共混——聚合物.PPT

第六章 聚合物共混物 概述 概念：聚合物共混物是指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的宏观上均匀、连续的固体高分子材料。 历史：1846年，Hancock（天然橡胶+古塔波胶→雨衣；提出两种聚合物混合以改进制品性能的思想）。 6.1 聚合物共混物及其制备方法 6.1.1基本概念 高分子合金：一般是指塑料与塑料的共混物以及在塑料中掺混橡胶的共混物。 共混与共聚相比，工艺简单，但共混时存在相容性问题，若两种聚合物共混时相容性差，混合程度（相互的分散程度）很差，易出现宏观的相分离，达不到共混的目的，无实用价值。 6.1.2.2 共聚—共混法 3、IPN法 IPN法形成互穿网络高聚物共混物，是一种以化学法制备物理共混物的方法，其典型的操作是先制备一交联高聚物网络（高聚物I），将其在含有活化剂和交联剂的第二种单体中溶胀，然后聚合，于是第二步反应所产生的交联高聚物网络与第一种高聚物网络互相贯穿，实现了两种高聚物的共混，在这种体系中，两种高聚物网络之间不存在接枝或化学交联，而是通过在两相界面区域不同链段的扩散和纠缠达到两相之间良好的结合，形成一种互穿网络高聚物共混体系，其形态结构为两相连续。 IPNs有分步型、同步型、互穿网络弹性体及胶乳-IPNs等不同类型 （1）分步型IPNs，它是先合成交联的聚合物1，再用含有引发剂和交联剂的单体2使之溶胀，然后使单体2就地聚合交联而得。 （2）同步型IPNs，两种聚合物网络是同时生成。其制备方法是，将两种单体混溶在一起，使两者以互不干扰的方式各自聚合交联。 （3）互穿网络弹性体：由两种线型弹性体胶乳混合在一起，再进行凝聚并同时进行交联。 （4）胶乳-IPNs：就是用乳液聚合的方法制得的IPNs 6.2 主要品种 6.2.1以聚乙烯为基的共混物 聚乙烯的主要缺点是软化点低，强度不高，容易应力开裂、不容易染色等。 6.2.1.1不同密度聚乙烯之间的共混物 可使熔化区域加宽，冷却时延缓结晶，这对聚乙烯泡沫塑料的制备很有价值 6.2.1.2聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 具有优良的韧性、加工性、较好的透气性和印刷性。 应用实例1 最早利用共混改性的是聚苯乙烯，把天然橡胶混入聚苯乙烯，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，使共混物耐冲击性和韧性有所提高。 应用实例2 大量的聚氯乙烯中加入少量丁腈橡胶，即使不加增塑剂，也能得到像软聚氯乙烯一样的共混物，其中丁腈橡胶起了增塑剂的作用。丁腈橡胶在共混物中既不挥发，也不渗出，比通用的增塑剂要好。这种共混物具有耐油、耐磨、耐老化、低温下不发脆的优点。 应用实例3 聚碳酸酯是一种性能优良的工程塑料，但它存在着内应力大、不耐有机溶剂、在水蒸气和热水中易水解等缺点。如果聚碳酸酯和聚乙烯共混，制得的改性聚碳酸酯就变成耐沸水、耐应力开裂性，而且冲击韧性也有所改善的塑料。 miscibility描述的是组分间达到了分子水平的混合，多用于小分子体系，译为“互溶性”或“溶和性”。 互溶性用于高分子共混体系则表示高分子组分间达到了链段（segment）水平的混合，混合体系是热力学稳定体系。 两种高分子掺和在一起能不能混合？混合的程度如何？必须考虑高分子的相容性问题。 6.3.1.2增容作用及增容方法 增容作用有两方面含义： 一是使聚合物之间易于相互分散以得到宏观上均匀的共混物； 另一是改善聚合物之间相界面的性能，增加相间的黏合力，从而使共混物具有长期稳定的优良性能。 产生增容作用的方法有：1、加入增溶剂，即加入大分子共溶剂；2、混合过程中化学反应所引起的增容作用，混合过程中使共混物组分发生交联也是一种有效的增容方法。3、聚合物组分之间引入相互作用的基团4、共溶剂法和IPNs法 6.4聚合物共混物的形态结构 分子水平上的互混相容——均相体系 聚集态结构 二个组分各自成相——非均相体系 非均相共混高聚物的结构 两相织态结构--海岛结构： 绝大多数高分子之间的混合物不能达到分子水平的混合，也就是说不是均相混合物，而是非均相混合物，俗称“两相结构”或“海岛结构” 特点：在宏观上不发生相分离，但微观上观察到相分离结构。 e.p:用5％顺丁橡胶的PS溶液在搅拌下聚 合而成的高抗冲聚苯乙烯 HIPS 颗粒状的“岛”是橡胶相，分散在连续的聚苯乙烯塑料相之“海”中。从较大的橡胶颗粒内部，还可能观察到包藏着许多聚苯乙烯。 HIPS的海岛结构 6.4.1聚合物共混物形态结构的基本类