在聚合物共混体系(多组分废旧塑料)中加入第三组分,使本来相容性较差或不相容的聚合物组合成相容性较好的体系,并获得卓越性能。这些能够增加某些高聚物共混体系相容性的第三组分,
通常称为该共混体系的相容剂。所谓相容剂,广义地说是指与两种聚合物组分都有较好的相容性或粘合性,可降低界面张力,增加两种或两种以上聚合物的相容性的物质。相容剂的作用是在原料聚合物之间进行“桥联”,具有乳化作用,降低界面张力;或与原料聚合物反应产生化学键而相互结合;或兼具乳化和反应两种功能。随着聚合物合金的不断发展,促进了相容剂研究开发的速度。许多功能各异的相容剂已先后商品化,并获得实际应用。相容剂归纳起来可分为高分子相容剂和低分子相容剂。高分子相容剂是当前聚合物合金开发中的研究重点,可分为反应型和非反应型两种,其分类如
低分子量化合物相容剂是一种特殊的反应型相容剂,其作用是通过催化作用、共交联、交联和接枝反应使混合体系形成共聚物。与高分子相容剂相比,低分子相容剂添加量少,一般仅需0.1%~3%(质量分数),且不必在相界面发生作用。
已开发的反应型高分子相容剂的特点归纳如下:
①烯烃和苯乙烯系树脂采用共聚法引入羧酸(酐)者居多;
②反应型高分子相容剂用于PA与聚烯烃或苯乙烯系树脂共混者居多,用于热塑性聚酯和其他工程塑料共混则相对较少,其中有些属于氢键键合增容;
③添加量少,效果明显,而且成本不高,一般加入3%一5%(质量分数),最多可达20%左右;
④反应型接枝共聚物相容剂居多,嵌段共聚物占少数;
⑤使用反应型高分子相容剂时副反应多,可能影响合金性能和质量,混练和成型条件不易控制;
⑥应用广泛,不仅可以使聚合物合金具有各共混组分的优良性能,还可以增加或改善某些性能,并兼具其他用途,如涂料、表面改性剂等。
(2)非反应型相容剂
非反应型高分子相容剂是指那些不含反应基团,在混炼过程中不参加化学反应的聚合物。它通过对原料聚合物的乳化作用提高体系相容性。非反应型相容剂多为接枝共聚物和嵌段共聚物。
接枝共聚物的支链和主链的分子量、支链的数目及其分布等结构特征对增容效果的影响较大。支链分子量过大、数目过多时,会阻碍主链对原料聚合物的贯穿。因此,嵌段共聚物的增容效果比接枝共聚物好,而且纯的双嵌段共聚物比多嵌段共聚物更好。当双嵌
段共聚物链段长度相等时,增容效果最佳。
从非反应相容剂的组成来看,它可以分为三种(见表3.4)。AB型相容剂是由原料聚合物A、B经接枝或嵌段而成,A(B)链段
与聚合物A(B)具有良好的相容性。这类相容剂实际应用较少。 AC(ABC)型相容剂是由单体A、C(A、B、C)或相应的聚合物经接枝 或嵌段共聚而成,它也适用于聚合物A、B组成的混合体系,链段
C可溶于B或与B有强烈的相互作用。CD型属于新型相容剂,链段C、D可分别与聚合物A、B相容,它适用于聚合物A、B不易共聚的场合。
通过大分了单体法合成的帘状或梳型接枝共聚物是一种优良的相容剂,增容效果优于普通的嵌段共聚物和接枝共聚物,·结构规整,且相容性可调整。
相容剂可归纳成如下几个类型:与塑料合金成分相同的相容剂;与塑料合金成分相容的其他成分或部分相同于合金成分的相容剂;不是预先添加相容剂,而是在掺混时通过高分子间的反应,部分形成接枝共聚物或嵌段共聚物而起相容剂作用等。