聚合物增容剂的应用
化学先生 / 2019-09-10
1.增容剂的类型
在不相容的共混物体系中，由于种第三组分的存在，使共混物的力学相容性显著改善，该第三组分称为相容州或增容剂。增容剂在共混物中的作用主要是降低两相间的界面张力，有利于提高分散相的稳定性和分股程度，使界面黏结力增大，从而使原来不具有力学相容性的体系变成综合性能优良的聚合物共混物。因此，增容剂的作用可归纳为:①降低相界之间的界面能:②促进共混过程中的相分散:③阻止分散相的凝案:④强化相之间的粘接。
作为增容剂的物质多数是一些共聚物，这些共聚物兼有共混物两组分的结构特征，或者和其中的组分具有特殊的相互作用。因此，增容剂在共混体系中都趋于分散在两相的界面，用量很少，但对改养两相之间的相容性十分显著。
增容剂有各种不同类型，常见的增容剂类型如图2-10所示。目前增容剂的类型和品种尚在不断发展中。
2.非反应型增容剂
非反应型增容剂常见的类型有AB股增容利、AC型和CD型增容利三大类。
(1） AB型增容剂：这种增容州兼有共混物两种聚合物的链段，例如，PS-b-PM-MA是PS/PMMA的增容剂，PB-g-PS是PB/PS的增容剂,EPM 是PE/PP的增容朝等。嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物均可作为增容剂。氯化聚乙烯并不是共聚物，但应含有与PVC和PE相应的结构，因此对PYVC/PE休系有很好的增务作用。由图2-11可见，加人20%CPE.可使PVCHDPE (50/50) 由典型的院性体系转室为典型的韧性体系，因为CPE中的C1原子星无规分布，其实际的分子结构与PE/PVC无规共聚物类似。
PE和PS都是大品种通用塑料，若能用康价的PE使脆性的PS获得增韧是很有意义的事，但两者不具有工艺相容性。因此，找到合适的共聚物作增容剂就成为解决这个间题的关键。用乙烯和苯乙烯单体直接共聚制得嵌段共聚物，目前技术上尚难实现。通常是采用其他途径来合成类似的共聚物，如用阴离子聚合法先获得PS-b-PB两嵌段共聚物，再进行完全氢化，这样PB链段就变成了PE链段。为防止PE段结晶，聚合的单体中应加有一定量的聚1,2-T二烯，其氢化后的共聚物中PB嵌段实际上是乙烯-丁烯的共聚链段，这种共聚物是PE/PS优良的增容剂，其增容效果如图2-12所示。
(2) AC型和CD型增容剂：这类增容剂和共混物中的组分至少有一个不具有相同的化学结构，主要依靠增容剂和组分聚合物间形成特殊相互作用或形成化学键来改善两组分的相容性。例如PE和PPO不相容，在PE/PPO共混体系中加人适量PE-b-PS共聚物，可使其相容性获得改善，因为PS和PPO具有良好的相容性: PP-g-MAH (马来酸酐)可作为PA/EPDM体系的增容剂，因为支链MAH可与PA发生化学反应: BR-bPMMA可作为SAN/SBR的增容剂，因为间规PMMA与SAN具有很强的相互作用。又如SEBS (部分氢化SBS)-g-MAH是尼龙/PPO的CD型增容剂，因为PS链段与PPO相容，而MAH支链与尼龙可形成化学键。
PCL是制备这类增容剂形成共聚物组分的理想对象之一，因为它能和很多聚合物(如PVC、SAN,氯化聚醚等)形成相容体系。把它作为共聚物组分，可成为很多体系的增容剂。如PCL-b-PS可作为PVC/PS、PVC/PPO 等体系的增容剂。
3.反应型增容剂
反应型增容剂的增容原理与非反应型增容剂有显著不同。反应型增容剂主要是一些含有可与共混组分发生化学反应的官能团的共聚物，加人体系中能与共混的聚合物机分之间邢成新的化学健达到强制增容的目的，因此可称之为化学增容。这类增容附神州温用于服些相容性很差、但带有易反应官能团的聚合物之间共混的增容。
例如，用部分水解的EVA与MAH催化接校的共聚物，可用作尼龙/聚场轻类共混物的反应墅增容剂。共聚物分子中的COOR. OH 及COOH等基团在相界面上可写尼龙分子产生强烈的化学和物理(离子健等)作用而被“锚固”；碳链郎分则可与聚媚烃组分缠绕，显示出较强的增容作用。
部分参与共混的组分本身含有相互可反应的官能团，则在反应中也可发生反应型增容，这种反应型增容可称之为“原位”反应型增容。这类反应型增容的体系应具有以下特点：
①共混物之间应具有足够的分散度;
②两种组分所带官能团间的反应速率应足够快.
根据发生的反应类型，可将“原位”反应型增容分为以下四种类型:
①共混中分子链发生断链反应，产生大分子自由基，进而重新连接形成嵌段共聚物、接枝共聚物或无规共聚物；
②一种聚合物的端基官能团与另一种聚合物主链上的官能团反应，生成接枝共聚物；
③两种聚合物主链上的官能团相互反应，生成接枝共聚物或交替共聚物；
④两种聚合物间彼此形成离子键。
“原位”反应型增容技术中经常利用的化学反应有:酸酐与伯氨基反应:环银基与陵基、羟基、胶肝、氨基的反应:感唑瞅与发基的反应:分子链间形成盐的反应等。
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