共混物的制备方法与设备

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1、第六章6.1制备方法6.1制备方法制备聚合物共混物的方法主要有物理共混法和共聚－共混法（化学共混法）两类，此外还有较新的IPN（互穿聚合物网络）法。各种共混法所制得共混物的理想形态结构应为稳定的微观多相体系或亚微观多相体系。这里所指的“稳定”是指共混物在成型及使用过程中不产生宏观的相分离。6.1.1物理共混法依靠物理作用实现聚合物共混的方法。由于常通过特定的设备来完成，故也称之为机械共混法，相应的设备称为混合或混炼设备。物理共混中可能会由于强剪切作用而形成少量的共聚物。1.干粉共混法将两种或两种以上品种不同的细粉状聚合物在

2、各种通用的塑料混合设备中加以混合，形成各组分均匀分散的粉状聚合物的方法称为干粉（粉料）共混法。常用设备：球磨机，V型混合机，倒锥式混合机，Z型捏合机，高速混合机等。以上设备大多常温操作，能产生较大的剪切作用。聚合物干粉混合的同时，也可加入增塑剂、润滑剂、防老剂、着色剂以及填料等各种配合剂。经干粉共混所得物料，在某些情况下可直接用于压制、压延、注射或挤出成型，也往往经过挤出造粒后再用以成型。此法优点：设备简单、操作容易。此法缺点：①所用聚合物原料必须呈细粉状，若原料颗粒较大，需粉碎，但韧性大的聚合物粉碎困难；②干粉混合温度低

3、于其Tf，物料不易流动，故混合分散效果较差。共混物的相畴较粗大，制品的性能受到一定的影响。适于此法的场合：1.某些难溶难熔的聚合物共混体系；2.组分间相容性较好，且某些组分用量较少。2.熔体共混法熔体共混法有称熔融共混法。此法是将共混组分在其Tf以上用混炼设备制取聚合物共熔体，然后再冷却，粉碎或造粒的方法。其工艺过程示意图如下：初混合设备类似于干粉混合设备。混炼设备主要有：双辊混炼机，密闭式混炼机，单螺杆挤出机。此法优点：1.共混原料的粒度要求不严格；2.混炼设备的强剪切作用使共混组分混合效果较好，制品相畴较小；3.可能形

4、成一定数量的接枝或嵌段共聚物，从而促进组分之间的相容。选择熔体共混法时应注意：1.各混合组分均应为易熔聚合物;2.共混组分的Tf应相近，Td也应相近；3.共混组分应具有相近的熔体粘度；4.共混组分的弹性模量值不应悬殊过大;5.避免混炼时间过长而发生降解；3.溶液共混法将共混组分加入到共同溶剂中搅拌溶解混合均匀，然后加热蒸出溶剂或加入非溶剂共沉淀以获得共混物的方法。此法应用场合：1.难熔易溶的共混组分；2.直接以溶液状态使用的场合；3.用于相容性方面的研究。4.乳液共混法乳液共混法的基本操作是将不同种的聚合物乳液一起搅拌混合

5、均匀后，加入凝聚剂使异种聚合物共沉析以形成聚合物共混体系。6.1.2共聚共混法共聚－共混法制取混合物是一种化学方法，不同于以物理法为主的机械共混法。共聚－共混法又有接枝共聚和嵌段共聚之分，在制取共混物方面，接枝共聚－共混法更为重要。接枝共聚－共混法的典型操作程序如下：单体Ⅱ引发剂或制备聚合物Ⅰ均匀溶解溶解(胀)加热接枝共聚以聚合物Ⅰ为骨架接枝聚合物Ⅱ单体Ⅱ均聚聚合物Ⅱ原聚合物Ⅰ聚合物Ⅰ共混物由上所示，共聚物中由于接枝共聚组分的存在促进了两种聚合物组分的相溶，所以接枝共聚－共混产物的相畴较机械共混法的产物相畴微细。接枝共聚－

6、共混法制得的共混物，其性能通常优于机械共混法的产物，所以近年来发展很快，应用范围推广。目前，主要用于生产橡胶增韧塑料。例如HIPS及ABS（以接枝法取代机械共混法）树脂，另外，橡胶增韧PVC等也开始研究并用此法生产。影响接枝共聚－共混产物性能的因素很多，其中主要有原料聚合物组分Ⅰ和Ⅱ的性质，比例，接枝链的长短，数量等。此外制作共混物所用设备为一般聚合设备，即间歇式聚合釜或釜式、塔式连续操作设备。在操作方式上除以上的本体法外，还有本体－悬浮法,乳液法等。6.1.3IPN法IPN法形成互穿网络聚合物共混物，是一种以化学法制备物

7、理共混物的方法。其典型操作是先制备一交联聚合物网络（聚合物Ⅰ），将其在含有活化剂和交联剂的第二种聚合物单体中溶胀，然后第二种单体聚合，于是两交联聚合物网络相互贯穿，实现两种聚合物的共混。其相态为两相连续结构，相分离因网络贯穿而无法完全实现，称之为“强迫互溶”。6.2物理法共混过程原理1.混合过程混合过程一般包括混合作用和分散作用两方面的意义。混合作用——指不同组分相互分散到对方所占据的空间中，即使得两种（或多种）组分所占空间得最初分布情况发生变化。以均匀程度表示效果。分散作用——指参与混合的组分发生颗粒尺寸减小的变化。极端

8、情况达到分子程度的分散。以分散程度表示其效果。在聚合物共混中，混合作用和分散作用大多同时存在。2.混合机理物料得混合过程通常依靠扩散，对流和剪切三种作用来完成。扩散——指各组分的微粒总是从其浓度较高的区域向浓度较低的区域迁移。参与混合的各组分在不同区域的浓度差是扩散作用的推动力。对流——对流作用是各种物