共混改性理论20160309

共混改性技术课程介绍课程性质：高分子材料应用技术专业的核心课程基础课程：高分子化学、高分子物理、成型模具、高分子材料配方技术、高分子材料成型加工技术、高分子材料分析与测试技术等课程学时：39聚合物的共混改性高分子教研室主要授课内容聚合物共混改性的目的和方法一、共混改性的基本概念二、共混改性的目的三、共混改性的方法一、共混改性的基本概念聚合物的共混改性定义：将两种或两种以上的高分子物加以混合与混炼，使其性能发生变化，形成一种新的表观均匀的聚合物体系的混合过程，所得到的新的聚合物体系称为聚合物共混物，又称聚合物合金或高分子合金。一、共混改性的基本概念聚合物共混体系类型有塑料与塑料的共混塑料与橡胶的共混橡胶与橡胶的共混橡胶与塑料的共混高分子共混物与高分子共聚物的区别高分子共混物各组分之间主要靠分子次价力结合，即物理结合共聚物是不同单体组分以化学键的形式连接在分子链中要严格划分高分子共混物和高分子共聚物是困难的。二、共混改性的目的1．均衡各聚合物组分的性能，改善材料的综合性能在单一聚合物组分中加入其他聚合物改性组分，可取长补短，消除各单一聚合物组分性能上的缺点，使材料的综合性能得到改善。二、共混改性的目的2．将量小的聚合物作为另一聚合物的改性剂，以获得显著的改性效果在一种基体聚合物中加人少量的某种聚合物，通过共混改性可以使基体聚合物某一方面的性能获得显著的改善。二、共混改性的目的3．改善聚合物的加工性能对于性能优异但较难加工的聚合物可与熔融流动性好的聚合物共混改性，便可以方便地成型。二、共混改性的目的4．制备具有特殊性能的聚合物材料采用具有特殊性能的聚合物共混改性，可获得全新功能的新材料。二、共混改性的目的5．提高性能／价格比对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料，可通过共混，在不影响使用要求的条件下，降低原材料的成本，提高性价比。二、共混改性的目的6．回收利用废弃聚合物材料随着绿色环保理念的不断深人，各种废料的回收利用亦将成为聚合物共混改性普遍关注的问题。三、共混改性的方法聚合物共混物的制备方法有物理方法化学方法三、共混改性的方法物理共混法：依靠聚合物分子链之间的物理作用实现共混的方法，按共混方式可分为：机械共混法（包括干粉共混法和熔融共混法）溶液共混法（共溶剂法）乳液共混法；三、共混改性的方法化学共混法：在共混过程中聚合物之间产生一定的化学键，并通过化学键将不同组分的聚合物连结成一体以实现共混的方法，根据反应形式分为：共聚-共混法反应-共混法

IPN法物理共混法-（1）机械共混法机械共混法：将不同种类的聚合物通过混合或混炼设备进行机械混合便制得聚合物共混物。根据混合或混炼设备和共混操作条件的不同，可将机械共混分为：干粉共混熔融共混①干粉共混法过程：将两种或两种以上不同品种聚合物粉末在球磨机、螺带式混合机、高速混合机、捏合机等非熔融的通用混合设备中加以混合，混合后的共混物仍为粉料。干粉共混的同时，可加入必要的各种助剂。所得的聚合物共混物料可直接用于成型或经挤出后再用于成型。要求：聚合物粉料的粒度尽量小，不同组分在粒径和密度上应比较接近。干粉共混法的混合分散效果相对较差，此法不宜单独使用，而是作为融熔共混的初混过程；应用优势：应用于难溶、难熔及熔融温度下易分解聚合物的共混。②熔融共混法过程：将聚合物各组分在软化或熔融流动状态下（即粘流温度以上）用各种混炼设备加以混合，获得混合分散均匀的共混物熔体，经冷却、粉碎或粒化的方法。有时先进行干粉混合，作为熔融共混法中的初混合。熔融共混熔融共混法要求：各组分易熔融各组分的熔融温度和热分解温度应相近各组分在混炼温度下，熔体黏度也应接近，以获得均匀的共混体系。各组分在混炼温度下的弹性模量也不应相差过大，否则会导致聚合物各组分受力不均而影响混合效果。熔融共混设备开炼机：操作直观，工艺条件易调整，对各种物料适应性强，在实验室应用较多。密炼机：能在较短的时间内给予物料以大量的剪切能，混合效果、劳动条件、防止物料氧化等方面都比较好，较多用于橡胶和橡塑共混。单螺杆挤出机：操作连续、密闭、混炼效果较好、对物料适应性强等优点。用单螺杆挤出机共混时，其各组分必须经过初混。采用双螺杆挤出机:直接加入粉料，混炼塑化效果好、物料在料筒内停留时间分布窄（仅为单螺杆挤出机的五分之一左右）、生产能力高。物理共混法-（2）溶液共混法（共溶剂法）过程：将共混聚合物各组分溶于共溶剂中，搅拌混合均匀或将聚合物各组分分别溶解再混合均匀，然后加热驱除溶剂即可制得聚合物共混物。要求：溶解聚合物各组分的溶剂为同种，或虽不属同种，但能充分互溶。应用：适用于易溶聚合物和共混物以溶液态被应用的情况。缺点：混合分散性较差，且需消耗大量溶剂，工业上无应用价值，主要适于实验室研究工作。物理共混法-（3）乳液共混法过程：将不同聚合物分别制成乳液，再将其混合搅拌均匀后，加入凝聚剂使各种聚合物共沉析制得聚合物共混物。受原料形态的限制，且共混效果也不理想，故主要适用于聚合物乳液。化学共混法-（1）共聚一共混法有接枝共聚-共混与嵌段共聚-共混之分，其中以接枝共聚-共混法更为重要。接枝共聚-共混法的操作过程：在一般的聚合设备中将一种聚合物溶于另一聚合物的单体中，然后使单体聚合，即得到共混物。所得的聚合物共混体系包含着两种均聚物及一种聚合物为骨架接枝上另一聚合物的接枝共聚物。由于接枝共聚物促进了两种均聚物的相容性，所得的共混物的相区尺寸较小，制品性能较优。化学共混法-（2）IPN法利用化学交联法制取互穿聚合物网络共混物的方法。互穿网络共聚物(IPN）技术可以分为：分步型IPN同步型IPN(SIN）互穿网络弹性体(IEN）胶乳-IPN(LIPN