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1、秦 琦 中原工学院材料与化工学院高分子系,高聚物改性,第三章 聚合物共混的应用,3.1 概述 3.2 通用塑料的共混改性 3.3 工程塑料的共混改性 3.4 橡胶的共混改性,.概 述,聚合物共混体系的选择：性能、价格、相容性、加工等因素。 性能因素：性能互补、改善某一性能、引入特殊性能； 价格因素：保持性能降低成本； 相容性因素：优先考虑相容体系； 加工因素：设备、操作环境等简易。,共混体系 塑料体系 通用塑料体系 工程塑料体系 橡胶体系 橡/塑体系 橡/橡体系 塑料合金：具有较高性能的塑料共混体系 塑料结晶性是重要因素，因此有以是否结晶划分共混体系，如：非晶工程塑料/非晶通用塑料、非晶工程塑
2、料/结晶通用塑料、结晶工程塑料/非晶通用塑料,.通用塑料的共混改性,抗冲击强度低，需增塑剂，热稳定差，加工流动差,3.2.1 聚氯乙烯PVC的共混改性 PVC/CPE（硬质用CPE增韧，软质用CPE提高耐侯性，PVC/CPE/PE用增容） PVC/MBS（增韧改善冲击和加工，提高透明） PVC/NBR（软制品增塑，硬制品增韧） PVC/ACR（改善加工性能用MMA-EA乳液共聚物，改善抗冲用BA交联弹性体为核，接枝MMA-EA为壳的“核-壳”结构共聚物） PVC/EVA （软制品增塑，硬制品增韧） PVC/ABS（增韧，性能互补） PVC/TPU（增塑，取代液体增塑剂，属于新开发体系） 高聚合
3、度PVC/普通PVC（改善加工，改善低温性能） 悬浮法PVC/PVC糊树脂（改善加工，改善发泡）,3.2.1.1 PVC/CPE共混体系,（1）用于PVC硬制品 （2）在PVC软制品中的应用 （3）作为相容剂的应用,3.2.1.2 PVC/MBS共混体系,3.2.1.3 PVC/NBR共混体系,3.2.1.4 PVC/ACR共混体系,（1）用于加工流动改性剂的ACR （2）用作抗冲改性剂的ACR,3.2.1.5 PVC/EVA共混体系,3.2.1.6 PVC/ABS共混体系,3.2.1.7 PVC/TPU共混体系,3.2.1.8 不同品种的PVC共混,（1）高聚合度PVC与普通PVC共混 （2
4、）悬浮法PVC与PVC糊树脂共混,低温冲击性能不足，易脆裂，成型收缩率大，热变形温度不高，耐磨性，染色性不够,3.2.2 聚丙烯PP的共混改性 PP/PE，LDPE（提高冲击强度（尤其低温），提高熔体流动，改善加工，但需加相容剂TAIC等） PP/弹性体(EPR,EPDM,SBS,SBR)（增韧） PP/弹性体/PE （有协同效应） PP/EPDM/SBS（有协同效应） PP/CPE（提高缺口冲击，拉伸屈服下降） PP/PA（冲击提高，刚性不变，耐热，耐磨，着色提高，需加增容剂PP-g-MAH，EPR-g-MAH，SEBS-g-MAH等） PP/PC（耐热，尺寸稳定） PP/EVA（加工，印刷
5、性能提高）,注：TAIC三烯丙基异三聚氰酸酯,3.2.2.1 PP/弹性体共混体系 （1）PP/EPDM共混体系,（2）PP/POE共混体系,（3）PP/SBS共混体系,（4）PP的三元共混体系,3.2.2.2 PP/PE共混体系,3.2.2.3 PP与其他聚合物的共混改性,PP/PA PP/PC,软化点低，拉伸强度不高,耐大气老化性能差,对烃类溶剂和燃油类阻隔性不足,LLDPE和UHMWPE加工性差,3.2.3 聚乙烯PE的共混改性 HDPE/LDPE(互补) PE/EVA(印刷性,粘结性好,柔韧,加工性好) PE/CPE(提高印刷性) PE/弹性体(SBS,SIS,IIB)(柔韧,拉伸强度
6、,冲击强度,加工性能) PE/PA(提高阻隔性) LLDPE/LDPE(改善加工流动性,改善LLDPE在挤出机中易产生高背压,高负荷,高剪切发热,易于发生熔体破裂等缺点),3.2.3.1 HDPE/LDPE共混体系,3.2.3.2 PE/EVA共混体系,3.2.3.3 PE/CPE共混体系,3.2.3.4 PE/弹性体共混体系,3.2.3.5 PE/PA共混体系,3.2.3.6 LLDPE的共混改性,冲击性能差,3.2.4 聚苯乙烯PS的共混改性 PS/聚烯烃(PE,PP) HIPS HIPS/SBS HIPS/PP HIPS/PPO,3.2.4.1 PS/聚烯烃共混体系,3.2.4.2 高抗
7、冲聚苯乙烯HIPS的制备,（1）机械共混法 （2）接枝共聚-共混法 3.2.4.3 HIPS的共混改性,.工程塑料共混改性,吸水率高,低温冲击性能差,耐热性不足,3.3.1 聚酰胺PA的共混改性 PA/聚烯烃弹性体 PA/PS PA/PET PA/PBT PA/PPO,3.3.1.1 PA/聚烯烃弹性体共混体系,3.3.1.2 PA/苯乙烯系共聚物共混体系,3.3.1.3 PA与其他聚合物的共混体系,熔体粘度高,流动性差,制造大型薄壁器件时,难以成型,切成型后残余应力大,易开裂,耐磨性,耐溶剂性不好,价格高,3.3.2 聚碳酸酯PC的共混改性 PC/ABS PC/PET,PBT PC/PE P
8、C/PS PC/PMMA PC/TPU,3.3.2.1 PC/ABS共混体系,3.3.2.2 PC/PET，PC/PBT共混体系,3.3.2.3 PC/PE共混体系,3.3.2.4 PC与其他聚合物的共混体系,PET结晶速度慢,不适于注射和挤出成型;PBT缺口冲击强度低,高负荷下热变形温度低,3.3.3 PET,PBT的共混改性 PET/PBT PET/PE PET/EVA PET/PP PET/弹性体 PBT/EVA,3.3.3.1 PET/PBT共混体系,3.3.3.2 PET/PE共混体系,3.3.3.3 PET/弹性体共混体系 3.3.3.4 PBT的共混改性,熔体流动性差,成型温暖度
9、高,加工困难,切制品易产生应力开裂,3.3.4 聚苯醚PPO的共混改性 PPO/PS PPO/PA PPO/PTFE PPO/PBT,3.3.4.1 PPO/PS共混体系 3.3.4.2 PPO/PA共混体系 3.3.4.3 PPO的其他共混体系,POM冲击性能不够高,3.3.5 聚甲醛POM的共混改性 POM/TPU POM/PTFE POM/EPDM,3.3.5.1 POM/TPU共混体系,3.3.5.2 POM与其他聚合物的共混体系,3.3.6 高性能工程塑料共混改性,冲击强度低,3.3.6.1 PPS共混体系 PPS/PA PPS/PC PPS/PS PPS/PES PPS/PTFE,
10、难于成型加工,3.3.6.2 PI共混体系 PI/PC PI/PPS PI/PEEK,3.3.6.3 液晶聚合物LCP共混体系,LCP增强改性 形成液晶所必要的分子结构： a 分子的几何形状应是细长捧状或平板状， b 为保持分子的平行排列应具有适当大小分子间相互作用，即分子的线性、刚性和分子的长度， 宽度及极化性是生成液晶相的重要因素。,液晶聚合物的优点和缺陷如下 【优点】 自增强效应 即使不添加玻璃纤维也显示很高的机械性质。 低线膨胀系数 比通用塑料低一个数量级。 低成型收缩率 1以下，在流动方向(M E)上特别低。 高冲击强度 从低温到高温均显示冲击强度。 优异的耐热性 高热分解温度 优良
11、的电性质 绝缘破坏强度非常大。 优良的化学性质 对所有的酸、碱、溶剂稳定。 熔融粘度低 由于分子的缠绕小，成型性好(低注射压力)。【缺陷】 机械性质各向异性 在流动方向及其直角方向上机械性质等呈各向异性。用填充材料可缓和各向异性。 色调 不透明而且着色。 价格高比工程塑料和超级工程塑料贵得多。很难做到高收率获取也是原因之一。,液晶聚合物热塑性树脂系合金,液晶聚合物热塑性树脂系合金的目的，根据立足于液晶聚合物一侧，还是热塑性树脂一侧而有所区别。即 如立于液晶聚合物一侧 与通用工程塑料相比液晶聚合物的价格还是相当高的在不降低液晶聚合物物性，或者即使降低也不影响实用的前提下，为达到经济效益目的， 适
12、当舔加热塑性树脂如立足于热塑性树脂一侧，可利用液晶聚合物的优良性质谋求提高性能和改善成型加工性。,熔体粘度高,难于制成薄壁制品,3.3.6.4 聚芳酯(PAR)共混物,3.3.6.5 聚砜(PSF)改性 聚砜(PSF)因具有优异的物理,力学和热性能,耐高温蠕变,耐水解,无毒,电绝缘性好及耐紫外线,并且其产品质轻,成本低,不但可取代各种塑料,也可代替金属,能用注射,挤出,模压等通用的方法进行加工,在电子电气,汽车,航空,炊具,食品加工,卫生医疗,日用品应用等领域内已经获得了广泛的应用,并保持稳定的增长势头 在工业应用领域,PSF可以制造各种化工加工设备,有泵外罩,塔外保护层,食品加工设备,污染控
13、制设备,奶制品加工设备及工程,建筑,化工用管道等.,3.3.6.6 聚醚醚酮(PEEK)共混物 是一种线性芳香高分子化合物。其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基,赋予聚合物以耐热性和力学强度;另外,大分子中含有大量的醚键,又赋予聚合物以韧性,醚键越多,其韧性越好。它具有以下性能特征: 耐高温,其负载热变型温度高达316 (30 %GF 或CF 增强牌号) ,连续使用温度为260 ; 优良的耐疲劳性,可与合金材料媲美; 耐化学药品性,它的耐腐蚀性与镍钢相近; 自润滑性; 阻燃性,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准; 易加工性,由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点,可采用注射、挤出、模压
14、和吹塑成型,及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂;耐水解性; 耐磨性; 耐疲劳性; 耐辐照性; 耐剥离性; 良好的电绝缘性能。,PEEK/聚酰亚胺(PI),PEEK/PES及PEEK/PPS, PEEK/液晶高分子(LCP), PEEK/聚四氟乙烯(PTFE),3.4 橡胶的共混改性,3.4.1 橡胶共混的基本知识,3.4.1.1 助剂在共混物两相间的分配 （1）硫化助剂在两相间的分配 （2）补强剂在两相间的分配 3.4.1.2 橡胶共混物两相的共交联,3.4.2 通用橡胶的共混改性,3.4.2.1 橡胶并用共混体系 NR/BR NR/SBR NR/NBR NR/CIIR BR/1,2-PB BR/
15、CIIR EPDM/IIR EPDM/聚氨酯橡胶（PU）,3.4.2.2 橡塑并用共混体系 NBR/PVC CR/PVC PU/PVC IIR/PE EPM/PE SBR/PE,NR，BR/PE EPDM/PP BR/APP NR，SBR，BR/PS NBR/PA,PVC可以显著提高NBR的耐油性。,3.4.3 特种橡胶共混改性,氟橡胶/NBR 硅橡胶/氟橡胶 硅橡胶/EPDM,3.4.4 共混型热塑性弹性体,动态硫化:指共混体系在共混过程中的剪切力作用下进行的硫化反应。属于一种反应性共混过程，分部分硫化型和全硫化型。 1972年,第一个部分动态硫化工业品:部分交联三元乙丙橡胶/PP共混型热塑
16、性弹性体； 1980年,全动态硫化产品:全交联型聚烯烃热塑性弹性体。 全动态硫化优点:力性提高，可用挤出、注塑等方式成型，加工方便，能耗低，边角料可重复利用 全动态硫化可在密炼机、双螺杆挤出机上进行 共混型热塑性弹性体形态：橡胶分散相，塑料连续相 橡胶相粒子粒径小，弹性体性能好；组分比，橡胶粒子交联度等对弹性体性能有影响,3.4.4.1 全动态硫化热塑性弹性体（热塑性动态硫化橡胶，TPV）品种,EPDM/PP体系 EPDM/PE体系 NBR/PP体系 NR/HDPE体系,NR/PP体系 SBR/HDPE体系 NBR/PA体系 EPR/PA体系,3.4.4.2 TPV应用,汽车配件（净化空气通风管、方向盘、保险杠、风挡、密封条） 建材（代替氯丁橡胶门窗密封条、膨胀接头、防水卷材） 医疗领域 电子、电器领域（洗衣机配件、导管、电线电缆绝缘护套、吸尘器软管） 其他，如农艺灌溉管道等,作业题,1 PVC的弹性体增韧剂有哪些种类？ 2 PP的弹性体增韧剂有哪些种类？ 3 PPO最常用的共混体系是什么？有什么特点？ 4 液晶聚合物的共混体系有何特点？,