单元五 塑料的混合

1、化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-141单元五单元五 塑料的混合塑料的混合v一、塑料混合物及其制备v二、高分子的互溶性v三、塑料共混物的形态结构v四、塑料共混物的性能化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-142一、塑料混合物及其制备（一）塑料混合基本概念塑料混合 改变塑料各组份在空间的有序或堆集状态的原始分布，从而增加在任意特定点上任意组分的粒子或体积单元的机率，以便达到合适的空间分布。 根据混合过程中是否有分散粒子尺寸变小，可分为非分散混合（简单混合或分布性混合）与分散混合。还可根据混合物料的状态，将共分为固/ 固混合、固/ 液混合、液/ 液混合。化学工业出版社化学工业出

2、版社 2021-12-143非分散性混合，又称简单混合，是一种减少混合物非分散性混合，又称简单混合，是一种减少混合物非均匀性的操作，是整个系统的全体积内，各组分非均匀性的操作，是整个系统的全体积内，各组分在其基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布在其基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布的过程，是通过各组分的物理运动来完成的。的过程，是通过各组分的物理运动来完成的。只是只是粒子在空间上的重排而不涉及粒子尺寸的变化。粒子在空间上的重排而不涉及粒子尺寸的变化。 非分散性混合非分散性混合分布性混合分布性混合层流混合层流混合化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-144分布性混合：分布性混合

3、分有序分布性混合和分布性混合：分布性混合分有序分布性混合和无规分布性混合。无规分布性混合。有序分布性混合用条纹厚度表征混合物的混合状有序分布性混合用条纹厚度表征混合物的混合状态和混合过程，而无规分布性混合通常用整体均态和混合过程，而无规分布性混合通常用整体均匀度来表征。匀度来表征。无规的无规的(左左)和有序的和有序的(右右)分布性混合分布性混合化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-145层流混合分为流变性均匀流体的层流混合和流层流混合分为流变性均匀流体的层流混合和流变性非均匀流体的层流混合变性非均匀流体的层流混合问问题题把高粘度的少组分混合到低粘度的多组分与把低粘度把高粘度的少组分混合

4、到低粘度的多组分与把低粘度的少组分混合到高粘度的多组分中哪个容易哪个难？的少组分混合到高粘度的多组分中哪个容易哪个难？把高粘度的少组分混合到低粘度的多组分比把低粘把高粘度的少组分混合到低粘度的多组分比把低粘度的少组分混合到高粘度的多组分难度的少组分混合到高粘度的多组分难化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-146分散过程的两个同时进行的过程：分散过程的两个同时进行的过程：a.分散相粒子的尺寸减小；分散相粒子的尺寸减小；b.分散相粒子均匀地分散于整个聚合物中。分散相粒子均匀地分散于整个聚合物中。 1.混合物各组分粒子被粉碎为适合于混合的较小粒子；混合物各组分粒子被粉碎为适合于混合的较小粒

5、子；2.在热（剪切热和传导热）的作用下，聚合物熔融塑化；在热（剪切热和传导热）的作用下，聚合物熔融塑化；3.粒子渗入到聚合物内；粒子渗入到聚合物内；4.粒子的分散；粒子的分散；5.粒子的均匀分布。粒子的均匀分布。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-147固体与固体的混合固体与固体的混合，主要是固体树脂之间或固体树脂与，主要是固体树脂之间或固体树脂与固体的添加剂之间的混合。固体的添加剂之间的混合。 属于预混合，先于聚合物熔体混合和塑炼以及成型过属于预混合，先于聚合物熔体混合和塑炼以及成型过程。其混合机理是体积对流混合，通常是无规分布的程。其混合机理是体积对流混合，通常是无规分布的混合，

6、物料无需连续变形。一般把这种混合归为简单混合，物料无需连续变形。一般把这种混合归为简单混合。混合。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-148液体与液体的混合液体与液体的混合 小分子液体助剂之间的混合机理是紊流扩散小分子液体助剂之间的混合机理是紊流扩散 聚合物熔体之间的混合机理是层流对流混合聚合物熔体之间的混合机理是层流对流混合 熔体与小分子液体间的混合机理则主要是分子熔体与小分子液体间的混合机理则主要是分子扩散扩散 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-149液体与固体的混合液体与固体的混合 液体小分子助剂与树脂固体间的混合，主要依液体小分子助剂与树脂固体间的混合，主要依靠扩

7、散作用靠扩散作用 ： 固体添加剂与聚合物熔体之间的混合固体添加剂与聚合物熔体之间的混合 ，主要，主要依靠剪切作用依靠剪切作用 聚合物加工中的主要混合形式聚合物加工中的主要混合形式:液液-液混合液混合(共混共混),液液-固混合固混合(填充填充)化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1410分子扩散分子扩散分子扩散的动力来自于浓度差所造成的化学势能梯度分子扩散的动力来自于浓度差所造成的化学势能梯度这种扩散作用的发挥取决于分子运动的能力和速度，这种扩散作用的发挥取决于分子运动的能力和速度，主要发生于气体和低粘度液体中；主要发生于气体和低粘度液体中； 问问题题在聚合物的各组分混合过程中，分子扩

8、散可以在什么情况下在聚合物的各组分混合过程中，分子扩散可以在什么情况下发挥一定作用？发挥一定作用？ 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1411涡流扩散涡流扩散 即紊流扩散即紊流扩散其前提是要求体系粘度低或物料流速快，在化其前提是要求体系粘度低或物料流速快，在化工过程中，流体的混合一般是靠系统内产生紊工过程中，流体的混合一般是靠系统内产生紊流来实现的。流来实现的。在聚合物的混合和加工过程中，这种扩散作用在聚合物的混合和加工过程中，这种扩散作用很少发生很少发生. 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1412体积扩散体积扩散 又称对流混合，是指两种或多种组分在相互占有的又称对流

9、混合，是指两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动，以期达到多组分在体系内均布的空间内发生运动，以期达到多组分在体系内均布的目的。目的。在聚合物加工中在聚合物加工中 占支配地位。占支配地位。体积对流混合，在物料无需连续变形的情况下，通体积对流混合，在物料无需连续变形的情况下，通过塞流对物料进行体积重排，这种重排是重复进行过塞流对物料进行体积重排，这种重排是重复进行的，可以是有序的，也可以是无序的；的，可以是有序的，也可以是无序的； 层流对流混合，是通过层流使物料产生剪切、伸长层流对流混合，是通过层流使物料产生剪切、伸长(拉伸拉伸)、挤压、挤压(捏合捏合)等连续变形，从而达到混合的目等连续变形，

10、从而达到混合的目的。主要发生在聚合物熔体之间的。主要发生在聚合物熔体之间 。 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1413 剪切剪切F F1、粘性剪切粘性剪切 在剪切变形作用下，物料块被拉长和偏转，截面变细，在剪切变形作用下，物料块被拉长和偏转，截面变细，使得其表面积增加，与其他物料接触机会变大，渗入使得其表面积增加，与其他物料接触机会变大，渗入另的物料块的机会增加，可达到均匀混合的目的；另的物料块的机会增加，可达到均匀混合的目的； 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-14142 2、分割剪切、分割剪切 有助于料层变薄和体积对流的发生；有助于料层变薄和体积对流的发生； 3

11、3、磨碎剪切磨碎剪切 前两种剪切作用的合成，使得体系中分散相的前两种剪切作用的合成，使得体系中分散相的粒径变小，相畴减少，可以使组分细化。粒径变小，相畴减少，可以使组分细化。 剪切混合效果的大小与剪切力的大小与方向剪切混合效果的大小与剪切力的大小与方向以及力的作用距离有关，以及力的作用距离有关， 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1415 剪切的作用剪切的作用化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1416分流分流,合并和置换合并和置换 利用器壁利用器壁,对流动进行对流动进行分流分流,即在流体的流道中设即在流体的流道中设置突起状或隔板状的剪切片置突起状或隔板状的剪切片,对流动

12、进行分流对流动进行分流.分流后分流后:1、分流束分流束在流动下游再合并为在流动下游再合并为原状态原状态;2、在各、在各分流束分流束内引起循环流动后再内引起循环流动后再合并合并;3、在各、在各分流束分流束进行相对位置交换进行相对位置交换(置换置换)后再后再合并合并;4、以上几种过程一起作用的情况、以上几种过程一起作用的情况. 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1417混合前的分流配置与混合后的分流配置混合前的分流配置与混合后的分流配置 当当x方向分流数方向分流数m=3，y方向分流数方向分流数n=3时混合前时混合前后分流的配置情况后分流的配置情况化学工业出版社化学工业出版社 2021-

13、12-1418挤压作用挤压作用 当物料被压缩时当物料被压缩时,物料内部会发生流动物料内部会发生流动,产生由于压缩而产生由于压缩而引起的流动剪切引起的流动剪切.这是由于压缩使物料密度增大，剪切时这是由于压缩使物料密度增大，剪切时剪应力作用大而引起的剪应力作用大而引起的.这种由挤压这种由挤压(压缩压缩)引起的流动在引起的流动在密炼机密炼机,开炼机和挤出机中都存在开炼机和挤出机中都存在.化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1419拉伸作用拉伸作用 主要作用是使物料变形，使得料层变薄，增加界主要作用是使物料变形，使得料层变薄，增加界面，使得料层之间接触面积增加，以利于混合面，使得料层之间接触

14、面积增加，以利于混合 聚集作用聚集作用 是分散混合作用的可逆过程，在加工过程中，破是分散混合作用的可逆过程，在加工过程中，破碎过程和聚集过程之间会达到一平衡值，这时分碎过程和聚集过程之间会达到一平衡值，这时分散相颗粒的粒径称为平衡粒径。散相颗粒的粒径称为平衡粒径。 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1420 混炼三要素混炼三要素P-压缩压缩 S-剪切剪切 D-置换置换化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1421是指在混合过程中将粒子的尺寸减至最小，增加相间是指在混合过程中将粒子的尺寸减至最小，增加相间界面，提高混合物组分均匀性的过程，分散混合是把界面，提高混合物组分均匀性

15、的过程，分散混合是把少量的固体颗粒和液相滴分开来，成为最终粒子或更少量的固体颗粒和液相滴分开来，成为最终粒子或更小的颗粒或滴，并均匀地分散在多组分中的操作，过小的颗粒或滴，并均匀地分散在多组分中的操作，过程复杂，在其中要发生物理、化学和力学作用。程复杂，在其中要发生物理、化学和力学作用。 非分散混合和分散混合非分散混合和分散混合化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1422在工业生产中简单地将固体与固体间的混合称为混合；在工业生产中简单地将固体与固体间的混合称为混合； 液体小分子助剂与固体树脂或添加剂之间的浸渍与混液体小分子助剂与固体树脂或添加剂之间的浸渍与混合称为捏合；合称为捏合；

16、含有树脂熔体的混合称为塑炼。含有树脂熔体的混合称为塑炼。 混合混合、捏合捏合和和塑炼塑炼是常用的混合过程。是常用的混合过程。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1423 （1）组成的均匀程度：指混合物占物料的比率与理论或总体比率的差异。 混合物的均匀性取决于测试方法的分辨率，当混合尺度小于分辨率时混合物呈现出是均匀的。混合程度的定量标准是混合的尺度小于测试方法的分辨率图5-4 物料混合均匀程度 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1424（2）物料的分散程度：混合体系中各个混入组分的粒子在混合后的破碎程度。 破碎度大，粒径小，分散程度就高。分散程度通常可从混入物间的距离来考

17、虑，距离越短分散程度越好，而物料间的距离，与各组成粒子的大小有关。 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1425分为直接描述法和间接判定法两种。分为直接描述法和间接判定法两种。统计学的混合指标统计学的混合指标，如用平均粒径来判断分散的程度；，如用平均粒径来判断分散的程度；而用总体均匀度来判断混合的均一性。而用总体均匀度来判断混合的均一性。 判断混合效果的方法判断混合效果的方法视觉观察法视觉观察法 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1426（三）塑料共混物制造方法 塑料共混物的制备方法可分为物理共混、化学共混及物理/化学共混三种方法。1、物理共混1）粉料（干粉）共混法：将两

18、种或两种以上的细粉状聚合物在各种通用的）粉料（干粉）共混法：将两种或两种以上的细粉状聚合物在各种通用的混合设备中加以混合，以形成均匀的粉状聚合物共混物。混合设备中加以混合，以形成均匀的粉状聚合物共混物。特点：设备简单、操作容易，原料必须是细粉，混合温度小于特点：设备简单、操作容易，原料必须是细粉，混合温度小于Tf。适用于某些难溶难熔聚合物，如适用于某些难溶难熔聚合物，如PTFE，PI，PPS等。一般不单独使用。等。一般不单独使用。2）熔体共混法）熔体共混法聚合物聚合物1+聚合物聚合物2 初混合初混合 熔融共混熔融共混 冷却造粒或直接成型冷却造粒或直接成型特点：对原料粒度要求不高，对流、扩散作用

19、强，混合效果好，可导致部特点：对原料粒度要求不高，对流、扩散作用强，混合效果好，可导致部分分子链断裂、形成嵌段共聚物，改善相容性。分分子链断裂、形成嵌段共聚物，改善相容性。 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-14273）溶液共混法）溶液共混法将各聚合物组分加入共同溶剂中，搅拌混合均匀，然后蒸出溶剂或共沉淀将各聚合物组分加入共同溶剂中，搅拌混合均匀，然后蒸出溶剂或共沉淀出聚合物共混物。出聚合物共混物。可以判别相容性，但工业上意义不大。可以判别相容性，但工业上意义不大。乳液共混法：基本操作是将不同种聚合物乳液一起搅拌混合均匀后，加入乳液共混法：基本操作是将不同种聚合物乳液一起搅拌混合均

20、匀后，加入凝聚剂使异种聚合物共沉析以形成共混体系。凝聚剂使异种聚合物共沉析以形成共混体系。原料为聚合物乳液或共混物将以乳液形式应用时，此法最为有利原料为聚合物乳液或共混物将以乳液形式应用时，此法最为有利化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-14282、化学混法、化学混法 化学方法又称化学方法又称共聚共聚-共混法共混法，分为接枝共聚，分为接枝共聚-共混法和嵌段共聚共混法和嵌段共聚-共共混法。混法。接枝共聚接枝共聚-共混法：一般是先将聚合物共混法：一般是先将聚合物1溶于另一聚合物溶于另一聚合物2的单体中，引的单体中，引发聚合，形成接枝共聚物发聚合，形成接枝共聚物3和均聚物和均聚物2，然后再

21、进行机械共混合，形成，然后再进行机械共混合，形成共混物。可分为本体法、本体共混物。可分为本体法、本体-悬浮法和乳液法，例如：悬浮法和乳液法，例如：ABS塑料的制塑料的制造方法即分为此三种。造方法即分为此三种。3、IPN法（互穿网络聚合物法（互穿网络聚合物 ） 是一种以化学方法制备物理共混物的方法。典型操作是将含有引是一种以化学方法制备物理共混物的方法。典型操作是将含有引发剂的聚合物单体发剂的聚合物单体2溶胀于交联聚合物溶胀于交联聚合物1中，然后引发聚合，使之形成中，然后引发聚合，使之形成相互贯穿的聚合物网络。主要特点是通过两相界面区域的相互扩散和相互贯穿的聚合物网络。主要特点是通过两相界面区域

22、的相互扩散和纠缠而达到良好的结合。纠缠而达到良好的结合。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-14294、熔体共混设备、熔体共混设备v塑料熔融加工基本阶段：粒状固体输送，熔融，增压、泵送，混合，脱挥发分塑料熔融加工基本阶段：粒状固体输送，熔融，增压、泵送，混合，脱挥发分和汽提。和汽提。v1）开炼机）开炼机v特点：挤压、剪切作用强，操作直观，工艺条件易调整，对各种物料适应性强，特点：挤压、剪切作用强，操作直观，工艺条件易调整，对各种物料适应性强，但操作繁重、安全及卫生性差。但操作繁重、安全及卫生性差。v2）密炼机）密炼机v特点：具有开炼机的优点，并克服了其缺点，但出料为团状，需要双辊机配

23、合。特点：具有开炼机的优点，并克服了其缺点，但出料为团状，需要双辊机配合。图5-13 密炼机1-压料装置 2-加料斗 3-混炼室 4-转子 5-卸料装置 6-底座化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1430v3）单螺杆挤出机）单螺杆挤出机v特点：连续化操作、密闭、混炼效果好，也是成型设备。特点：连续化操作、密闭、混炼效果好，也是成型设备。图5-14 挤出机1-机头联接法兰；2-过滤板；3-冷却水管；4-加热器；5-螺杆；6-料筒；7-油泵；8-测速电机；9-止推轴承；10-料斗；11-减速器；12-螺杆料斗冷却装置 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1431化学工业出版社

24、化学工业出版社 2021-12-1432v4）静态混合器）静态混合器v特点：与螺杆式挤出机特点：与螺杆式挤出机联用，以增加混合效果，联用，以增加混合效果，不能单独使用。不能单独使用。图5-19 Kenics静态混合器 1测温元件；2螺旋形元件；3套筒；4加热器 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-14335）双螺杆挤出机）双螺杆挤出机v特点：混炼效果好，物特点：混炼效果好，物料停留时间分布窄，挤料停留时间分布窄，挤出量大，能量消耗低。出量大，能量消耗低。双螺杆挤出机主要组成：螺杆、料筒、双螺杆挤出机主要组成：螺杆、料筒、加料装置、模头、脱汽装置、传动装加料装置、模头、脱汽装置、传动装

25、置、加热和电器控制系统，等。置、加热和电器控制系统，等。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1434化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1435双螺杆挤出机的分类双螺杆挤出机的分类vA）非啮合型与啮合型双螺杆挤出机）非啮合型与啮合型双螺杆挤出机v啮合是指一根螺杆的螺棱插到另一根螺杆的螺槽中。啮合是指一根螺杆的螺棱插到另一根螺杆的螺槽中。v全啮合与部分啮合全啮合与部分啮合vB）开放与封闭型双螺杆挤出机）开放与封闭型双螺杆挤出机v指在啮合区域的螺槽中，物料是否有沿着螺槽或横过螺槽的通道。指在啮合区域的螺槽中，物料是否有沿着螺槽或横过螺槽的通道。v纵向开放与封闭，横向开放与封闭纵

26、向开放与封闭，横向开放与封闭化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1436vC）同向旋转与异向）同向旋转与异向旋转型双螺杆挤出机旋转型双螺杆挤出机vD）平行与锥行双螺）平行与锥行双螺杆挤出机杆挤出机化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1437v同向旋转与异向旋转双螺杆挤出机同向旋转与异向旋转双螺杆挤出机化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1438化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1439vF）螺纹元件）螺纹元件 输送元件：输送物料，分有单头，双头和三头螺纹；输送元件：输送物料，分有单头，双头和三头螺纹；v螺纹的导程或螺旋角，螺纹截面几何形状，螺纹的导程或

27、螺旋角，螺纹截面几何形状，v螺槽深度，螺棱厚度，间隙：与筒壁间隙，压延间隙，侧间隙，螺槽深度，螺棱厚度，间隙：与筒壁间隙，压延间隙，侧间隙，化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1440v剪切元件又称捏合盘元件：提供高剪切，分有单头，双头和三头捏合盘。剪切元件又称捏合盘元件：提供高剪切，分有单头，双头和三头捏合盘。v错列角：有错列角相邻捏合盘之间才有物料交换，成串捏合盘才能形成错列角：有错列角相邻捏合盘之间才有物料交换，成串捏合盘才能形成螺旋角，沿轴线方向才会有物料输送。螺旋角，沿轴线方向才会有物料输送。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1441v捏合盘原捏合盘原件及相结件

28、及相结和组合情和组合情况况化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1442vE）反螺纹元件及应用）反螺纹元件及应用化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1443化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1444行星螺杆式挤出机的挤塑部分结构1一加料斗；2加料段，3行星螺杆段（混炼塑化段）； 4一均化段；5机筒，6行星螺杆；7 -中心螺杆化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1445v5、 冷却造粒设备冷却造粒设备v分为冷切和热切方式，热切又可分为空气中或水中切粒，以及空分为冷切和热切方式，热切又可分为空气中或水中切粒，以及空冷和水冷等区别。冷和水冷等区别。化学工业出版

29、社化学工业出版社 2021-12-1446 聚乙烯的品种及性能聚乙烯的品种及性能 聚乙烯聚乙烯(PE)是产量最高的通用塑料品种。是产量最高的通用塑料品种。PE有多种品种，包有多种品种，包括高压聚乙烯，又称低密度聚乙烯括高压聚乙烯，又称低密度聚乙烯(LDPE)，以及低压聚乙烯，又，以及低压聚乙烯，又称高密度聚乙烯称高密度聚乙烯(HDPE)。此外，还有线形低密度聚乙烯。此外，还有线形低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯与是乙烯与 -烯烃的共聚物。还有一类超高分子量聚乙烯烯烃的共聚物。还有一类超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，相对分子质量一般为，相对分子质量一般为200万万400万，分子结构与万，分子

30、结构与HDPE相同。相同。 聚乙烯的缺点聚乙烯的缺点 PEPE的高速加工性、耐应力龟裂性、抗冲击强度、耐热性、印的高速加工性、耐应力龟裂性、抗冲击强度、耐热性、印刷性和黏结性质均不甚理想刷性和黏结性质均不甚理想, ,常采用共混改性的方法来提高这些性常采用共混改性的方法来提高这些性能能（三）塑料共混实例1、聚乙烯的共混化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1447 高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的共混高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的共混 将两种密度聚乙烯共混可制得软硬适中的聚乙烯材料将两种密度聚乙烯共混可制得软硬适中的聚乙烯材料 , , 从而适应更广从而适应更广泛的用途。泛的用途。 PE/EVA

31、 PE/EVA共混体系共混体系 PEPE和和EVAEVA的共混物具有优良的柔韧性、透明度的共混物具有优良的柔韧性、透明度, ,较好的透气性和印刷性较好的透气性和印刷性 , ,提高提高PEPE的屈挠性、耐环境应力开裂性的屈挠性、耐环境应力开裂性 PE/CPE PE/CPE共混体系共混体系在在 PE PE 中掺混氯化聚乙烯可以提高中掺混氯化聚乙烯可以提高 PE PE 的印刷性、阻燃性冲击韧性的印刷性、阻燃性冲击韧性 . . PE PE弹性体共混体系弹性体共混体系HDPEHDPE柔韧性欠佳柔韧性欠佳, ,可与可与SBSSBS弹性体、聚异丁烯、丁苯橡胶共混，提高抗弹性体、聚异丁烯、丁苯橡胶共混，提高抗

32、冲击性能冲击性能 。例如：。例如：HDPE/SBSHDPE/SBS共混体系应用于共混体系应用于保鲜膜保鲜膜. .化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1448 PE/PA共混体系共混体系改性效果：改性效果：采用采用PE/PAPE/PA共混后共混后, ,可提高其对氧气及烃类可提高其对氧气及烃类物质的阻隔作物质的阻隔作 用用 要求：要求： PAPA应呈片状分散于应呈片状分散于PEPE中中, ,溶剂分子透过片层状溶剂分子透过片层状结构的共混物时结构的共混物时, ,路径变长路径变长, ,相当于增加了容器的壁厚相当于增加了容器的壁厚, , 阻隔性能增加阻隔性能增加. .生产片层状结构要求生产片层

33、状结构要求PAPA熔体的粘度大于熔体的粘度大于PEPE的粘度的粘度, ,还有适当的剪切速率还有适当的剪切速率. . HEPE HEPE 与与PA-6PA-6共混要加增容剂共混要加增容剂 PE PE的其它共混体系的其它共混体系 PE PE 和和 PMMA PMMA 共混可显著高其对油墨的粘结力共混可显著高其对油墨的粘结力 ，所以能改善所以能改善 HDPE HDPE 的印刷性的印刷性 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-14492 2、聚丙烯（、聚丙烯（PPPP）的共混改性）的共混改性从从19571957年意首先将年意首先将PPPP进行工业化生产，进行工业化生产，PPPP的产量不断的产量

34、不断扩大，现已成为仅次于聚乙烯和聚氯乙烯产量位居第三扩大，现已成为仅次于聚乙烯和聚氯乙烯产量位居第三的通用塑料。的通用塑料。聚丙烯分为均聚聚丙烯分为均聚PPPP和共聚和共聚PPPP两大类，其中共聚两大类，其中共聚PPPP是在其是在其聚合过程中加入约聚合过程中加入约2%2%5%5%的乙烯得到的。的乙烯得到的。优点：优点：聚丙烯具有密度小聚丙烯具有密度小(0.89(0.89 0.91g/cm0.91g/cm3 3) )、价格低、价格低、无毒性、耐腐蚀、电绝缘性能优良、加工性好等优点，无毒性、耐腐蚀、电绝缘性能优良、加工性好等优点，被广泛应用于化工、机械、电力、运输等行业。被广泛应用于化工、机械、电

35、力、运输等行业。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1450缺点：缺点： PPPP材料的缺点是低温时脆性更大、成型收缩率大、材料的缺点是低温时脆性更大、成型收缩率大、机械强度和硬度较低、韧性差、耐磨性差、易老化且耐机械强度和硬度较低、韧性差、耐磨性差、易老化且耐热性差，作为结构件材料，存在许多不足。热性差，作为结构件材料，存在许多不足。 PP PP的共混改性主要分为聚丙烯的共混改性主要分为聚丙烯/ /塑料共混改性、聚丙烯塑料共混改性、聚丙烯/ /弹性体共混改性、聚丙烯弹性体共混改性、聚丙烯/ /弹性体弹性体/ /塑料三元共混改性三塑料三元共混改性三大类。大类。用于用于PPPP共混改性

36、的塑料类改性剂通常是以增韧为目的的，共混改性的塑料类改性剂通常是以增韧为目的的，同时能够提高聚丙烯的染色性、耐气候性、耐磨性等方同时能够提高聚丙烯的染色性、耐气候性、耐磨性等方面性能。面性能。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1451v作为这种改性剂的塑料有高密度聚乙烯（作为这种改性剂的塑料有高密度聚乙烯（HDPEHDPE）、线性低）、线性低密度聚乙烯密度聚乙烯 ( LLDPE)( LLDPE)、尼龙、尼龙(PA)(PA)、聚氯乙烯（、聚氯乙烯（PVCPVC）等。）等。PP/PP/聚乙烯（聚乙烯（PEPE）共混）共混v聚丙烯的韧性差，低温脆性较大，且由于其结晶度高使得聚丙烯的韧性差

37、，低温脆性较大，且由于其结晶度高使得其缺口冲击强度很低，而其缺口冲击强度很低，而PEPE具有良好的低温冲击性能、加具有良好的低温冲击性能、加工流动性能和耐化学性能等特点。工流动性能和耐化学性能等特点。v研究发现研究发现PP/HDPEPP/HDPE共混体系中，当共混体系中，当HDPEHDPE含量在含量在10%10%时，共混时，共混材料的力学性能较为均衡。复合材料韧性得到了很大的提材料的力学性能较为均衡。复合材料韧性得到了很大的提高又保持了较好的刚性。如图高又保持了较好的刚性。如图2-782-78图图2-792-79所示。所示。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1452 PP/ PP/

38、聚乙烯（聚乙烯（PEPE）共混）共混 聚丙烯聚丙烯/HDPE共混体系拉伸强度与共混体系拉伸强度与HDPE含量的关系含量的关系聚丙烯聚丙烯/HDPE共混体系缺口冲击强共混体系缺口冲击强度与度与HDPE含量的关系含量的关系化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1453v现现PP/HDPEPP/HDPE共混体系中共混体系中，当，当HDPEHDPE含量在含量在10%10%时，共混材时，共混材料的力学性能较为均衡。复合材料韧性得到了很大的料的力学性能较为均衡。复合材料韧性得到了很大的提高又保持了较好的刚性提高又保持了较好的刚性v聚丙烯中引入聚丙烯中引入LLDPELLDPE ，也能实现良好的改性效

39、果，也能实现良好的改性效果，LLDPE/PPLLDPE/PP共混体系中，随着共混体系中，随着LLDPELLDPE含量的增加材料的冲含量的增加材料的冲击强度有较大提高。图击强度有较大提高。图8-3,8-3,图图8-48-4为采用双螺杆挤出机为采用双螺杆挤出机将聚丙烯与将聚丙烯与LLDPELLDPE共混复合，并采用注塑机制成测试样共混复合，并采用注塑机制成测试样条，测得其力学性能曲线。而拉伸强度、弯曲强度线条，测得其力学性能曲线。而拉伸强度、弯曲强度线性下降性下降 。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1454LLDPE/PP共混体系拉伸强度与共混体系拉伸强度与LLDPE的关系曲线的关系

40、曲线 LLDPE/PP共混体系拉伸强度共混体系拉伸强度与与LLDPE的关系曲线的关系曲线化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1455 PP/弹性体共混体系弹性体共混体系 与弹性体共混是与弹性体共混是PP增韧改性的主要方法。增韧改性的主要方法。PP/弹性体共混体系是弹性体增韧塑料的代表性体系，弹性体共混体系是弹性体增韧塑料的代表性体系，其研究已有数十年的历史，早已实现了工业化。常其研究已有数十年的历史，早已实现了工业化。常用于用于PP共混的弹性体有三元乙丙橡胶共混的弹性体有三元乙丙橡胶(EPDM)、乙、乙丙橡胶丙橡胶(EPR)、乙烯、乙烯-1-辛烯共聚物辛烯共聚物(POE)、SBS、S

41、BR等。等。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1456弹性体对弹性体对PP的增韧机理的增韧机理 弹性体作为分散相分散在弹性体作为分散相分散在PP基体中，有引发银纹和剪基体中，有引发银纹和剪切带的作用。均聚切带的作用。均聚PP自身抗冲击强度很低，为脆性基体，自身抗冲击强度很低，为脆性基体，增韧机理应以引发银纹为主；共聚增韧机理应以引发银纹为主；共聚PP自身抗冲击强度较自身抗冲击强度较高，为韧性基体，增韧机理应以引发剪切带为主。高，为韧性基体，增韧机理应以引发剪切带为主。 此外，此外，PP为结晶聚合物，且易于生成大的球晶，这是为结晶聚合物，且易于生成大的球晶，这是PP脆性的主要原因。弹

42、性体分散相粒子可以抑制脆性的主要原因。弹性体分散相粒子可以抑制PP的结晶，使其形成微晶，这也是弹性体使的结晶，使其形成微晶，这也是弹性体使PP增韧的重要增韧的重要机理。弹性体改性的共混物的结晶晶粒明显细化。机理。弹性体改性的共混物的结晶晶粒明显细化。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1457PPPP与乙烯与乙烯- -丙烯共聚物的共混丙烯共聚物的共混 PPPP与乙烯与乙烯- -丙烯共聚物的共混可以明显提高丙烯共聚物的共混可以明显提高PPPP的冲击强度。的冲击强度。 共有共有PP /EPR; PP /EPDM; PP/PE /EPR，三种共混体系，三种共混体系应用应用: PP/EPR

43、、 PP/EPDM 共混体系以及以它们为基体的填充增强体共混体系以及以它们为基体的填充增强体 系系 , 由于优异的冲击性能及较理想的综合性能由于优异的冲击性能及较理想的综合性能 , 已已进进 入了工程塑入了工程塑 料的料的 应用领域。主要应用在汽车保险杆、应用领域。主要应用在汽车保险杆、 仪表罩、各种机械零仪表罩、各种机械零 、 部部 件制造件制造 方面方面 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1458PP 与其他橡胶弹性体共混与其他橡胶弹性体共混 PP 与顺丁橡胶与顺丁橡胶 (BR) 共混增韧效果显著。共混增韧效果显著。且挤出且挤出膨胀比小膨胀比小 , 尺寸稳定性尺寸稳定性 好好

44、, 不易发生翘曲变形不易发生翘曲变形 。 PP 与与 SBS 热塑性弹性体共混热塑性弹性体共混, 随随 SBS 含量增含量增高高 , 缺口冲击强度显著增大缺口冲击强度显著增大， PP/SBS 共混物的共混物的加工性加工性能能比比 PP 有明显改善有明显改善 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1459 PP/PA PP/PA共混共混vPA(PA(聚酰胺聚酰胺) )作为工程塑料作为工程塑料, ,具有优良的力学性能、耐磨性、白润滑性、具有优良的力学性能、耐磨性、白润滑性、耐磨蚀性和较好的成型加工性。耐磨蚀性和较好的成型加工性。vPAPA和和PPPP进行共混改性，可以提高耐热性，耐磨性和染

45、色性。进行共混改性，可以提高耐热性，耐磨性和染色性。v目前目前PP/PAPP/PA的共混包括的共混包括PP/PA-6PP/PA-6、PP/PA-66PP/PA-66、PP/PA-6/SEBS(PP/PA-6/SEBS(苯乙烯苯乙烯- -乙烯乙烯丁烯丁烯- -苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯嵌段共聚物) )等诸多共混体系。等诸多共混体系。PPPP为非极性聚合物，与强极为非极性聚合物，与强极性的性的PAPA不具有热力学相容性，为获得满意的共混改性效果，必须改性或不具有热力学相容性，为获得满意的共混改性效果，必须改性或采用增容剂改善两种组分的相容性。采用增容剂改善两种组分的相容性。vPP/PAPP/PA体系所

46、用的增容剂有：体系所用的增容剂有：PP-g-MAH(PP-g-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐聚丙烯接枝马来酸酐) )、SEBS-g-SEBS-g-MAHMAH化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1460vPVC是一种用途广泛的通用塑料，其产量仅次于聚乙烯而是一种用途广泛的通用塑料，其产量仅次于聚乙烯而居居于第二位于第二位,分为分为“硬制品硬制品”与与“软制品软制品”。v硬质硬质PVC，是不添加增塑剂或只添加很少量的增塑剂。，是不添加增塑剂或只添加很少量的增塑剂。v软质软质PVC是指加入适量增塑剂，使制品具有一定柔软性的是指加入适量增塑剂，使制品具有一定柔软性的PVC材料。材料。PVC的传

47、统增塑剂为小分子液体增塑剂，如邻苯的传统增塑剂为小分子液体增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯二甲酸二辛酯(DOP)。液体增塑剂具有良好的增塑性能，但却。液体增塑剂具有良好的增塑性能，但却易于挥发损失，使易于挥发损失，使PVC软制品的耐久性降低。采用高分子弹软制品的耐久性降低。采用高分子弹性体取代部分或全部液体增塑剂，与性体取代部分或全部液体增塑剂，与PVC进行共混，可大大进行共混，可大大提高提高PVC软制品的耐久性。软制品的耐久性。3、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)的共混改性的共混改性化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1461PVCPVC树脂存在如下严重缺点：树脂存在如下严重缺点： 第一、第

48、一、PVCPVC的热稳定性较差，在的热稳定性较差，在100100即开始分解并放出即开始分解并放出 HClHCl，当温度高于，当温度高于150150分解更为迅速。分解更为迅速。 第二、第二、PVCPVC的坚硬使其有明显的脆性。的坚硬使其有明显的脆性。PVCPVC的悬臂梁冲击强度的悬臂梁冲击强度 的最低值仅为的最低值仅为2.2kg/m2.2kg/m2 2，极易脆裂。，极易脆裂。 第三、第三、PVCPVC的耐老化性差。的耐老化性差。 第四、第四、PVCPVC的耐低温性较差。随温度降低，聚氯乙烯制品迅的耐低温性较差。随温度降低，聚氯乙烯制品迅速变硬、变脆，力学性能明显下降，一般硬速变硬、变脆，力学性能

49、明显下降，一般硬PVCPVC最低使用温最低使用温度为度为-15-15，软，软PVCPVC的最低使用温度为的最低使用温度为-30-30。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1462 聚氯乙烯与聚氯乙烯与EVA的共混的共混（1）改性方法：改性方法：PVC/EVA 共混物可采用机械共混法共混物可采用机械共混法(主要主要为熔融共混为熔融共混)和接校共聚一共混法生产。和接校共聚一共混法生产。 （2） PVC/EVA 共混物共混物性能性能:a、 PVC/EVA 突出优点是柔韧性显著优于突出优点是柔韧性显著优于 PVC 。根据其所。根据其所 含含 EVA 的多少的多少 , 此类共混物也与此类共混物

50、也与 PVC- 样分为硬质和软质样分为硬质和软质 两种主要类型。两种主要类型。b、制品的透气性和透光性是两项重要的性能指标制品的透气性和透光性是两项重要的性能指标 , EVA 透透气气 性大于性大于 PVC, 透光性却不如透光性却不如 PVC, c、PVC 中掺混中掺混 EVA 可使共混物的表观粘度降低可使共混物的表观粘度降低 , 加工流动加工流动 性性 显著改善显著改善 , 因而可适当降低加工温度。因而可适当降低加工温度。 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1463聚氯聚氯乙乙烯与乙烯一醋酸乙烯一烯与乙烯一醋酸乙烯一CO共聚物共聚物的共的共混混PVCPVC与与E-VA-COE-V

51、A-CO共聚共聚物共混，物共混，形成的均相聚合物共混体系形成的均相聚合物共混体系 , , 具有持久具有持久 增塑作用增塑作用 , , 可大大提高可大大提高 PVC PVC 软制品的耐久性软制品的耐久性 , , 这种具有增塑作用的聚合物称高分子增塑剂这种具有增塑作用的聚合物称高分子增塑剂 (Polymeric (Polymeric plsticizers) plsticizers) 。用作用作 PVC PVC 的的高分子增塑剂必须符合以下三个基本条件高分子增塑剂必须符合以下三个基本条件 : : (1) (1) 能和能和 PVC PVC 发生特殊的相互作用发生特殊的相互作用 , , 包括分子间形成

52、氢包括分子间形成氢 键或很强的键或很强的 偶极偶极 - -偶极相互作用偶极相互作用 , , 形成均相体系形成均相体系 . . (2) (2)具有很低的玻璃化转变温度具有很低的玻璃化转变温度 。 使共混物的使共混物的 Tg Tg 降至室降至室 温温以下以下 (3)(3)在室温上下几十度范围内不结晶在室温上下几十度范围内不结晶 . .结晶高聚物是不能起结晶高聚物是不能起 增塑作用的增塑作用的 , , 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1464 PVC/E-VA-CO 共混物的应用共混物的应用 （1）建筑材料方面的应用建筑材料方面的应用（2） 汽车工业方面的应用汽车工业方面的应用（3）靴

53、鞋方面的应用靴鞋方面的应用 由于由于 PVC/ELVALOY 共混物具有卓越的耐油性、耐磨性、共混物具有卓越的耐油性、耐磨性、柔韧性、弹性、耐老化性及恰当的摩擦系数柔韧性、弹性、耐老化性及恰当的摩擦系数 , 因而适用于因而适用于制造工作靴、厨房用鞋及各种轻便鞋。制造工作靴、厨房用鞋及各种轻便鞋。（4）其他方而的成用其他方而的成用 PVC/ELVALOY 合金还用于制造耐油、耐热耐燃电缆和电合金还用于制造耐油、耐热耐燃电缆和电线线 , 各种软管各种软管 , 耐油、防滑地板砖耐油、防滑地板砖 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1465 PVC/CPE共混体系共混体系 (1)用于用于PV

54、C硬质品硬质品 在在PVC硬制品中添硬制品中添加加CPE，主要是，主要是起增起增韧改性的作用韧改性的作用。CPE 对共混物还有一定的润对共混物还有一定的润滑作用滑作用 , 熔体粘度低于熔体粘度低于 PVC, 因而因而 PVC /CPE 共混物的共混物的加工流动性也加工流动性也有所改有所改 在在PVC/CPE共混体共混体系中，体系的组成、共系中，体系的组成、共混温度、共混方式、混混温度、共混方式、混炼时间等因素都会影响炼时间等因素都会影响增韧效果。增韧效果。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1466在在PVC软制品中的应用软制品中的应用 在软质在软质PVC/CPE共混材料中，随共混材

55、料中，随CPE用量的增大，一般会导致拉伸用量的增大，一般会导致拉伸强度略有下降，而耐老化性能则明显提高。强度略有下降，而耐老化性能则明显提高。作为相容剂的应用作为相容剂的应用 CPE是由含氯较高的链段与含氯较低的链段组成的。其中，是由含氯较高的链段与含氯较低的链段组成的。其中，含氯较含氯较高的链段与高的链段与PVC的相容性较好的相容性较好；含氯较低的链段则与聚烯烃等非极性含氯较低的链段则与聚烯烃等非极性聚合物相容性较好。聚合物相容性较好。CPE的这一特性，使它不仅可以单独与的这一特性，使它不仅可以单独与PVC共混，共混，而目可以与而目可以与PVC及其它聚合物构成三元共混体系。及其它聚合物构成三

56、元共混体系。 例如：例如： PVC/CPE/PE体系。在此体系中，体系。在此体系中，CPE可在可在PVC与与PE之间起相容之间起相容剂的作用。剂的作用。化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1467PVC/NBR共混体系共混体系（1） PVC/NBR是第一个工业生产的共混物是第一个工业生产的共混物, 1942年投产年投产。（2） NBR可用于软质可用于软质PVC的共混改性，也可用于硬质的共混改性，也可用于硬质PVC的共混改性。的共混改性。（3）性能特点：性能特点：PVC/NBR 共混物共混物具有具有优异的韧性、弹性、耐油性及加优异的韧性、弹性、耐油性及加工成型性工成型性, 它它 在在

57、PVC 系列共混中占据着极重要的地位系列共混中占据着极重要的地位 。 AN在在NBR中含量对中含量对PVC/NBR（70/30）共混物冲击强度的影响）共混物冲击强度的影响NBR中AN含量（） 5 10 20.5 27 37冲击强度(缺口)(KJ/m2 10.8 18 92.1 15.4 10.6（4）用途：）用途：各种管、板、垫、各种管、板、垫、工工业零部件及鞋类等生活日常品业零部件及鞋类等生活日常品 化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1468vABSABS是一种性能优良、用途广泛的工程塑料。它具有冲击强度高、耐热是一种性能优良、用途广泛的工程塑料。它具有冲击强度高、耐热性好、尺寸

58、稳定及易于成型加工等性好、尺寸稳定及易于成型加工等PVCPVC所欠缺的优良特点。所欠缺的优良特点。v将将ABSABS用于用于PVCPVC的共混改性的共混改性, , 能改善能改善PVCPVC的加工性能的加工性能, , 还能提高还能提高PVCPVC的机的机械性能械性能, ,使使PVC/ABSPVC/ABS合金的冲击强度超过纯合金的冲击强度超过纯ABSABS和和PVCPVC，见下表。，见下表。PVC/ABSPVC/ABS共混共混性能性能PVC/ABS 配比配比100/080/2060/4050/5040/6020/800/100冲击强度冲击强度(kJ/m)4.915.028.530.632.831.

59、526.5弯曲强度弯曲强度（MPa）88.585.682.580.374.672.570.2拉伸强度拉伸强度（MPa）49.549.048.247.046.545.846.2化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1469 （1） PVC/MBS共混物性能特点共混物性能特点 获得兼有获得兼有韧性韧性和和透光性透光性的新型的新型 PVC 材料材料，所以所以 MBS 被称为被称为 PVC 的透明性抗冲改性剂。的透明性抗冲改性剂。 （2）原理：原理：为改善共混体系的透光性，通常有两种可供选择的途径，其为改善共混体系的透光性，通常有两种可供选择的途径，其一是使共混物的组成之间具有相近的折射率，其

60、二是使分散粒子的粒一是使共混物的组成之间具有相近的折射率，其二是使分散粒子的粒径小于可见光波长。在径小于可见光波长。在PVC/MBS共混体系中，则同时利用了上述两种共混体系中，则同时利用了上述两种途径。其中，途径。其中，MBS簇状结构中的塑料支链与簇状结构中的塑料支链与PVC有相近的折射率，而有相近的折射率，而微小的橡胶球的粒径则小于可见光波长。因此，微小的橡胶球的粒径则小于可见光波长。因此，PVC/MBS共混体系可共混体系可具有良好的透光性，透光率可达具有良好的透光性，透光率可达80以上。以上。PVC/MBS共混体系共混体系化学工业出版社化学工业出版社 2021-12-1470PVCPVC与