机一 般要求具有较强的混合段，螺杆的设计使聚合物般要求具有较强的混合段，螺杆的设计使聚合物 与单体及引发剂和

28、其它助剂有最大的接触表面。与单体及引发剂和其它助剂有最大的接触表面。 影响接枝反应挤出的因素影响接枝反应挤出的因素 本体聚合挤出 采用反应挤出技术进行本体聚合可分为采用反应挤出技术进行本体聚合可分为缩缩 聚反应聚反应和和加聚反应加聚反应两大类。两大类。 缩聚反应的实例有缩聚反应的实例有: :聚醚酰亚胺、聚酯、尼聚醚酰亚胺、聚酯、尼 龙等。龙等。 加聚反应的实例有加聚反应的实例有: :聚氨酯、聚酰胺、聚丙聚氨酯、聚酰胺、聚丙 烯酸酯及相关共聚物、聚烯烃、聚硅氧烷、烯酸酯及相关共聚物、聚烯烃、聚硅氧烷、 聚环氧化物和聚甲醛等。聚环氧化物和聚甲醛等。 应用反应挤出技术进行本体聚合反应最关应用反应挤出

29、技术进行本体聚合反应最关 键的问题在于键的问题在于: : (1) (1) 物料的有效熔化混合、均化和防止因物料的有效熔化混合、均化和防止因 形成固相而引起的挤出机螺槽的堵塞形成固相而引起的挤出机螺槽的堵塞; ; (2) (2) 能否自由有效地向增长的聚合物进行能否自由有效地向增长的聚合物进行 链转移链转移; ; (3) (3) 排除聚合物反应热以保证反应体系的排除聚合物反应热以保证反应体系的 温度低于聚合反应的上限温度温度低于聚合反应的上限温度( (一般指分解一般指分解 温度温度) )。 偶联与交联反应 偶联偶联/ /交联反应包括单个聚合物大分子与缩合剂、多官能交联反应包括单个聚合物大分子与缩

30、合剂、多官能 团偶联剂或交联剂的反应，通过链的增长或支化来提高相团偶联剂或交联剂的反应，通过链的增长或支化来提高相 对分子质量，或通过交联增加熔体粘度对分子质量，或通过交联增加熔体粘度. . 由于偶联由于偶联/ /交联反应中熔体粘度增加，而且其反应体系的交联反应中熔体粘度增加，而且其反应体系的 粘度梯度与挤出机内物料本体聚合的粘度梯度相似，因此粘度梯度与挤出机内物料本体聚合的粘度梯度相似，因此 适用于偶联适用于偶联/ / 交联反应的挤出反应器与用于物料本体聚合交联反应的挤出反应器与用于物料本体聚合 的挤出机类似。的挤出机类似。 常见的偶联常见的偶联/ /交联反应主要为由尼龙、聚酯、聚酰胺与多交

31、联反应主要为由尼龙、聚酯、聚酰胺与多 环氧化物的反应。环氧化物的反应。 聚烯烃具有优异的电绝缘性、憎水性、耐化学介质性、低聚烯烃具有优异的电绝缘性、憎水性、耐化学介质性、低 温性、延展性、透明性及低成本和良好加工性，这使其成温性、延展性、透明性及低成本和良好加工性，这使其成 为产量最大的通用塑料品种。但耐高温性差却是其最大的为产量最大的通用塑料品种。但耐高温性差却是其最大的 缺点，通过反应挤出制备交联聚乙烯缺点，通过反应挤出制备交联聚乙烯( PEX) ( PEX) 和交联聚丙和交联聚丙 烯烯( PPX) ( PPX) 是提高其耐热性、力学性能和耐化学性的重要是提高其耐热性、力学性能和耐化学性的

32、重要 方法方法. . 挤出机的偶联和交联反应的另一重要用途挤出机的偶联和交联反应的另一重要用途 是制造动态硫化热塑性弹性体。是制造动态硫化热塑性弹性体。 将聚丙烯、聚乙烯、热塑性弹性体、有机将聚丙烯、聚乙烯、热塑性弹性体、有机 过氧化物交联剂和交联助剂等经高速混合过氧化物交联剂和交联助剂等经高速混合 后，加入到双螺杆挤出机中去进行动态硫后，加入到双螺杆挤出机中去进行动态硫 化，可制备高熔体强度聚丙烯材料。化，可制备高熔体强度聚丙烯材料。 这种聚丙烯材料的冲击韧性和熔体强度得这种聚丙烯材料的冲击韧性和熔体强度得 到显著改善。到显著改善。 可控降解反应可控降解反应 反应挤出技术可用于控制聚合物的相

33、对分子质量反应挤出技术可用于控制聚合物的相对分子质量 分布，特别是用于聚烯烃的可控降解，经过降解分布，特别是用于聚烯烃的可控降解，经过降解 后的聚烯烃相对分子质量分布变窄。后的聚烯烃相对分子质量分布变窄。 在在EXXONEXXON公司的研究工作中，将公司的研究工作中，将PPPP在空气存在下进在空气存在下进 行挤出得到了流变性可控的行挤出得到了流变性可控的PPPP产物，并用特制的产物，并用特制的 单螺杆挤出机升高或降低挤出机温度，分别制得单螺杆挤出机升高或降低挤出机温度，分别制得 粘度较低或较高的材料。熔体粘度较低、分子质粘度较低或较高的材料。熔体粘度较低、分子质 量分布窄、分子质量小的量分布窄

34、、分子质量小的PPPP可满足高速纺丝、薄可满足高速纺丝、薄 膜挤出、薄壁注塑制品的要求。膜挤出、薄壁注塑制品的要求。 除除PPPP外，外，PETPET和和PAPA也可通过反应挤出进行可控降解。也可通过反应挤出进行可控降解。 反应挤出技术在其它方面的应用反应挤出技术在其它方面的应用 利用反应挤出技术可生产部分生物降解的淀粉塑利用反应挤出技术可生产部分生物降解的淀粉塑 料。以过氧化物为引发剂，在双螺杆挤出机上将料。以过氧化物为引发剂，在双螺杆挤出机上将 PSPS接枝到淀粉上，可挤出得到含有接枝到淀粉上，可挤出得到含有PSPS接枝淀粉的接枝淀粉的 接枝物、接枝物、PSPS均聚物及淀粉的混合物。由于淀

35、粉可均聚物及淀粉的混合物。由于淀粉可 生物降解，所以这种共混物具有部分生物降解功生物降解，所以这种共混物具有部分生物降解功 能。能。 通过特殊设计的新型反应挤出机能够对交联聚合通过特殊设计的新型反应挤出机能够对交联聚合 物实施有效的分解，从而为热固性聚合物的回收物实施有效的分解，从而为热固性聚合物的回收 提供有效途径。可以通过反应挤出使带漆膜的热提供有效途径。可以通过反应挤出使带漆膜的热 塑性树脂再生、交联橡胶连续回收及热固性聚氨塑性树脂再生、交联橡胶连续回收及热固性聚氨 酯转变成热塑性聚氨酯等。酯转变成热塑性聚氨酯等。 反应挤出的展望反应挤出的展望 随着现代科学技术的迅速发展，对于高聚物材料性能的要随着