高分子合金第五章（增容剂）.ppt

第五章 增容剂 在在高高分分子子材材料料领领域域塑塑料料合合金金的的研研究究开开发发越越来来越越受受到到关关注注，而而增增容容技技术术已已经经成成为为新新型型塑塑料料合合金金研研究究开开发发的的关关键键技技术术，受受到到学学术术界界和和产产业业界界的的高高度度重重视视，增增容容剂剂的的研研制制和和生生产成为高分子材料领域的新亮点产成为高分子材料领域的新亮点 一、增容剂在聚合物共混改性中的作用 二、增容剂的种类第一节 增容剂在聚合物共混改性中的作用一、增容剂在聚合物共混物中的作用 使聚合物共混的一个重要目的是充分发挥各组分聚合物的优点，使组分间在性能上取长补短，这要求组分聚合物在共混体系中有自己的相区，即共混物应该是多相体系对于一个多相体系，相区间的粘合力是决定其强度等性能的重要因素，所以，如何提高多相体系的相间结合力是研究开发多相材料的一个关键课题 对于多相高分子共混体系，参加增容剂是最常用的提高相间结合力的方法增容剂的主要作用：增容剂的主要作用：1降低相间的界面能；降低相间的界面能；2提高分散相的分散度；提高分散相的分散度；3改善界面粘合力；改善界面粘合力；4使体系更稳定，防止进一步的相别离。

使体系更稳定，防止进一步的相别离二、嵌段和接枝共聚物的外表活性二、嵌段和接枝共聚物的外表活性 具具有有外外表表活活性性的的小小分分子子化化合合物物一一般般都都含含有有两两种种性性质质如如极极性性等等截截然然不不同同的的基基团团，具具有有外外表表活活性性的的聚聚合合物物也也有有类类似似的的情情况况，即即一一般般要要有有两两相相结结构构，且两相又不同的性质且两相又不同的性质 有有大大量量实实验验结结果果证证明明了了许许多多嵌嵌段段和和接接枝枝共共聚聚物物具具有有两两相相结结构构，而而且且，有有许许多多嵌嵌段段和和接接枝枝共共聚聚物物不不仅仅在在固固态态呈呈两两相相结结构构，就就是是在在溶溶液液中中也也有有比比较较强强烈烈的的形形成成两两相相结结构构的的趋趋势势，例例如如SBSSBS、SISSIS、聚聚氨氨酯酯弹弹性性体体等等，在在其其稀稀溶溶液液中中不不是是以以无无规规线线团团形形式式random random coilcoil存存在在，而而是是以以亚亚铃铃形形dumbbelldumbbell存存在在这这些些嵌嵌段段和和接接枝枝共共聚聚物物绝绝大大多多数数都都具具有有外外表表活活性性，例例如如，人人们们利利用用氧氧化化乙乙烯烯和和氧氧化化丙丙烯烯嵌嵌段段聚聚合合物的外表活性制成了非离子型洗涤剂。

物的外表活性制成了非离子型洗涤剂 将将聚聚硅硅氧氧烷烷和和聚聚碳碳酸酸酯酯的的嵌嵌段段共共聚聚物物与与PCPC共共混混在在玻玻璃璃上上浇浇铸铸成成膜膜时时，嵌嵌段段共共聚聚物物聚聚集集在在PCPC和和玻玻璃璃之间，且可以促进之间，且可以促进PCPC与玻璃的粘合与玻璃的粘合 Inoue将将PS-b-PIP用用甲甲苯苯溶溶解解，然然后后浇浇铸铸成成膜膜，得得到到的的薄薄膜膜切切片片后后用用OsO4染染色色，用用电电子子显显微微镜镜观观察察其其形形态态，发发现现随随着着苯苯乙乙烯烯含含量量的的增增加加，PS相相出出现现一一个个由由球球形形粒粒子子到到片片状状结构再到连续相的变化过程结构再到连续相的变化过程三、接枝共聚物在塑料改性中的作用三、接枝共聚物在塑料改性中的作用 接接枝枝共共聚聚物物是是塑塑料料改改性性中中经经常常用用到到的的增增容容剂剂，从从原原理理上上看看，接接枝枝共共聚聚物物的的增增容容效效果果不不如如嵌嵌段段共共聚聚物物，但但接接枝枝共共聚聚物物在在塑塑料料改改性性特特别别是是用用橡橡胶胶增增韧韧塑塑料料的的应应用用非非常常广广泛泛，甚甚至至要要比比嵌嵌段段共共聚聚物物的的应应用用还还要要多多。

这这主主要要是是接接枝枝共共聚聚物物更更容容易易廉廉价价获获得得例例如如HIPSHIPS 接接枝枝共共聚聚物物在在橡橡胶胶增增韧韧塑塑料料时时主主要要有有三三方方面面的的作作用用：1 1改改善善塑塑料料和和橡橡胶胶间间的的粘粘合合力力；2 2利利用用其其界界面面活活性性降降低低界界面面张张力力；3 3提提供供共共混混物物的的稳稳定定性性，接接枝枝共共聚聚物物在在界界面面处处能能防防止止加加工工过过程程中中出出现进一步的相别离现进一步的相别离界面界面B嵌段嵌段A嵌段嵌段接枝链段接枝链段高分子主链高分子主链四、增容剂对聚合物共混物形态的影响四、增容剂对聚合物共混物形态的影响 增增容容剂剂的的参参加加往往往往会会对对聚聚合合物物共共混混物物的的相相区区产产生生影影响响，一一般般的的影影响响是是使使分分散散相相相相区区变变小小，界界面面相相厚厚度度增增加加或或产产生生新新的的界界面面相相具具体体情情况况见见第三章相区结构第三章相区结构MAH-PP/PA6(30/70,Wt%)共混体系的共混体系的SEM照片照片a简单共混；简单共混；b通过反响挤出机共混第通过反响挤出机共混第360页页（a）（b） （c）MAH-PP中中MAH含量（含量（Wt%）共聚物含量（共聚物含量（Wt%）PP的数均粒径（的数均粒径（ m）0.039.60.610.1117.10.320.1418.70.28MAH-PP/PA6共混体系接枝产物含量对相区结构的影响共混体系接枝产物含量对相区结构的影响五、增容剂对聚合物共混物力学性能的影响五、增容剂对聚合物共混物力学性能的影响 添加增容剂的主要目的就是改善共混物的力学性能，添加增容剂的主要目的就是改善共混物的力学性能，如提高强度、改善韧性等。

如提高强度、改善韧性等Component(wt%) Izod Impect strength(nick) (kJ/m2) PETPBTPCEGMA-g-AS Room temperature-40 80010000 08001000 202000100 2020000 109878793 15136514 Component MI(g/min) Tensile strength(MPa)Elongation at break(%)Izod Impect strength(nick)(kJ/m2) PBT/ ABS(wt/wt) -g-PMMA(wt%)60/4060/4060/4060/40 0123 10.89.64.62.445.145.150.748.3 4.65.25.85.7 2.63.43.74.1 1PBT/ABS共混体系共混体系Table 1 The properties of PBT/ABS blendsComponent Tensile strength(MPa)Elongation at break(%)Izod Impect strength(nick)(kJ/m2) PPS/PPE(wt/wt) compatilizer(wt%) 70/3070/3070/3070/30 0135 30.745.448.548.7 1.62.32.32.6 2.11.92.22.2 2PPS/PPE共混体系共混体系Table 1 The properties of PPS/PPE blends3PS/PVC、LDPE/PS、LDPE/PVC共混体系共混体系4LDPE/PS共混体系共混体系4PE/PVC共混体系共混体系第二节 增容剂的种类增容剂增容剂小分子增容剂小分子增容剂高分子增容剂高分子增容剂反响型增容剂反响型增容剂含有活性反响基含有活性反响基团的各类聚合物团的各类聚合物非反响型增容剂非反响型增容剂无规共聚物无规共聚物嵌段共聚物嵌段共聚物接枝共聚物接枝共聚物均聚物均聚物一、非反响型亲和型增容剂一、非反响型亲和型增容剂 非非反反响响型型增增容容剂剂是是指指那那些些不不与与共共混混物物组组分分发发生生任任何何化化学学反反响响，靠靠它它与与各各组组分分的的亲亲和和力力使使共共混混体体系系各各组组分分间间的的粘粘合合力力得得到到提提高高的的一一类类增增容容剂剂。

这这类类增增容容剂剂有有四四种种主主要要类类型：型：1 1ABAB型型 这这类类增增容容剂剂为为嵌嵌段段或或接接枝枝共共聚聚物物，是共混组分是共混组分A A和和B B的嵌段或接枝共聚物的嵌段或接枝共聚物Polymer APolymer BCompatibilizerPolymer APolymer BCompatibilizerPSPSPSPSPSPSPSPSPSPMMALDPEPBPEPIPPAPEAPEPIPSgPMMAPSgPEPSgPEPSgPESrIPSbPAPSgPEAPSgPFPSbPIPE PEPPPPAc-cellPMMAPMMAPEOPVCPPPAPAEPDMPANEPDMPFPDMSLDPEEPR(r )PEgPAPPgPAPPgEPDMAc-cellgPANPMMA-g-EPDMPMMAgPFPEObPDMSCPEAB type compatibilizer2AC型型 嵌嵌段段或或接接枝枝共共聚聚物物中中一一段段为为共共混混组组分分A，另另一一段段为为与与组组分分B相容的聚合物相容的聚合物Polymer APolymer BCompatibilizerPolymer APolymer BCompatibilizerPS-MMAPPPPPPPSPEPEPCPAPETNBRPPPAPETPS-b-PBAMAH-g-PPCOOH-g-PPMAH-g-PPSBSCOOH-g-PE orPE-r-PMAACOOH-g-PEPEPSPS PSEPRPSPSPVDFPEPAPAPALDPEPVCPB-g-PMMAPSgPBPS-r-PMAAMAHgPSMAHrEPRSBSPSbPCL3CD型型 嵌嵌段段或或接接枝枝共共聚聚物物中中一一段段是是与与组组分分A相相容容的的聚聚合合物物，另另一一段为与组分段为与组分B相容的聚合物。

相容的聚合物Polymer APolymer BCompatibilizerPMMAPVCPVCPPEPPEPETPETPAPAPPLDPEBRPVDFSANHDPEPEPCPPESEBS氢化氢化PB-g-PCLEVA(r)PS-b-PMMAPS-b-PMMASEBS氢化氢化SISMAH-r-聚丙烯聚丙烯酸酯酸酯MAH-r-PS4E型型 一种均聚物与组分一种均聚物与组分A相容和组分相容和组分B均相容Polymer APolymer BCompatibilizerPPPPPSPVCPVCPVCPVCPSPSLDPEPEPELDPEPSBRPPEPDMPPEEPDM ramEPDM ramSEBSCPECPECPECPESEBSSEBS二、反响型非亲和型增容剂二、反响型非亲和型增容剂反反响响型型增增容容剂剂含含有有能能与与共共混混物物的的组组分分发发生生化化学学反反响响的的基基团团，在在共共混混时时与与组组分分发发生生化化学学反反响响形形成成化化学学键键，从从而使聚合物组分间产生很强的粘合力，到达增容效果而使聚合物组分间产生很强的粘合力，到达增容效果这类增容剂主要有四种：这类增容剂主要有四种：1 1马来酸酐型马来酸酐型 马马来来酸酸酐酐型型增增容容剂剂是是含含羧羧基基的的增增容容剂剂，一一般般是是通通过马来酸酐与某一聚合物接枝聚合而成：过马来酸酐与某一聚合物接枝聚合而成：2 2丙烯酸型丙烯酸型 马马来来酸酸酐酐型型增增容容剂剂也也是是含含羧羧基基的的增增容容剂剂，一一般般是是通通过过丙丙烯酸与某一聚合物接枝聚合而成：烯酸与某一聚合物接枝聚合而成：3 3环氧型环氧型 环氧型增容剂是末端含有环氧基的增容剂。

环氧型增容剂是末端含有环氧基的增容剂3 3反响型高分子增容剂反响型高分子增容剂 有有些些聚聚合合物物本本身身含含有有可可以以发发生生化化学学反反响响的的基基团团，当当它它与与另一组分共混时可以与其发生反响，而表现出自增容作用另一组分共混时可以与其发生反响，而表现出自增容作用三、小分子增容剂偶联剂三、小分子增容剂偶联剂 小小分分子子增增容容。