l共混改性理论.ppt

第4章 聚合物共混物的微观形态 王军平 应用化学系高分子教研室 主要授课内容 §4.1 基本目的和主要内容 §4.2 研究方法 §4.3 表征与研究 聚合物共混应用体系的选取 相容性因素 结晶性因素 性能的改善或引入新性能 价格因素 1、相容性因素 相容是共混的基本条件。 两相之间良好的相容性，是两相体系共混产物具有良好性能（特别是力学性能）的前提。 相容性影响共混过程的难易，相容性好的两相体系，共混过程中分散相较易分散。 因此，一般应首选相容性较好的聚合物体系进行共混。 什么是相容性？！ 理论角度：热力学相容性（互溶性或溶解性 ） 热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系，是达到了分子程度混合的均相共混物。 实用角度：广义相容性 指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力 。 主要分为： 完全相容体系 部分相容体系 不相容体系 判断方法 聚合物对广义相容判断依据共混物的Tg 的数量和相对位置与两聚合物Tg 比较。 相容性预测——溶解度参数法 溶解度参数法基本内容： 两聚合物之间溶解度参数δ越接近，其相容性越好。 判断下表中那两种聚合物相容性最好？ 常用增容技术 交联增容； 接枝增容； 增容剂增容 作用：富集在两相界面处，改善相界面结合。 非反应型 反应型 非反应型 聚合物A、B体系： 可以得到A-B接枝或嵌段共聚物， A-B增容 不可以得到A-B接枝或嵌段共聚物，采用A-C增容，其中C与B相容。 反应型 聚合物A、B体系： 采用A-C共聚物增容，C与B反应； 采用C-D共聚物增容， C与B反应，D与A相容； 2、结晶性因素 结晶性塑料与非结晶性塑料在性能上有明显的不同。采用不同结晶性能的聚合物进行共混，通常可以达到一些性能的互补。 结晶性塑料通常具有较高的刚性和硬度，较好的耐化学药品性和耐磨性，加工流动性也相对较好。结晶性塑料的缺点是较脆，且制品的成型收缩率高。 非结晶性工程塑料则具有尺寸稳定性好而加工流动性较差的特点。 塑料合金: 非结晶性工程塑料／非结晶性通用塑料 非结晶性工程塑料／结晶性通用塑料 结晶性工程塑料／非结晶性通用塑料 结晶性工程塑料／结晶性通用塑料 非结晶性工程塑料／结晶性工程塑料 非结晶性工程塑料／非结晶性工程塑料 结晶性工程塑料／结晶性工程塑料 3、性能的改善或引入新性能 性能因素主要是考虑共混组成之间的性能互补，或改善聚合物的某一方面性能，或者引入某种特殊的性能。 4、价格因素 通过价格昂贵的聚合物品种与较为廉价的聚合物品种共混，在性能影响不大的前提下，使成本下降。 第4部分 组分比简单计算 利用简单的性能串并联关系粗略计算各组分的含量。 对于并联组合，在共混物性能与单一组分性能之间可以建立如下关系式： 于串联组合，可以建立如下关系式： 第二部分 共混工艺路线的设计 1、共混分步 一步法： 将各种物料在一次共混过程中进行混合； 共混过程一次完成，工艺流程短、生产便捷。 对于相容性较好、分散相较易分散的共混体系，应该采用一步法。 两步法（或多步法）： 经过两次（或多次）共混，完成该共混体系的全部共混过程。 两步法包括多种形式。两阶共混分散历程，是两步法的一种形式。其它形式的经过两次（或多次）共混的混合工艺，也是两步法（或多步法）。 采用两步法的目的，是通过两步法工艺路线的设计和实施，改善分散相的分散效果。 两阶共混分散历程 两阶共混的方法，是将两种共混组分中用量较多的组分的一部分，与另一组分的全部先进行第一阶段共混。 在第一阶段共混中，要尽可能使两相熔体黏度相等，且使两组分物料用量也大体相等，在这样的条件下，制备出具有“海一海”结构的两相连续中间产物。 第二阶段，将组分含量较多的物料的剩余部分，加入到“海一海”结构的中间产物中，将“海一海”结构分散，可制成具有较小分散相粒径，且分散相粒径大小较为均匀的“海一岛”结构两相体系。 2、加料顺序 调整加料顺序，是调节第三组分在两相间分配的途径之一。在双螺杆挤出机上，如果有多个加料口，就可以进行分段加料，这就为调节加料顺序提供了很有利的条件。 某些助剂，会显著降低物料熔体与设备之间的摩擦力，不利于共混过程中力的传递，可以选择作为后加的物料。 某些粉体不易在聚合物中分散，也可采用分段加料的方式，将粉体分几次逐步加入，以利于解决分散问题。 3、共混工艺条件 共混工艺条件与配方体系和共混设备都有密切关系。 不同的共混配方体系，对共混工艺条件会有不同的要求； 设备的选型，以及所选设备的结构参数，也会对共混条件产生重要影响。 三、共混改性的方法 聚合物共混物的制备方法有 物理方法 化学方法 三、共混改性的方法 物理共混法：依靠聚合物分子链之间的物理作用实现共混的方法，按共混方式可分为： 机械共混法（包括干粉共混法和熔融共