第七章_聚合物共混应用

1、1 第七章第七章 聚合物共混的应用聚合物共混的应用n7.1 概述概述 聚合物共混物体系的选取聚合物共混物体系的选取性能互补性能互补 改善某方面性能改善某方面性能引入某种性能引入某种性能 聚合物共混物分为聚合物共混物分为1.以塑料为主体的共混物以塑料为主体的共混物通用塑料共混改性通用塑料共混改性工程塑料共混改性工程塑料共混改性2.以橡胶为主体的共混物以橡胶为主体的共混物橡橡/塑共混改性塑共混改性橡橡/橡共混改性橡共混改性(橡胶分为通用和特种橡胶橡胶分为通用和特种橡胶)2两种或两种以上不同塑料品种的共混改性占主要地位两种或两种以上不同塑料品种的共混改性占主要地位塑料共混塑料共混 塑料合金塑料合金具

2、有较高性能具有较高性能共混体系共混体系通用型工程塑料合金通用型工程塑料合金高性能工程塑料合金高性能工程塑料合金以通用型工程塑料以通用型工程塑料(如尼龙如尼龙,聚酯聚酯,聚碳酸酯等聚碳酸酯等)为主体为主体,与其它与其它通用工程塑料或通用塑料共混通用工程塑料或通用塑料共混特种工程塑料特种工程塑料/特种工程塑料特种工程塑料;特种工程塑料特种工程塑料/通用工程塑料通用工程塑料3结晶对聚合物性能的贡献：结晶对聚合物性能的贡献：较高刚性和硬度较高刚性和硬度较好耐化学药品和耐磨性较好耐化学药品和耐磨性相对较好加工流动性相对较好加工流动性较脆较脆制品成型收缩率高制品成型收缩率高非结晶工程塑料特点非结晶工程塑料

3、特点尺寸稳定性好尺寸稳定性好;加工流动性差加工流动性差结晶性塑料结晶性塑料4结晶塑料：结晶塑料：PA、PET、PBT、POM、PPS、PEEK等等 PA: 聚酰胺聚酰胺(尼龙尼龙) PET: 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 PBT: 聚对苯二甲酸丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯 POM: 聚甲醛聚甲醛 PPS: 聚苯硫醚聚苯硫醚 PEEK: 聚醚醚酮聚醚醚酮非结晶塑料：非结晶塑料：PS、ABS、PC、PSF、PAR等等 PS: 聚苯乙烯聚苯乙烯 ABS: 丙烯腈丙烯腈/丁二烯丁二烯/苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物 PC: 聚碳酸酯聚碳酸酯 PSF: 聚砜聚砜 PAR: 聚芳酯聚芳酯5n7.2

4、通用塑料的改性通用塑料的改性n7.2.1 PVC的共混改性的共混改性 PVC是一种用途广泛的通用塑料，产量仅次于是一种用途广泛的通用塑料，产量仅次于PE，居第二。，居第二。PVC因添加增塑剂量的不同分为：软制品和硬制品因添加增塑剂量的不同分为：软制品和硬制品硬制品硬制品 不添加增塑剂或添加很少量的增塑剂。不添加增塑剂或添加很少量的增塑剂。软制品软制品 PVC中加入适量的增塑剂，使制品具中加入适量的增塑剂，使制品具有一定的柔软性的有一定的柔软性的PVC材料。材料。6n7.2.1.1 PVC/CPE 共混体系共混体系（1）硬制品）硬制品特点特点 1. PVC/CPE共混物的抗冲强度共混物的抗冲强度

5、(特别是对无特别是对无 缺口冲击强度较高缺口冲击强度较高; 2. 共混物的耐燃性较好共混物的耐燃性较好.CPE是通过在是通过在PE分子链上引入氯原子得到的一种弹性体分子链上引入氯原子得到的一种弹性体.关键点关键点 CPE的氯含量的氯含量氯原子在氯原子在PE主链上的分布主链上的分布71. CPE的氯含量的氯含量32%(Wt%)CPE氯含量氯含量 42%(Wt%)含有较多未氯化链段含有较多未氯化链段,结晶含量高结晶含量高.弹性变差弹性变差 作为作为PVC冲击改性剂常冲击改性剂常用的用的CPE的含氯量一般为的含氯量一般为35%左右左右.8（2）软制品）软制品PVC软制品软制品 添加大量的小分子液体增

6、塑剂添加大量的小分子液体增塑剂添加高分子弹性体添加高分子弹性体目的目的替代小分子增塑剂替代小分子增塑剂;不迁移不迁移,不挥发不挥发特点特点 CPE大分子不含双键大分子不含双键, 具有良好的耐候性具有良好的耐候性;随随CPE量增加量增加,拉伸强度下降拉伸强度下降,耐老化性明显提高耐老化性明显提高 通常选用氯含量为通常选用氯含量为35-40%CPE作为软制品共混改性剂作为软制品共混改性剂; CPE通常质量份数不少于通常质量份数不少于20份份9(3) 相容剂相容剂用于用于PVC/CPE/PE体系中体系中相容剂相容剂 特殊的特殊的CPEPE结晶区结晶区非结晶区非结晶区含氯量较高含氯量较高,与与PVC相

7、容相容含氯量较低含氯量较低,与与PE相容相容含氯量较高含氯量较高链段和含氯链段和含氯量较低的链量较低的链段组成段组成10n7.2.1.2 PVC/ MBS共混体系共混体系MBS 一种核壳结构的改性剂一种核壳结构的改性剂制备制备自由基引发自由基引发乳液乳液-种子聚合种子聚合由由MMA/St接枝于接枝于PB或或丁苯胶丁苯胶(SBR)大分子链大分子链上的接枝共聚物上的接枝共聚物1. 亲水单体趋于存在粒子外表面亲水单体趋于存在粒子外表面; 2. 疏水单体趋于向内部渗透疏水单体趋于向内部渗透核壳结构核壳结构热力学基础热力学基础11 核壳结构的作用核壳结构的作用: 橡胶小球起增韧作用橡胶小球起增韧作用;

8、MMA可与可与PVC形成良好的相容性形成良好的相容性; 苯乙烯刚性段提供良好的加工性能苯乙烯刚性段提供良好的加工性能.接枝共聚物含有橡胶小球和塑料组分接枝共聚物含有橡胶小球和塑料组分核壳结构核壳结构组成组成MBS改善改善 冲击性能冲击性能 加工性能加工性能PVC12相容性分析相容性分析 IR IR分析表明分析表明,PVC/MBS,PVC/MBS分子间存在氢键分子间存在氢键. . 随随MBSMBS量的增加量的增加, ,分子间的氢键作用增强分子间的氢键作用增强, ,使具有良好相容性使具有良好相容性. . 热力学角度热力学角度 MBSMBS溶解度参数为溶解度参数为9.4-9.5;PVC9.4-9.5

9、;PVC的溶解度参数为的溶解度参数为9.5-9.7,9.5-9.7,较较 接近接近. . （动态力学分析）（动态力学分析）DMADMA分析表明在分析表明在89.489.4存在一个玻璃化存在一个玻璃化 温度温度, ,介于两者玻璃化温度之间介于两者玻璃化温度之间. . SEM SEM分析分析,MS,MS链段与链段与PVCPVC相形成相容性很好的相形成相容性很好的“连续相连续相”； 橡胶链段则在连续相中形成微观上的橡胶链段则在连续相中形成微观上的“分散相分散相”。在受到冲击时，分散相橡胶在受到冲击时，分散相橡胶链段与连续相之间能形成裂链段与连续相之间能形成裂纹吸收和转移冲击能量纹吸收和转移冲击能量1

10、3影响影响PVC / MBS的因素：的因素：MBS在在PVC/MBS体系中的形态体系中的形态141. MBS1. MBS对共混物冲击强度的影响对共混物冲击强度的影响 MBS MBS中的橡胶粒径的大小中的橡胶粒径的大小粒径粒径诱发诱发非破坏性裂纹非破坏性裂纹;吸收能量吸收能量;阻止材料开裂阻止材料开裂过大过大使材料表面粗糙使材料表面粗糙,降低有限橡胶量的分布面积降低有限橡胶量的分布面积,使冲击强度降低使冲击强度降低 MBS MBS中中B B含量含量 冲击强度冲击强度 MBS MBS接枝方式和接枝方式和S/MS/M比例比例先接先接S后接后接M为好为好; S/M的比例的比例66.7/33.3153.

11、 透光性：透光性： 共混物组成之间具有相近的折光率共混物组成之间具有相近的折光率 改善透光性改善透光性 分散粒子的粒径小于可见光波长分散粒子的粒径小于可见光波长 PVC/MBS体系同时利用了两种途径。体系同时利用了两种途径。 MBS MBS用量在用量在10-20%10-20%范围内范围内缺口冲击强度最高缺口冲击强度最高原因原因当高于此值时当高于此值时,由于由于MBS外层是外层是M,所以共混所以共混基本上表现为基本上表现为PMMA的性能的性能.但但PMMA的冲击的冲击性能低于性能低于PVC均聚物均聚物,故表现出脆性破坏故表现出脆性破坏.164. 举例举例- 透明透明PVC医用厚片材制品医用厚片材

12、制品PVC(S-700) 100; 增塑剂增塑剂DOP 1.5;热稳定剂热稳定剂 (美国美国Mordon公司公司TM-181FS) 1.6;抗冲改性剂抗冲改性剂MBS(日本吴羽公司生产日本吴羽公司生产BTA-370) 5;加工助剂加工助剂ACR (ZB-1) 1;润滑剂润滑剂(德国汉高公司产德国汉高公司产GH-4及及G-78)各各0.5-0.8;着色剂着色剂(群青群青)0.002基础配方基础配方(质量份质量份)17制备工艺制备工艺PVC + 各种助剂各种助剂高速捏合机高速捏合机简单混合简单混合 为保证为保证PVC与助剂分散均匀与助剂分散均匀,充分发挥各助剂的作用充分发挥各助剂的作用,加料顺序加

13、料顺序:PVC + 固体助剂固体助剂 液体助剂液体助剂 抗冲改性剂抗冲改性剂 加工助剂加工助剂 颜料颜料捏合控制条件捏合控制条件温度温度; ;时间时间充分混合充分混合避免温度过高避免温度过高,时间过长时间过长95-10510-15 min10-15 min18高速捏合后高速捏合后立即立即低速搅拌冷却低速搅拌冷却4545出料出料捏合冷却物料捏合冷却物料双螺杆挤出机双螺杆挤出机预塑化预塑化造粒造粒最佳温度最佳温度1区区/140;2;2区区/180;3/180;3区区/185/18519 n7.2.1.3 PVC/NBR共混体系共混体系 丁腈橡胶是丁腈橡胶是PVC最早商品化的增韧改性剂。最早商品化的

14、增韧改性剂。NBR分子分子中含有大量的极性键，表现出极大的极性。中含有大量的极性键，表现出极大的极性。相容性分析相容性分析 丁腈胶中丙烯腈含量过低时，与丁腈胶中丙烯腈含量过低时，与PVC相容不好；相容不好； 丙烯腈含量达丙烯腈含量达 40%以上时，以上时，NBR与与PVC接近完全相容；接近完全相容； 丙烯腈含量在丙烯腈含量在20%左右时，左右时，NBR与与PVC有一定相容性。有一定相容性。20 PVC/NBR共混物形态共混物形态PVC/NBR(丙烯腈丙烯腈PVC/NBR-40PVC/NBR-40力学谱图有力学谱图有2个损耗峰个损耗峰,对应两组分两个玻璃化对应两组分两个玻璃化温度温度,为部分相容

15、两相体系为部分相容两相体系.界面层是界面层是NBR增韧增韧的内在原因的内在原因.两相间存在较强分子间作用力两相间存在较强分子间作用力,相容性好相容性好, 只有一宽的损耗峰只有一宽的损耗峰,为非均相相容体系为非均相相容体系,改性改性效果不明显效果不明显21 汽车内装饰材料、鞋料、密封圈、密封条、软管等。汽车内装饰材料、鞋料、密封圈、密封条、软管等。 软质软质PVCPVC 硬质硬质PVCPVC应用应用 采用丙烯腈含量为采用丙烯腈含量为20%左右的左右的NBR进行共混，进行共混，分散相粒径较小，两相界面结合较好，具有良好分散相粒径较小，两相界面结合较好，具有良好的抗冲击性能的抗冲击性能.丁腈丁腈 提

16、高增塑剂的耐久性；改善力学性能；提高增塑剂的耐久性；改善力学性能；提高耐磨性；降低压缩永久变形；改善耐挠曲性。提高耐磨性；降低压缩永久变形；改善耐挠曲性。用途用途22n7.2.2 PP的共混改性的共混改性 n1. PP/PE共混体系共混体系 以塑料作为增韧材料对以塑料作为增韧材料对PP进行改性研究较早进行改性研究较早,其中较成其中较成功的为功的为PP/PE体系体系. PP优点优点 拉伸强度、压缩强度等比低压拉伸强度、压缩强度等比低压PE高高;突出的刚性突出的刚性;突出的耐折叠性突出的耐折叠性;优良的耐腐蚀性优良的耐腐蚀性;优良的电绝缘性能优良的电绝缘性能;23PP缺点缺点冲击性能不足冲击性能不

17、足,特别是低温下易脆裂特别是低温下易脆裂;成型收缩率大成型收缩率大;热变形温度不高热变形温度不高;耐磨性和染色性有待提高耐磨性和染色性有待提高24PP不耐冲击的原因不耐冲击的原因大量大的球晶大量大的球晶易产生裂纹易产生裂纹冲冲击击性性能能下下降降晶体细微化晶体细微化冲击强度冲击强度思路思路25PE+特点特点 结晶聚合物结晶聚合物; ; 不与不与PPPP形成共晶形成共晶; ;各自结晶并相互制约各自结晶并相互制约;PP结晶被细化结晶被细化,分割成片晶分割成片晶;PE量越大量越大,分割越显著分割越显著PP晶体尺晶体尺寸变小寸变小冲击强度冲击强度 两者结晶速率不同两者结晶速率不同,PP的结晶速率慢的结

18、晶速率慢,晶体晶体生长较大生长较大,晶体间连接少晶体间连接少,界面分明界面分明;PE的结晶速率快的结晶速率快,晶体晶体间连接较多间连接较多;混合后混合后,增加了晶体间的增加了晶体间的连接连接26PP/PE共混体系的规律共混体系的规律1. PE种类对冲击性能的影响种类对冲击性能的影响PP/HDPE(高密度聚乙烯高密度聚乙烯) 其中其中HDPE质量份数质量份数60% 60% 冲击强度有所增加冲击强度有所增加 PP/LDPE (低密度聚乙烯低密度聚乙烯) 当当LDPE质量份数质量份数60% , 冲击强度才冲击强度才显著增加显著增加PP/LLDPE (线性低密度聚乙烯线性低密度聚乙烯) LLDPE质量

19、份数质量份数40%, 冲击强冲击强度显著提高，度显著提高，LLDPE质量份数质量份数=70%, 冲击强度冲击强度=37.5kJ/m2纯纯PP冲击强度的冲击强度的20倍倍LLDPE晶体非常小晶体非常小;两者结晶速率相差两者结晶速率相差很大很大,PP较较慢慢,LLDPE非常快非常快272. 混炼方式的影响混炼方式的影响双螺杆挤出机双螺杆挤出机直接注射直接注射冲击强度最高冲击强度最高冲击强度最低冲击强度最低剪切作用强剪切作用强;分散效果好分散效果好;最合适的混炼方式最合适的混炼方式注射机螺杆的有效长度注射机螺杆的有效长度小于挤出机小于挤出机,剪切混炼剪切混炼作用小作用小,效果差效果差28n2. PP

20、与茂金属聚烯烃弹性体的共混与茂金属聚烯烃弹性体的共混茂金属聚烯烃弹性体茂金属聚烯烃弹性体POE特点特点优异的优异的力学力学性能、性能、流变流变性能、性能、耐紫外光耐紫外光性能性能与聚烯烃与聚烯烃亲和性亲和性好、好、低温韧性低温韧性好、性能好、性能价格价格比优异比优异 被广泛地应用到塑料改性被广泛地应用到塑料改性.这种新材料的出现引起全这种新材料的出现引起全世界塑料和橡胶工业界的强烈关注世界塑料和橡胶工业界的强烈关注.为聚合物改性和加工应为聚合物改性和加工应用带来一个全新的理念。用带来一个全新的理念。乙烯乙烯/辛烯共聚物辛烯共聚物 (POE) CGCT-晶体生长与晶体技术晶体生长与晶体技术29P

21、OE结构特点结构特点 分子中辛烯单体含量大于分子中辛烯单体含量大于20% 20% 无定形区无定形区( (橡胶相橡胶相) ) PE PE结晶区结晶区( (树脂相树脂相) ) 物理交联点的作用物理交联点的作用 相对窄的分子量及短支链分布相对窄的分子量及短支链分布 注射和挤出不易翘曲注射和挤出不易翘曲; ; 高弹性、高强度、高高弹性、高强度、高 伸长率、良好低温性伸长率、良好低温性 能能 分子链饱和分子链饱和, ,含相对少的叔碳含相对少的叔碳 优异的耐老化和抗紫优异的耐老化和抗紫 外性能外性能30 分子结构的设计分子结构的设计 聚合物骨架上嵌入乙烯长链支化结构聚合物骨架上嵌入乙烯长链支化结构 流变性

22、能、透明性流变性能、透明性POE增韧增韧 PP1. 增韧机理增韧机理符合银纹符合银纹-剪切带机理剪切带机理 脆性基体内加入弹性体后脆性基体内加入弹性体后, 在冲击力作用下在冲击力作用下,弹性体可弹性体可 引发大量的银纹引发大量的银纹,而基体则而基体则 产生剪切屈服产生剪切屈服,主要靠银纹主要靠银纹- 剪切带吸收能量剪切带吸收能量 . 相结构相结构 “海海-岛岛”结构结构;海相海相 PP; 岛相岛相 POE; 31SEM分析分析 POE=0 裂纹沿受力方向充分发展裂纹沿受力方向充分发展 脆性断裂脆性断裂 POE=10% 冲击断面为互相交错小裂缝冲击断面为互相交错小裂缝 冲击性能冲击性能 POE=

23、30% 冲击断面为抛物线状冲击断面为抛物线状 韧性断裂韧性断裂 POE 冲击断面银纹化程度越来越高冲击断面银纹化程度越来越高32应用应用:汽车保险杠专用料汽车保险杠专用料- 增韧增韧PP 高性能高性能PP/POE合金系列改性专用料合金系列改性专用料,是针对汽车保险杠是针对汽车保险杠的特殊要求研制的特殊要求研制. 该专用料无论在该专用料无论在常温常温或或低温低温: 优异的抗冲击性能优异的抗冲击性能 优异耐老化性能优异耐老化性能 良好的加工性能良好的加工性能 涂装性能涂装性能 本产品可满足各类轿车本产品可满足各类轿车,轻型货车等对改性轻型货车等对改性PP类保险类保险杠材料的要求杠材料的要求.33n

24、7.2.3 PE共混改性共混改性PE是产量最高的塑料品种是产量最高的塑料品种: 高压高压PE, 低压低压PE,线形低密线形低密 度度PE,超高分子量超高分子量PE不同品种不同品种PE共混共混获得更为广泛地应用获得更为广泛地应用HDPE + LDPE性能上互补性能上互补综合性能提高综合性能提高硬度大硬度大;缺乏柔性缺乏柔性不适宜制造薄膜不适宜制造薄膜强度和气密性低强度和气密性低;不适宜容器和齿轮不适宜容器和齿轮1. 不同品种不同品种PE的共混的共混34 改变改变HDPE/LDPE的共混组成的共混组成,可获得不同硬度、不同熔可获得不同硬度、不同熔体流动速率、不同软化点的共混物体流动速率、不同软化点

25、的共混物.对对LDPE密度密度药品渗透性药品渗透性,透气性透气性刚性和强度的提高刚性和强度的提高,包装薄膜厚度减半包装薄膜厚度减半,降低成本降低成本对对PE发泡发泡不同密度的不同密度的PE共混可使熔化区加宽共混可使熔化区加宽;当熔融物料冷却时当熔融物料冷却时,又可延缓结晶又可延缓结晶;这使发泡过程更易进行这使发泡过程更易进行,LDPE越多越多,泡沫塑料泡沫塑料越柔软越柔软352. PE/PA共混共混PE/PA共混目的共混目的提高提高PE对烃类溶剂对烃类溶剂的阻隔性的阻隔性PA良好的阻隔性良好的阻隔性共混物具有良好的阻隔性能的原理共混物具有良好的阻隔性能的原理: PA应以层片结构分布于应以层片结

26、构分布于PE基体中基体中; 溶剂分子透过层片状结构的共混物时溶剂分子透过层片状结构的共混物时,透过的途径发透过的途径发 生曲折生曲折,路径变长路径变长 用于制造容器用于制造容器,相当增加了容器的厚度相当增加了容器的厚度,阻隔性能提高阻隔性能提高36形成形成PA层片状的条件层片状的条件:PA熔体粘度熔体粘度 PE熔体粘度熔体粘度适当调整共混温度适当调整共混温度合适粘度合适粘度 适当的剪切应力和速率适当的剪切应力和速率( (形成层片结构的必要条件形成层片结构的必要条件) )37n7.3 工程塑料增韧改性工程塑料增韧改性n7.3.1 尼龙增韧改性尼龙增韧改性 尼龙尼龙6增韧改性增韧改性尼龙尼龙6特点

27、特点 高强、耐磨、自润滑、较好的韧性高强、耐磨、自润滑、较好的韧性和加工性能和加工性能;对裂纹扩展抵抗能力差对裂纹扩展抵抗能力差 POE作为一种新型的热塑性弹性体作为一种新型的热塑性弹性体,具有优越的流动具有优越的流动性性,在尼龙增韧方面的应用已引起学术界的重视在尼龙增韧方面的应用已引起学术界的重视. POE为非极性高聚物为非极性高聚物,与极性很强的尼龙共混时与极性很强的尼龙共混时,相容相容性很差性很差.38相容性的考虑相容性的考虑 采用接枝方法引入极性基团采用接枝方法引入极性基团,增加与增加与PA6的相容性的相容性加工性的考加工性的考虑虑POE作为橡胶类弹性体作为橡胶类弹性体,加工过程切粒较

28、困难加工过程切粒较困难,且价格高且价格高; 加入加入PE,可改善加工性能可改善加工性能,并降低成本并降低成本.选选 材材PA6, B100, 南京立汉化学有限公司南京立汉化学有限公司;MAH(马来酸酐马来酸酐 ),化学纯化学纯,上海试剂三厂上海试剂三厂;过氧化二异丙苯过氧化二异丙苯(DCP),工业品工业品,上海高桥化工厂上海高桥化工厂;HDPE, 5000S, 扬子石化股份有限公司扬子石化股份有限公司;POE,Engage 8445, 密度为密度为0.910g/cm3,MFR3.5g/min,Dow化学公司化学公司39制备方法制备方法接枝共聚物制备接枝共聚物制备MAH/DCP溶解丁酮溶解丁酮+

29、PE/POE(40/60)180-210,GD1%,GD1%双螺杆挤出机双螺杆挤出机粒料粒料PA6双螺杆双螺杆挤出机挤出机共混共混熔融挤出熔融挤出粒料粒料220-245主要设备主要设备:双螺杆挤出机双螺杆挤出机40 结构分析结构分析 接枝上接枝上MAH MAH 分散性明显提高分散性明显提高, ,粒径明显减小粒径明显减小, ,界面之间模糊界面之间模糊 接枝物体系接枝物体系/PA6 = 10:90/PA6 = 10:90 接枝率不高接枝率不高, ,即接枝物用量少即接枝物用量少, ,分散相粒子之间距离过大分散相粒子之间距离过大, , 当受到冲击力断裂时当受到冲击力断裂时, ,不能引起基体的剪切屈服不

30、能引起基体的剪切屈服, , 吸收能量较少吸收能量较少, ,断面比较光滑平整断面比较光滑平整 脆性断裂脆性断裂 接枝物用量超过接枝物用量超过20% 30%20% 30% 断裂面粗糙且高低不平断裂面粗糙且高低不平 韧性断裂韧性断裂 PA6PA6基体产生大量的剪切屈服基体产生大量的剪切屈服, ,吸收大量能量吸收大量能量 冲击强度冲击强度41性能分析性能分析 随随(PE/POE)-g-MAH用量增加用量增加, 冲击强度大大增加冲击强度大大增加; 拉伸强度拉伸强度 扭曲强度下降明显扭曲强度下降明显(PE/POE)-g-MAH 用量达到用量达到30%, 冲击强度可达冲击强度可达1050J/m2 超韧尼龙超

31、韧尼龙效果评价效果评价 用用MAH接枝接枝PE/POE共混物共混物,不仅提高了材料的加工性能不仅提高了材料的加工性能,并降低成本并降低成本,当含量达到当含量达到30%时时,可获得超韧尼龙可获得超韧尼龙.随含量增加随含量增加,共混物的伸长率有所增加共混物的伸长率有所增加,拉伸强度和扭曲强度有所下降拉伸强度和扭曲强度有所下降.42n7.3.2 PC增韧改性增韧改性- 光盘光盘PC增韧改性增韧改性PC是一类分子链中含有通式为是一类分子链中含有通式为:链节的高分子化合物，及以它为链节的高分子化合物，及以它为基质基质制得的各种材料的总称制得的各种材料的总称. 随随R基团的不同基团的不同,PC可分为脂肪族

32、、脂环族、芳香族、可分为脂肪族、脂环族、芳香族、脂肪脂肪-芳香族等几大类型芳香族等几大类型.从综合考虑从综合考虑,只有只有芳香族芳香族PC才具有工才具有工业价值业价值.其中以双酚其中以双酚A型型PC最为重要最为重要. 当前当前,PC的应用正迅速地扩展到航空、航天、电子计算机、的应用正迅速地扩展到航空、航天、电子计算机、光盘等领域光盘等领域,尤其光盘的使用尤其光盘的使用,发展速度惊人发展速度惊人.O -R -O -CO43选材选材光盘光盘PC:分子量分子量18000,回收料回收料PE-g-MAHMBSACR增韧剂增韧剂增韧剂增韧剂增韧剂增韧剂制备方法制备方法 PC回收料在回收料在80下干燥下干燥

33、12h; 12h; 增韧剂在增韧剂在7070下干燥下干燥12h12h按比例两者混合均匀按比例两者混合均匀, ,双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒丙烯酸脂共聚物丙烯酸脂共聚物 44结构与增韧分析结构与增韧分析 纯纯PCPC和和PC/PE-g-MAHPC/PE-g-MAH冲击断面冲击断面 平整光滑平整光滑 - - 脆性断裂脆性断裂PE接枝率不高接枝率不高,极性没有得到完全改善极性没有得到完全改善,与极性与极性PC相容相容不好不好. PC/MBS MBS含量为含量为5% 5% 脆性断裂脆性断裂; ;没有分层没有分层 界面相容好界面相容好但二者之间无化学键的作用但二者之间无化学键

34、的作用,受到冲击时受到冲击时,破坏从界面开始破坏从界面开始. MBS含量为含量为15% 韧性断裂韧性断裂 空洞化引发剪切屈服空洞化引发剪切屈服 PC/ACR ACR 5% 脆性断裂脆性断裂 ACR8% 韧性断裂韧性断裂;界面模糊界面模糊;相容性相容性/效果效果MBS45性能分析性能分析 加入加入PE-g-MAH(10%), 冲击强度至纯冲击强度至纯PC的的5倍倍,仍为脆性断裂仍为脆性断裂 加入加入MBS(核核-壳共聚物壳共聚物)15%,冲击强度为冲击强度为PC的的30倍以上倍以上 发生脆发生脆- -韧转变所需韧转变所需ACR(ACR(核核- -壳共聚物壳共聚物) )量要少于量要少于MBS;MB

35、S; 冲击强度为纯冲击强度为纯PCPC的的3838倍以上倍以上效果分析效果分析 PE-g-MAH与与PC相容性不好相容性不好, 增韧效果不显著增韧效果不显著; MBS与与ACR可很好的改善冲击性能可很好的改善冲击性能; ACR与与PC的相容性好于的相容性好于MBS,增韧效果更好增韧效果更好; 核壳共聚物增韧核壳共聚物增韧PC的机理为共聚物粒子的空的机理为共聚物粒子的空 洞化引发基体的剪切屈服洞化引发基体的剪切屈服467.4 7.4 橡胶共混改性橡胶共混改性7.4.1 橡胶共混的基本知识橡胶共混的基本知识7.4.1.1 助剂在共混两相间的分配助剂在共混两相间的分配1.硫化助剂在两相间的分配硫化助

36、剂在两相间的分配影响硫化助剂在两相间的分配因素影响硫化助剂在两相间的分配因素硫化助剂在橡胶中的溶解硫化助剂在橡胶中的溶解度度+混炼温度混炼温度472.2.补强剂在两相中的分配补强剂在两相中的分配影响因素影响因素 补强剂与橡胶亲和性补强剂与橡胶亲和性 如炭黑如炭黑 橡胶的熔融粘度橡胶的熔融粘度补强剂倾向进入补强剂倾向进入粘度低的一相粘度低的一相调整补强剂在两相中的调整补强剂在两相中的分配分配 适当选择品种适当选择品种, ,或对补强剂表面改性或对补强剂表面改性, ,调节其对橡胶的亲和力调节其对橡胶的亲和力 改变混炼温度等改变混炼温度等, ,改变两相的粘度改变两相的粘度 改变加料顺序改变加料顺序:

37、:补强剂与亲和性弱的橡胶共混补强剂与亲和性弱的橡胶共混, ,再与另一橡再与另一橡 胶共混胶共混48n7.4.1.2 橡胶共混物两相的共交联橡胶共混物两相的共交联提高橡胶两相间的界面结合力提高橡胶两相间的界面结合力 两相间的共交联两相间的共交联(共硫化，界面交联共硫化，界面交联)两相共混物能否实现共交联两相共混物能否实现共交联,主要取决于主要取决于交联点的特征交联点的特征 相同性质的交联活性点相同性质的交联活性点可选用共同的交联助剂可选用共同的交联助剂 性质不同性质不同,采用多采用多官能团交联剂官能团交联剂,或改性或改性 NR、BR、SBR、NBR相同性质的交相同性质的交联活性点，相联活性点，相

38、同硫化体系同硫化体系考虑硫化助考虑硫化助剂在橡胶中剂在橡胶中溶解度溶解度49n7.4.2 通用橡胶的共混改性通用橡胶的共混改性n7.4.2.1 天然橡胶共混天然橡胶共混n NR/BR共混体系共混体系 BR：高弹性、低升热、耐寒性、耐屈挠、耐磨耗性优良：高弹性、低升热、耐寒性、耐屈挠、耐磨耗性优良 NR：耐老化性能差，在日光暴晒下会产生老化龟裂。：耐老化性能差，在日光暴晒下会产生老化龟裂。 BR的加入将提高材料的耐臭氧、耐天候老化方面的性能。的加入将提高材料的耐臭氧、耐天候老化方面的性能。 BR / NR共混体系特点：共混体系特点： 相容性较好，但仍属于多相体系，存在两个动态力学损相容性较好，但

39、仍属于多相体系，存在两个动态力学损耗峰耗峰 -tan峰；峰； NR、BR硫化机理相同，硫化速度相差不大，但不同硫硫化机理相同，硫化速度相差不大，但不同硫化助剂体系对两相仍有不同的交联速度。化助剂体系对两相仍有不同的交联速度。 BR对炭黑的亲和力大于对炭黑的亲和力大于NR。NR的补强主要靠结晶作用，的补强主要靠结晶作用，而而BR靠炭黑补强。靠炭黑补强。50nNR与与1,2-PB的共混的共混 1,2-聚丁二烯聚丁二烯(1,2-PB): 优良的抗滑能力优良的抗滑能力,低生热低生热, 耐热老化性能耐热老化性能, 但，低温性能差但，低温性能差.性能（性能（1 1，2-2-PB/NRPB/NR）10010

40、0/0/080/2080/2060/4060/4050/5050/5040/640/60 020/820/80 00/100/100 0门尼黏度门尼黏度（ML1+4 ML1+4 100100）58.58.0 054.554.554.554.555.055.048.048.044.544.560.560.5Tg/Tg/-13-13-7.1-7.1；-59.8-59.8-9.6,-9.6,-60.6-60.6-60.7-60.7- -59.759.7- -59.759.7- -61.961.9屈服强度屈服强度/MPa/MPa1.01.09 90.770.770.580.580.530.530.44

41、0.440 035350.410.41拉伸强度拉伸强度/MPa/MPa1.31.30 00.980.981.311.311.151.151.041.040.520.521.061.06扯断伸长率扯断伸长率/%/%1341349 91221122113321332137713771499149976676650050051 随随NR用量的增加用量的增加,共混胶的门尼粘度共混胶的门尼粘度,屈服强度屈服强度,拉伸强拉伸强度均下降度均下降,甚至比两均聚物小甚至比两均聚物小. 相容性较差相容性较差 进行交联进行交联.由于两相界面的交联由于两相界面的交联,力学性能提高力学性能提高分析分析原因原因措施措施5

42、2性能（性能（1 1，2-PB/NR2-PB/NR） 100/0100/080/2080/2060/4060/4050/5050/5040/6040/6020/8020/800/1000/100300%300%定伸强度定伸强度/MPa/MPa13.613.614.914.910.110.111.111.111.111.114.914.913.113.1硬度（邵硬度（邵A A）/ /度度5858646458586060606061616060撕裂强度撕裂强度/kN/m/kN/m31.431.441.241.237.337.345.145.142.242.245.145.191.291.2拉伸强度

43、拉伸强度/MPa/MPa20.620.618.918.921.521.524.124.124.724.726.626.631.531.5扯断伸长率扯断伸长率/%/%410410350350590590595595605605530530570570扯断永久变形扯断永久变形/%/%1616161614141414191920203232脆点脆点/-29.0-29.0-46.0-46.0-49.5-49.5-54.5-54.5-57.0-57.0-58.0-58.0-60.0-60.0不同共混比硫化胶物理机械性能不同共混比硫化胶物理机械性能 53 与未交联前的性能相比与未交联前的性能相比,拉伸强度

44、有较大的提高拉伸强度有较大的提高,扯断扯断伸长率也在提高伸长率也在提高. 说明共交联的作用说明共交联的作用.分析分析54n7.3.2.2 乙丙橡胶共混物乙丙橡胶共混物n一一. EPDM / IIR共混体系共混体系 EPDM 乙烯乙烯,丙烯二烯单体共聚而成的橡胶丙烯二烯单体共聚而成的橡胶. 第三单体第三单体亚乙基降冰片烯亚乙基降冰片烯,双环戊二烯双环戊二烯,1,4-己二烯己二烯有完全饱和主链，耐臭氧和耐氧化，有完全饱和主链，耐臭氧和耐氧化，但老化后，产生交联变硬但老化后，产生交联变硬IIR丁基橡胶丁基橡胶 异丁基橡胶异丁基橡胶共混目的共混目的提高耐老化性能提高耐老化性能, ,互相弥补缺陷互相弥补

45、缺陷,EPDM,EPDM的加入的加入, ,可增加炭可增加炭黑和油的用量黑和油的用量, ,使挤出制品表面光滑使挤出制品表面光滑, ,强度提高强度提高, ,挤出收挤出收缩率小缩率小, ,也可降低成本也可降低成本. .异丁烯和少量异戊二烯共异丁烯和少量异戊二烯共聚而成聚而成. .具有优良的气密具有优良的气密性性, ,耐老化性和耐候性耐老化性和耐候性, ,制制造内胎造内胎. .但在使用中会出但在使用中会出现变软现变软, ,粘外胎及尺寸变粘外胎及尺寸变大等问题大等问题. .551. EPDM品种的选择品种的选择根据第三单体根据第三单体不同分为不同分为双环戊二烯型双环戊二烯型(DCPD)亚乙基降冰片烯亚乙基降冰片烯(ENB)品种选择品种选择 ENB型比型比DCPD型硫化速度快型硫化速度快,强伸特性高强伸特性高,综合