高分子材料共混改性

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1、12.1概述2.2聚合物材料的共混相容性2.3聚合物材料共混体系的形态结构2.4共混物的性能2.5共混物制备方法过程、共混工艺与共混设备2.6增溶剂2.7高分子材料共混改性的应用第二章高分子材料共混改性从20世纪30年代Staudinger（斯陶丁格）确立聚合物学说以来，聚合物材料工业获得了飞速的发展。这不仅体现在塑料、橡胶、纤维等合成材料在品种和产量上的迅速增长，而且体现在通过聚合物与聚合物的共混（或复合）制取的各种高性能新型材料的广泛应用。对现有的聚合物材料进行共混改性或复合增强，已成为聚合物材料领域的一种经济而

2、有效的途径。2.1概述2据报道，最近十几年，世界聚合物共混物的世界年均需求增长率为10%左右，而其中附加值最高的工程塑料合金的增长率更高达15%左右，成为各跨国公司积极开发的品种。在美国、欧洲、日本已工业化的塑料合金品种中，工程塑料合金占绝大多数，合金化已成为当前工程塑料改性的主要方法。3聚合物的共混改性是聚合物材料科学与工程领域中的一个重要分支。将不同种类的聚合物采用物理或化学的方法共混，不仅可以显著改善原聚合物的性能，形成具有优异综合性能的聚合物体系，而且可以极大地降低聚合物材料开发和研制过程中的费用，降低成本。

3、目前，开发性能优异的单体已经愈来愈困难，一种工业化的新型聚合物从研制到生产需高达两亿美元的投资；而研制并工业化生产一种新型聚合物共混物则只需数百万美元。4因此聚合物的共混改性对于获得综合性能较为理想的聚合物材料，提高材料的使用性能、改善加工性能、制备新型材料满足某种特殊的需要、降低生产成本都具有非常重要的意义。自从1942年丁氰橡胶改性聚氯乙烯和橡胶增韧聚苯乙烯的开发成功并且工业化生产，已经有上百种重要的聚合物共混物相继问世，并在工程领域起重要作用。5①综合均衡各聚合物组分性能，取长补短，消除各单一聚合物组分的弱点，

4、获得综合性能较为理想的聚合物材料。如聚丙烯具有高抗拉强度、耐腐蚀、抗湿性、电绝缘性，但其不耐磨、且低温韧性和耐应力开裂性欠佳。HDPE耐低温、冲击性能好，但熔融加工性、印刷性差。将两者共混可以实现性能上的互补获得具有较高拉伸强度、冲击强度和压缩强度，耐热性优于聚乙烯，而耐应力开裂性优于聚丙烯的材料。2.1.1共混改性的目的与作用6再如聚对苯二甲酸己二醇酯和聚酰胺6在化学纤维领域有重要地位。聚对苯二甲酸己二醇酯纤维具有良好的模量、穿着挺括性好、但吸湿性差、难染色、难黏结，而聚酰胺6纤维的断裂功较大（抗冲击性好）、易染，

5、但模量较低；将聚对苯二甲酸己二醇酯与聚酰胺6共混则可实现性能上的互补。7再如日本石油化学公司用700gLDPE，6g叔丁基过氧化甲基丙烯酰乙氧基碳酸酯，在过氧化苯甲酰存在下与300g甲基丙烯酸甲酯进行反应，得到接枝的聚合中间体，后经单螺杆挤出在200℃下进行接枝反应，得到粒径0.1～0.2μｍ的多相结构的改性聚乙烯。再将它与PET共混，大大提高冲击强度，退火后冲击强度不再下降，热变形温度、硬度提高。8②使用少量的聚合物作为另一聚合物的改性剂，改善聚合物材料的性能，改性效果显著。最早利用共混改性的是聚苯乙烯，把天然橡胶

6、混入聚苯乙烯，制成了改性聚苯乙烯，改变了聚苯乙烯的脆性，使它变得更为坚韧和耐冲击。这是因为当聚苯乙烯和天然橡胶的共混物受到外力冲击时，分散在聚苯乙烯中的天然橡胶颗粒能够吸收大量的冲击能量，使共混物的耐冲击性和韧性有所提高。9另一个典型例子是在聚酰胺PA中添加聚四氟乙烯PTFE提高其滑动性，当PTFE填充量大于10%，PA的减摩耐磨性明显提高.如在PA体系中同时添加能与其部分相容的线型低密度聚乙烯/丙烯-苯乙烯的共聚物5%，PTFE10%，二者协同效应非常好，无论是从提高复合材料的性能，还是降低成本方面考虑，都是非常理

7、想的改性方法。10聚甲醛POM具有极好的力学、化学和电性能，广泛应用于汽车、电子、精密机械和建材。国内采用冷压-热烧结工艺研制出一系列不同PTFE含量的的POM/PTFE的共混物，可以明显改善摩擦磨损性能、韧性、抗蠕变性和外观。还有通过高速混合PTFE和增韧增容改性后的POM挤出造粒制得合金粒料，使改性后POM的摩擦磨损性能得到现状改善，其改善机理在于PTFE转移膜的形成。11国外通过机械共混方法制备多种POM/PTFE共混物，即POM分别与PTFE、涂覆偶联剂PTFE、经过化学处理的PTFE等数种PTFE共混.结果

8、表明经过化学反应处理的、加偶联剂的PTFE与POM之间产生很强的黏附作用，具有非常优异的性能。Superex聚合物公司研发了4.5%液晶聚合物LCP(LiquidCrystalPolyester)与95.5%PET共混，容积为400ml的PET瓶，氧的透过率可降低70%。LCP的阻氧性为PET的200倍，而且不受环境湿度影响，其主要问题是不易成