单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,章 聚合物共混的应用,介绍聚合物共混改性在塑料和橡胶中的应用。在塑料中的应用包括通用塑料、工程塑料以及特种工程塑料的共混改性；在橡胶中的应用包括通用橡胶、特种橡胶的共混改性以及共混型热塑性弹性体。,7.1,聚合物共混应用体系的选取,分为以塑料为主体的共混物和以橡胶为主体的共混物两大类。,塑料的共混，按性能与用途分为通用塑料和工程塑料共混体系两类。,塑料合金,的概念是由高分子合金引申出的。,高分子合金是指含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物。而且，高分子合金材料通常应具有较高的力学性能，可用作工程塑料。,以橡胶为主体的共混体系，包括以橡胶为主体的橡塑共混体系和橡胶与橡胶的共混系。,7.1.1,相容性因素,两相之间良好的相容性，是两相体系共混产物具有良好性能,(,特别是力学性能,),的前提。,相容性还影响共混过程的难易，相容性好的两相体系，共混过程中分散相较易分散。因此，,一般应首选相容性较好的聚合物体系进行共混。,例如,PVC,共混体系，选用,NBR,、,CPE,、,EVA,等相容性较好的聚合物。在相容性得不到满足时，则考虑采取措施改进相容性，如,添加相容剂,。,7.1.2,结晶性因素,结晶,性塑料通常具有较,高的刚性和硬度,，较好的,耐化学药品性和耐磨性,，加工,流动性,也相对较,好,。结晶性塑料的缺点是较,脆,，且制品的成型,收缩率高,。,非结晶,性工程塑料则具有,尺寸稳定性好,而加工,流动性较差,的特点。,由于,通用塑料,比工程塑料具有较,好,的加工,流动性,，所以，不仅结晶性通用塑料可以用于改善非结晶性工程塑料的加工流动性,(,如,PC,PO,体系,),，非结晶性通用塑料也可以起改善加工流动性的作用,(,如,PPO,PS,、,PC,ABS,体系,),。,7.1.3,性能的改善或引入新性能主要是考虑共混组成之间的性能互补，或改善聚合物的某一方面性能，或者引入某种特殊的性能。,7.1.4,价格因素,通过,价贵,的聚合物与,廉价,的聚合物品种共混，在,性能影响不大的前提下，使成本下降,。价格因素在市场,竞争,的环境下，显得尤为重要。,无机填充剂,如用,CaCO,3,7.2,通用塑料的共混改性通用塑料包括,PVC,、,PP,、,PE,、,PS,等品种。,7.2.1,聚氯乙烯,(PVC),的共混改性,PVC,是一种用途广泛的通用塑料，其产量仅次于聚乙烯而,居于第二位,分为“硬制品”与“软制品”。,硬质,PVC,，是不添加增塑剂或只添加很少量的增塑剂。,软质,PVC,是指加入适量增塑剂，使制品具有一定柔软性的,PVC,材料。,PVC,的传统增塑剂为小分子液体增塑剂，如邻苯二甲酸二辛酯,(DOP),。液体增塑剂具有良好的增塑性能，但却易于挥发损失，使,PVC,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,PVC,进行共混，可大大提高,PVC,软制品的耐久性。,7.2.1.1 PVC/CPE,共混体系,(1),用于,PVC,硬质品,在,PVC,硬制品中添加,CPE,，主要是起增韧改性的作用。,在,PVC/CPE,共混体系中，体系的组成、共混温度、共混方式、混炼时间等因素都会影响增韧效果。,(2),在,PVC,软制品中的应用,在软质,PVC/CPE,共混材料中，随,CPE,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。,(3),作为相容剂的应用,由于,PE,在氯化时，反应主要发生在非晶区，所以,CPE,是由含氯较高的链段与含氯较低的链段组成的。其中，,含氯较高的链段与,PVC,的相容性较好,；,含氯较低的链段则与聚烯烃等非极性聚合物相容性较好。,CPE,的这一特性，使它不仅可以单独与,PVC,共混，而目可以与,PVC,及其它聚合物构成三元共混体系，譬如,PVC/CPE/PE,体系。在此体系中，,CPE,可在,PVC,与,PE,之间起相容剂的作用。,PVC,与,PE,是不相容体系，加入,CPE,后，可使相容性得到改善。,7.2.1.2 PVC/MBS,共混体系,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，其二是使分散粒子的粒径小于可见光波长。在,PVC/MBS,共混体系中，则同时利用了上述两种途径。其中，,MBS,簇状结构中的塑料支链与,PVC,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，,PVC/MBS,共混体系可具有良好的透光性，透光率可达,80,以上。,7.2.1.3 PVC/NBR,共混体系,丁腈橡胶产品有块状和粉末状的,粉末丁腈橡胶最早由美国,Goodyear,公司研制生产。,NBR,可用于软质,PVC,的共混改性，也可用于硬质,PVC,的共混改性。市场上的丁腈橡胶产品有块状和粉末状的。其中，粉末丁腈橡胶因易于与,PVC,混合，易于采用挤出、注射等成型方式，所以在,PVC/NBR,共混体系中获得广泛应用。,PVC/NBR,是第一个工业生产的共混物,1942,年投产,。,7.2.1.4 PVC/ACR,共混体系,7.2.1.5 PVC/EVA,共混体系,7.2.1.6 PVC,ABS,共混体系,7.2.1.7 PVC,TPU,共混体系,氧指数（,OI,）,是指在规定的条件下，试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数的数值来表示。氧指数的测试方法，就是把一定尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧筒内，其中有按一定比例混合的向上流动的氧氮气流。点着试样的上端，观察随后的燃烧现象，记录持续燃烧时间或燃烧过的距离，试样的燃烧时间超过或火焰前沿超过标线时，就降低氧浓度，试样的燃烧时间不足或火焰前沿不到标线时，就增加氧浓度，如此反复操作，从上下两侧逐渐接近规定值，至两者的浓度差小于规定值。,7.2.1.8,不同品种,PVC,的共混,(1),高聚合度,PVC,与普通,PVC,共混,(2),悬浮法,PVC,与,PVC,糊树脂共混,7.2.2,聚丙烯,(PP),的共混改性,7.2.2.1 PP/,弹性体共混体系 与弹性体共混是,PP,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，其研究已有数十年的历史，早已实现了工业化。常用于,PP,共混的弹性体有三元乙丙橡胶,(EPDM),、乙丙橡胶,(EPR),、乙烯,-1-,辛烯共聚物,(POE),、,SBS,、,SBR,等。小,大,小,(7),弹性体对,PP,的增韧机理,弹性体作为分散相分散在,PP,基体中，有引发银纹和剪切带的作用。均聚,PP,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,PP,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。,此外，,PP,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,PP,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。,7.2.3,聚乙烯,(PE),的共混改性,聚乙烯,(PE),是产量最高的塑料品种。,PE,有多种品种，包括高压聚乙烯，又称低密度聚乙烯,(LDPE),，以及低压聚乙烯，又称高密度聚乙烯,(HDPE),。此外，还有线形低密度聚乙烯,(LLDPE),，是乙烯与,-,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,200,万,400,万，分子结构与,HDPE,相同。,7.2.3.1 LDPE,与,HDPE,共混体系,7.2.3.2 PE/EVA,共混体系,7.2.3.3 PE/CPE,共混体系,PE/CPE,共混体系，提高,PE,的,印刷,性能,7.2.3.4 PE,弹性体共混体系,HDPE/SBS,共混体系应用于,保鲜膜,.,7.2.3.5 PE/PA,共混体系,7.2.3.6 LLDPE,的共混改性,7.2.3.7 PE,的其它共混体系,7.2.3.8 UHMWPE,的共混改性,7.2.4,聚苯乙烯,(PS),及,ABS,的共混改性 聚苯乙烯,(PS),具有透明性、电绝缘性能好，刚性强，以及耐化学腐蚀性、耐水性、着色性和良好的加工流动性，且价格低廉，在电子、日用品、玩具、包装、建筑、汽车等领域有广泛应用。,PS,最大的缺点是,冲击性能较差,。提高,PS,的冲击性能，是使其更具应用价值的重要途径。早在,1948,年，,DoW,化学公司就开发出了抗冲聚苯乙烯；,1952,年，,DOw,化学公司又开发出高抗冲聚苯乙烯,(HIPS),。,ABS,为丙烯腈,-,丁二烯,-,苯乙烯共聚物，是一种改性的,PS,，而,ABS,本身也可以通过共混加以进一步改性。,7.2.4.1 PS/,聚烯烃共混体系,7.2.4.2,高抗冲聚苯乙烯,(HIPS),的制备,(1),机械共混法 机械共混法生产,HIPS,，所用的弹性体有,SBS,、,SBR(,丁苯橡胶,),等。,SBR,、,SBS,与,PS,的相容性较好。在,PS,中加入,15%,的,SBR,，制成的,HIPS,的,冲击强度可达,25 kJ/m,2,以上。,(2),接枝共聚,-,共混法,接枝共聚,-,共混法生产,HIPS,，是以橡胶为骨架，接枝苯乙烯单体而制成的。在共聚过程中，也会生成一定数量的,PS,均聚物。聚合过程中要经历相分离和相反转，最终得到以,PS,为连续相，橡胶粒为分散相的共混体系,7.2.4.4 ABS,的共混改性,ABS,作为,PS,的改性产品，以其优良的综合性能，已经获得了广泛的应用。,ABS,还可与其它聚合物共混，制成具有特殊性能和功能的塑料合金材料，以满足不同应用领域的不同要求。如,ABS/PC,、,ABS/PVC,、,ABS/PA,、,ABS/PBT,、,ABS/PET,、,ABS/PMMA,等共混体系。,ABS,有许,多牌号,，,力学性能、流变性能各有差异,。例如，其丁二烯含量不同，会使冲击强度不同，因而有高抗冲,ABS,、中抗冲,ABS,等品种。在研究,ABS,共混物时，采用不同性能的,ABS,，共混的效果也会有差别的。,7.3,工程塑料的共混改性,工程塑料按档次分类，可分为,通用型工程塑料,和,高性能工程塑料,。,通用型工程塑料的品种有,PA,、,POM,、,PPO,、,PC,、,PET,、,PBT,等。,高性能工程塑料包括,PPS,、,PEK,、,PEEK,、,PES,、,PSF,、,PAR,等。以工程塑料为主体的共混物通常称为主体塑料的合金，如,PA,合金、,PPO,合金等。,7.3.1,聚酰胺,(PA),的共混改性聚酰胺,(PA),通常称为尼龙，主要品种有尼龙,6,、尼龙,66,、尼龙,1010,等，是应用最广泛的通用型工程塑料。,PA,为具有强极性的结晶性聚合物，它有较高的抗弯强度、拉伸强度，耐磨、耐腐蚀，有自润滑性，加工流动性较好；其,缺点是吸水率高、低温冲击性能较差，其耐热性也有待提高,。,PA,共混改性的主要目的之一是提高冲击强度。改性尼龙的缺口冲击强度小于,50 kJ/m,2,的为增韧尼龙，缺口冲击强度,大于,50 kJ/m,2,的则称为,超韧尼龙,。,7.3.1.2,PA/,聚烯烃弹性体共混体系,7.3.2,聚碳酸酯,(PC),的共混改性聚碳酸酯,(PC),是指主链上含有碳酸酯基的一类高聚物。通常所说的聚碳酸酯是指芳香族聚碳酸酯，其中，双酚,A,型,PC,具有更为重要的工业价值。现有的商品,PC,大部分为双酚,A,型,PC,。,PC,是透明且冲击性能好的非结晶型工程塑料，且具有耐热、尺寸稳定性好、电绝缘性能好等优点，已在电器、电子、汽车、医疗器械等领域得到广泛的应用。,PC,的,缺点是熔体黏度高，流动性差，,尤其是制造大型薄壁制品时，因,PC,的流动性不好，难以成型，且成型后残余应力大，易于开裂。此外，,PC,的耐磨性、耐溶剂性也不好，而且,售价也较高,。,性能价格比达到优化,。,7.3.2.1,PC/ABS