第三章聚合物共混物形态结构.ppt

3.3不同制备方法制备的共混物的形态3.3.1机械共混物将两种聚合物在熔融状态下进行机械混合制备特点是简单方便，操作容易缺陷：一是由于聚合物的熔体粘度通常较高，因此机械共混往往会出现分散不均匀的现象，导致分散相粒子较大；二是机械共混多是物理共混，两相之间仅以较弱的范德华力结合，导致改性效果不明显3.3.2接枝共聚物解决了机械共混因橡胶加入量过多而导致共混体系的强度和模量降低过多，丧失刚性典型代表是接枝共聚生产的HIPS和ABS第28页，共73页，星期日，2025年，2月5日聚苯乙烯系列聚合物的共混改性PS特点：具有出色的电绝缘性、透明性、着色性、加工流动性，良好的耐水性、耐光性、无毒、耐化学腐蚀、较好的刚性、一定的力学强度缺点：性脆、冲击强度低、耐环境应力开裂性和耐热性差改性目标：提高抗冲性能。耐热性、耐环境应力开裂性和阻燃性，同时保持其透明性、耐候性和表面光泽度。第29页，共73页，星期日，2025年，2月5日机械共混法生产HIPSHIPS冲击强度与SBR橡胶体积分数的关系将SBR／PS(15／85)通过双辊筒混炼机(150℃左右，约20min)或密炼机(为防止氧化可充入氮气)共混，抗冲击PS的冲击强度大于25KJ／m2，挠曲强度高于60MPa，维卡软化温度超过80℃。与PS共混时，SBR等橡胶的用量一般控制在10一15％左右，此时冲击强度可提高两倍以上。若要进一步改善PS的韧性，则需使用超过体积含量25%的橡胶，但共混物的综合性能下降。第30页，共73页，星期日，2025年，2月5日溶液接枝共聚HIPS将橡胶(PB，加入量为5－10%)溶于苯乙烯(St)溶液中，在引发剂如过氧化苯甲酰或是偶氮异丁腈(AIBN)等的作用下，有如下一些反应步骤。(1)引发剂自由基(Ⅰ·)与PB链作用，产生PB大分子自由基(2)PB大分子自由基(A)和(B)进一步引发苯乙烯单体形成PS支链。(3)引发剂直接引发单体，得到均聚PS自由基，进行均聚，生成PS。(4)接枝PS自由基间两两结合终止或与均聚PS自由基结合终止，生成接枝共聚物。(5)接枝PS自由基以及PB自由基还可能导致PB链交联。第31页，共73页，星期日，2025年，2月5日HIPS在聚合过程中的形态演化在反应初期，PB溶解在苯乙烯溶液中，当苯乙烯转化率达到1%－2%时，PB与PS就会发生相分离，PS与St的溶液为分散相，分布在PB与St的溶液中，界面处形成少量的接枝共聚物；苯乙烯转化率提高到一定程度(9%－12%)，这时就会发生相逆转(phaseinversion)，PS溶液就由分散相转变为连续相，而PB溶液则由连续相转变为分散相然后，连续相(PS溶液)内的苯乙烯单体继续聚合，而在分散相(PB溶液)内，苯乙烯单体的含量仍然很高，它也将连续聚合，由于接枝共聚物的阻碍作用，从而导致在分散相内形成了以橡胶网络分割的包藏有PS的特殊结构，即胞状结构(Cellularstructure)胞状结构是HIPS具有高抗冲击韧性的重要原因，很好地实现相反转是获得分散相为胞状结构形态的关键影响HIPS性能的因素很多，如胞状橡胶分散相的体积分数、尺寸、分布、分散相内PS的包藏量、接枝程度、橡胶交联程度、PS基体的性质以及PS支链的分子量及其分布等等都与HIPS的性能直接相关，而HIPS的形态结构又与聚合反应条件(如引发剂的种类、浓度、反应温度等)直接相关第32页，共73页，星期日，2025年，2月5日单体转化率与体系粘度和相结构的变化第33页，共73页，星期日，2025年，2月5日ABS商品化ABS是由苯乙烯－丙烯腈的无规共聚物(SAN)及其和橡胶的接枝共聚物构成，橡胶通常为聚丁二烯(PB)、丁腈橡胶(NBR)或丁苯橡胶(SBR)等。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物共混物。它将PS、PBR和PAN的各种性能有机地统一起来，不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能，而且具有较好的耐化学药品性、尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温特性、着色性能和加工流动性等优点，是一种很重要的工程塑料。第34页，共73页，星期日，2025年，2月5日1、机械共混法：主要包括三个步骤：丁腈胶乳的制备、AS树脂乳液的制备、上述两组分的共混。(B型SBS)2、接枝共聚—共混法：以顺丁橡胶为接枝骨架，经过复杂的共聚合反应和步骤，将苯乙烯、丙烯腈接枝的方法。(G型SBS)包括乳液聚合、本体－悬浮聚合。ABS的制备方法第35页，共73页，星期日，2025年，2月5日不同方法制备的ABS结构有较大