相容剂


凡能够增加热力学相容性差或不相容的共混树脂相界面间的结合牢度.使其成为相容较好且稳定的共混体系.从而改进聚合物共混体系物理、力学性能的助剂成为相容剂,又称增容剂、增混剂或界面剂,对提高聚合物共混体系的共混效果.进而使共混材料获得优异的力学性能具有重要作用。
聚合物共混是制造新型材料方便而又有效的方法之一,是当今发展最快的高分子材料科学领域之一。大量研究结果表明,聚合物共混或者聚合物与其他材料混合得到的混合材料,其性能直接与混合组分的相界面张力有关,具有一定程度相容性的聚合物(高分子合金)的性能优于组成该体系的任何一种聚合物本身的性能。一般说来,两相界面间的作用力越大,相容性越好,材料的力学性能就越好.共混聚合物组分间的相容性太好或太差均不利于共混改性,因此,从结构形态看,形成一种宏观上均相而亚微观上多相的体系是研究者所期望的。增容剂的应用是难相容或不相容聚合物共混改性的最有效途径,目前已广泛应用于多种聚合物共混改性体系。
1.2.15.1 相容剂的作用机理
相容剂的增容作用本质上说是借助于分子间的键合力来实现的,可以起到类似油分散于水中所用的表面活性剂的作用。相容剂之所以能将两种不相容的聚合物组成塑料合金,是因为在其分子中具有分别能与两种聚合物进行物理或化学结合的基团的缘故。
1.2.15.2 相容剂的品种与应用
按是否与共混物中的聚合物发生反应,可以将相容剂分为反应型相容剂和非反应型相容剂两大类.
(1)反应型相容剂
反应型相容剂类似于偶联剂,其高分子链中具有能与共混物中的聚合物发生反应的反应性基团,因为,在其与聚合物共混时伴随着化学反应。反应型相容剂的有点是添加少量的相容剂就可产生效果,成本低;缺点是有可能产生副反应,使共混物的性能降低,同时对混炼和成型条件要求很高。
常见的可发生反应的基团对有酸酐与氨基:环氧基与酸酐;咪唑啉与羧基;异氰酸酪与羧基;酰基内酰胺与氨基:碳化二亚胺与羧基基、金属盐,
反应型相容剂的作用可分为三类:

  1. 与本身带有反应性基田的聚合物发生反应;

②通过加入带反应基团的聚合物发生增容作用.如某些接枝共聚物PP—c—MAH、PP-e—AA(聚丙烯接枝丙烯酸)和霆酰胺可以遥过酸酐或棱呆和氨基反应使共混物PP、PE、EPM/PA6或PA66增容,也可以通过磺化PS锌盐使PS+PPE/硝化EPDN锌盐共混物通过生成链间盐的反应增容‘
③加入低分子化合物,促进生成共聚物的相容化,例如对甲苯磺酸可使PET/PA66共混体系增容,磷酸二苯酯可使PA6;PA66塑料合金增容,带环氧基、氨基、乙烯酷基的硅烷偶联剂可作为PE/PA66塑料合会的相容剂。
(2)非反应型相容剂
非反应型相容剂多为两种成分构成的高分子聚合物。其制备方法有以下两种.
①接枝法:将一种聚合物接枝到另一种聚合物上。
②嵌段法:将两种单体共聚。
非反应型相容剂在共混时仅仅使共混组分微细.提高分散均匀性,即只起类似于一般乳化剂的作用.其优点是:共混过程中不伴随副反应发生,容易混炼成型。其缺点是:因添加量较多而使成本提高。
往聚合物共混物中加入相容剂的传统方法是将预先制成的接枝或嵌段共聚物相容剂添加到共混聚合物内混炼加工。但目前已出现在共混树脂组分熔融共混加工制备共混物的过程中“就地”生成嵌段或接枝共聚物相容剂的,在挤出机、密炼机等加工设备中先生成的相容剂可直接参与增容过程.这种方法近几年获得突出的发展。这种方法不仅有着很显着的增混效果,而见具有制法简单、增容剂用量少(1%)、价格低、应用面广的特点,适用于小批量多品种生产。但在混炼和成型过程中需严格控制,否则会对塑料合金的性能产生不良影响。