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来源:专家库 作者: 叶丹 2022-05-10 13:32
塑料共混是将两种或两种以上的塑料、橡胶(或弹性体)、添加剂在一定的工艺条件下充分混合与混炼,从而制得具有新颖结构特征和性能的聚合物材料的一种改性方法。
所得到的新的聚合物体系称为塑料共混物,有时也称为塑料合金(因为两种或两种以上聚合物是用物理或化学方法制得的多组分聚合物,它们的结构和性能特征类似于金属合金,因此常把聚合物共混物形象地称为聚合物合金Polymer Alloy)。
实际上, “合金” 与 “共混物” 是有差别的,一般认为共混物是合金的一种,即塑料合金包含了塑料共混物。塑料共混改性是一种与填充改性并驾齐驱的常用塑料改性方法。
它与塑料填充改性的区别在于,填充改性是在树脂中混入小分子物质,而塑料共混改性是在树脂中混入高分子物质。由于共混改性的复合体系中都是高分子物质,因而其相容性要好于填充体系,且改性的同时,对原有树脂的其他性能影响比较小。
塑料共混改性是目前开发新型高分子材料最有效的方法之一, 也是对现有塑料品种实现高性能化、精细化、功能化的主要途径。几乎所有塑料需要的性能都可通过共混改性而获得。例如, PP 具有密度小、透明性好、拉伸强度高、 硬度高、耐热性好等优点,但其冲击性能差、耐应力开裂性不好,如与 HDPE 共混,既可保持 PP 原有的优点,又可使共混物具有耐冲击、耐应力开裂及耐低温等优点。
共混改性的目的
虽然塑料共混物的种类很多, 但不论哪种类型的共混物, 其共混改性的目的都是一 样的,主要体现在以下几个方面。
(1)改善塑料的某些物理力学性能,扩大应用范围
1)提高塑料的综合性能。利用各聚合物组分的性能,取长补短,消除各单一聚合 物组分性能上的缺点,保持各自的优点,获得综合性能优异的聚合物材料。如聚丙烯与聚乙烯共混,既保持了聚丙烯拉伸强度、压缩强度高和聚乙烯的冲击强度高的优点,又克服了聚丙烯冲击强度和耐应力开裂差的缺点。
2)改善塑料韧性(提高抗冲击性)。使用少量的某一聚合物可作为另一聚合物的改性剂,以获得显著的改性效果。橡胶增韧塑料是最典型的例子,例如 PVC/ 橡胶、PP / 橡胶等共混体系均具有良好的抗冲击性能;又如 PA/ PE 共混体系大大降低了 PA 的 吸湿性,并提高了低温下的冲击强度。
3)提高塑料的耐热性。大多数塑料的热变形温度都不高,对于一些在一定温度下工作的部件来讲,通用塑料就难以胜任。通过与耐热性好的塑料共混,则可以改善其耐热性。
4)降低吸水率,提高制品尺寸稳定性。如聚酰胺的吸水率较大,易引起制品的尺寸变化,PA/ PE 共混体系则大大降低了 PA 的吸水率。
5)改善应力开裂性能。如用 PE 改性 PC,用 ABS 改性 PC 等。
6)改善其他物理力学性能。 如耐磨性、气密性、耐候性、耐化学药品性(耐溶剂 性)、阻尼性、粘接性、生物相容性等。
(2)改善熔体流动性, 提高成型加工性能
如宇航科学领域需要耐高温的塑料,而许多耐高温的塑料因熔点高,熔体流动性差,难成型加工,采用共混技术可解决这一问题。如聚酰亚胺(PI)难熔难溶, 将其与流动性良好的聚苯硫醚(PPS)共混,就能方便地进行注射。
由于两种塑料均有很好的耐热性,它们的共混物仍是极好的耐高温材料。在聚苯醚 (PPO)中混入 PS,在 PC 中混入 ABS 可改善流动性,提高加工性。对硬质 PVC 常需掺入 CPE、 ACR 等树脂来改善其加工性。另外,通过共混还可以控制结晶聚合物的结晶行为。
(3)赋予塑料某些特殊性能, 制备新型的塑料合金材料
制备阻燃塑料合金,可与含卤素等耐燃聚合物共混,如将 PS、ABS、聚甲醛等加入 PVC、氯化 PE、聚苯醚、聚苯硫醚,可提高其耐燃性。塑料的导电性小,对一些要求导电和防静电的材料,可以与导电聚合物共混,制得具有抗静电、导电和电磁屏蔽功能的塑料材料,以满足电子、家电、通信、军事等行业的要求。
为制备具有珍珠光泽的装饰塑料,可将光学性能差异较大的不同种聚合物共混,如在 PC 中加入聚甲基丙烯酸甲酯,就能得到具有珍珠光泽的制品。利用硅树脂的润滑性,与许多聚合物共混可获得自润滑性良好的聚合物材料。
将拉伸强度相差悬殊、混溶性差的两种树脂共混后发泡,可制成多层、多孔材料,并有美观的自然木纹,可替代木材使用。
(4)降低材料的成本, 提高经济效益
对某些性能卓越但价格昂贵的工程塑料,可通过与价格低廉的通用塑料共混, 在不影响使用条件下,既降低了材料的成本,又改善了成型加工性。如 PC、PSF 等加入 ABS 和 SAN 后,即可改善性能,又能降低材料成本。
(5)回收利用废弃聚合物材料,减少环境污染
共混技术还可以用于废弃塑料的回收,节约资源,减少环境污染。总之,通过共混改性,可以提高塑料的综合性能,在投资相对低的情况下增加塑料的品种,扩大塑料的用途,降低塑料的成本,实现塑料的高性能化、精细化、功能化、专用化和系列化,促进塑料产业以及高分子材料产业的发展,同时也促进了汽车、电子、电气、家电、 通信、军事、航空航天等高技术工业的发展。
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