聚合物通过改变链结构改善相容性
化学先生 / 2019-09-10
(1)通过共聚使分子链引入极性基团通过共聚使分 子链上引人极性基团增加分子间的相互作用，可使相容性获得明显改善。PS 是极性很弱的聚合物，除了与PPO, PVME (聚乙烯甲基醚)等能相容外，很难找到与其他聚合物相容的例子。但苯乙烯和含有强极性基团的丙烯腈形成共聚物(SAN),却能与许多聚合物形成相容体系或力学相容的聚合物共混物。例如PC/SAN共混体系，当PC含量达到30%时，共混物就显示出很好的韧性，而PC/PS体系，PC含量低于70%无明显增韧效果.此外，SAN和PCL (聚已内酯)、PMMA、硝化纤维素、聚砜等聚合物都能形成相容或力学相容的体系。
PVC与聚丁二烯不相容，但与丁二烯/丙烯腈的共聚物NBR (AN含量30%~40%)能形成相容体系，PVC与PE不相容，但是PVC与些极性的乙蛹 共聚物能很好地相容，如EVA (含VAc 65%左右)、ECO (乙烯/一氧化碳共聚物)、EVA/一氧化碳三元共聚物、乙烯/二氧化硫共聚物等。 这些共聚物中由于具有极性基团和PVC能形成偶极偶极相互作用或氢键，导致它们成为相容的均相体系。
(2)对聚合物分子链进行化学改性： 对已制成的聚合物进行化学改性也是改变分子链极性的重要方法。典型的例子是PE经氯化后制成的氨化聚乙烯CCPE)，可与许多聚合物或工艺相容。例如PE与聚甲基丙烯酸酯类、PVC、PCL等都不相容，而CPE和大多数聚甲基丙烯酸酯类都是相容的，CPE/PCL及CPE/PVC都可成为相容或力学相容的聚合物共混物。
此外，通过对聚合物磺化、氯磺化、氣化、氯化氢加成、环氧化等，都可使聚合物改变链结构，从面改善与其他聚合物的相容性。例如PE和NBR不相容，但PE经氧磺化后的氯磺化聚乙蛹(CSPE),与NBR共混具有力学相容性。
对聚合物进行接枝共聚是对大分 子链化学改性的又一有效方法，例如PS和PB共混，PB对PS无明显增韧效果。但含有PB-g PS的HIPS,其冲击强度比PS高出十几倍，这和接枝共聚物改善两者的相容性有关。类似的还有EVA-g-PVC、 CPE-R-PVC等接枝物，它们与PVC共混，力学相容性都有较大提高。
(3)通过共聚使分子链引入特殊相互作用基团： 通过共聚使聚合物分子链上引入特殊相互作用基团，使之可与其他果合物形成氢键、离子键，或产生偶极作用、酸碱作用等。
将苯乙烯与含羟基的单体共果， 使PS分子连中引人含羟基的单元，可大大改善与聚酯类、聚醚类聚合物的相容性。这些含羟基的单体如图2-9所示。
PS中引人的羟基含量越高，它与羰基、M基间形成氨键的密度越高，越有利于相容。例如PS与聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA) 完全不相容，但只要在PS分子链中引人摩尔分数为1%的含羟基单元，即可与PEMA形成相容体系，由此可见形成氨健对改进相容性的作用是何等之大。
不相容的共混聚合物对分别引人带相反电荷的离子，使之产生离子离子相互作用，可使其变为相容的聚合物共混物，例如，PS/PEA (聚丙烯酸乙酯)是不相容体但是将磺酸根离子引人PS形成PSSA,同时将乙烯基吡畹离子引人PEA形成PEAVP，当它们的离子基团的物质的量浓度大于5%时，由于两种离子间的相互作用，可使其成为相容的共混物体系。PSSA 和PEAVP单独都溶于四氯呋哺，可是将两者的四氯呋喃溶液混合，则生成沉淀，可见两者之间存在着非常强的离子离子相互作用。类似的例子还有PS/PI (聚酰亚胺)及PS/PIB (聚异丁烯)，它们都是不相容体系，若将磺酸根离子引人PS，乙烯基吡啶离子引人PI或PB.改性后它们的共混物变成相容体系。
(4)形成IPN或交联结构：制备互穿聚合物网络体系，只要一种聚合物和另一种单体(低聚体)能互溶，或者两种低聚体能互溶，就可形成聚合物的互穿网络结构，而且这种相态结构永久地保存下来，即具有强迫互溶作用。同样的聚合物组成，机械共混时不相容或不具有力学相容性，但形成IPN后，该聚合物共混物显示优异的性能，这已被无数实例所证明。
在不相容的聚 合物共混体系中，通过化学交联使两组分间形成化学键，也可起到强迫改善容性的作用。例如，SBR/BR共混胶硫化后，只显示一个Tg,消除了共混胶硫化前的所有特征。PE/PVC、 PE/NR、PE/NBR等体系，通过交联工艺，相容性也都有所改善。
(5)聚合物对的分子量与它们的相容性密切相关。橡胶/橡胶、橡胶/塑料的共混塑炼过程证实，采用多段塑炼有利于两组分的分散和相容，就是因为多段塑炼能使聚合物分子量隆低较多的缘故。
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