任务3-1+pp（聚丙烯）pa（聚酰胺）共溷塑料配方制定.ppt

广东轻工职业技术学院高分子教研室,1,广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室,塑料配混技术PlasticsCompoundingTechnology改性粒料的制备,广东轻工职业技术学院高分子教研室,2,项目三：改性粒料的制备,广东轻工职业技术学院高分子教研室,3,1.学习目标：,最终能力目标：完成共混、增强改等性塑料粒料的制备促成目标：,物料相容剂的选择能力物料配方制定能力造粒设备选用及工艺参数设定能力造粒设备操作能力资料检索和自学拓展能力,广东轻工职业技术学院高分子教研室,4,2.工作任务,任务3-1:PP（聚丙烯）/PA（聚酰胺）共混塑料配方制定任务3-2:PP/PA共混造粒方案制定与实施任务3-3:PP/PA共混粒料配混质量分析任务3-4:拓展训练-1,玻纤增强塑料任务3-5:拓展训练-2,PET包装材料的回收利用,广东轻工职业技术学院高分子教研室,5,3.本次任务：任务3-1：PP（聚丙烯）/PA（聚酰胺）共混塑料配方制定,拟实现的能力目标：相容剂的选择能力配方制定能力团队合作与沟通能力自主学习的能力,广东轻工职业技术学院高分子教研室,6,PP,PA共混改性的目的？共混体系PP，PA原料的选择依据？提高PP，PA相容性的方法？PP，PA常用相容剂的种类、结构与性质？制备PA6/PP共混改性粒料，如何选择树脂、助剂？,4.知识要点,广东轻工职业技术学院高分子教研室,7,5.学习活动,通过查阅相关资料完成相容剂的选择和配方制定学生分组讨论解决引导课文中的相关问题,广东轻工职业技术学院高分子教研室,8,6.任务深化,PP，PA常用增容剂的制备方法,广东轻工职业技术学院高分子教研室,9,7.拓展与提高,改性物料的造粒阻燃PA/PP共混物配方的制定,广东轻工职业技术学院高分子教研室,10,8.作业布置,根据任务的学习，查阅相关资料，撰写总结报告。,任务3-1完成,广东轻工职业技术学院高分子教研室,11,任务3-1相关知识,广东轻工职业技术学院高分子教研室,12,1.共混改性的概念,聚合物共混是指将两种或两种以上的聚合物材料以及助剂在一定工艺条件下进行机械掺混，形成一种力学、热学、光学及其它性能得到改进的均匀的聚合物体系，这种混合过程称为聚合物的共混改性，所得到的新的聚合物体系称为聚合物共混物。聚合物共混物(或共混改性)通常都是以一种聚合物为基体，掺混另一种或多种小组分的聚合物，以后者改性前者。当前，聚合物共混改性已成为高分子材料科学及工程中最活跃的领域之一，已被广泛用于塑料、橡胶工业中。聚合物共混物是一个多组分体系，在此多组分聚合物体系中，各组分始终以自身聚合物的形式存在。在显微镜下观察可以发现其具有类似金属合金的相结构(即宏观不分离，微观非均相结构)，故聚合物共混物通常又称聚合物合金或高分子合金。正如金属合金具有单一金属无法比拟的优异性能一样，聚合物合金也同样具有单一聚合物难以具备的优异性能。聚合物共混体系类型有多种，常见的有塑料与塑料的共混、塑料与橡胶的共混、橡胶与橡胶的共混、橡胶与塑料的共混等四种类型。前两种是塑性材料称为塑料共混物，常被称为高分子合金或塑料合金；后两种是弹性材料，称为橡胶共混物，在橡胶工业中多称为并用胶.,广东轻工职业技术学院高分子教研室,13,2.聚合物共混改性的目的,综合均衡各聚合物组分的性能以改善材料的综合性能例如：将聚丙烯与聚乙烯共混，制得的共混物克服了聚丙烯冲击强度低、耐应力和开裂性能差的缺点，保持了聚丙烯较高的拉伸强度、抗压强度和聚乙烯的高冲击强度的优点。将量小的一聚合物作为另一聚合物的改性剂，以获得显著的改性效果例如：在硬质聚氯乙烯中加入1020的丁腈橡胶或氯化聚乙烯或EVA等，可使硬质聚氯乙烯的冲击强度大幅度提高改善聚合物的加工性能难熔融、难溶解的聚酰亚胺与少量的熔融流动性良好的聚苯硫醚共混后即可很容易地实现注射成型制备具有特殊性能的聚合物材料降低成本,广东轻工职业技术学院高分子教研室,14,3.相容性的概念,相容性是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。相容性好，共混物稳定；反之，两种聚合物之间则可能发生相分离，性能较差。不同种类聚合物共混时可能出现三种形态：即完全相容、部分相容和不相容。完全相容，其共混物形成均相体系，具有单一的Tg。部分相容的聚合物，其共混物为两相体系，两个Tg，且两个Tg峰较每一种聚合物自身的Tg峰更为接近。,图4-1以Tg表征共混物相容性的示意图单一聚合物-共混物在聚合物共混体系中，最具应用价值的体系是聚合物间“部分相容”的两相体系。,广东轻工职业技术学院高分子教研室,15,4.提高共混物相容性的方法,提高相容性的方法有：利用聚合物分子链中官能团间的相互作用、改变分子链结构、加入相容剂、形成互穿网络、进行交联和改变共混工艺条件等,共混的聚合物分子链上含有某种可相互作用的官能团；高分子链的化学改性(氯化、磺化)。如氯化聚乙烯与PMMA有较好相容性；通过共聚的方法改变聚合物分子链结构,4.1对聚合物进行化学改性,4.2加入增容剂,增容剂是指在共混体的聚合物组分之间起到增加相容性和强化界面粘结作用的共聚物。增容剂可分为高分子增容剂和低分子增容剂。高分子增容剂又可分为非反应型和反应型两种，而低分子增容剂则全部都是反应型的。实践证明，增容剂能卓有成效地解决共混体系中因热力学不相容而导致宏观相分离、两相界面融合力差、应力传递效率低、力学性能不好，甚至综合性能低于单一组分聚合物的性能等问题。,广东轻工职业技术学院高分子教研室,16,非反应型增容剂。非反应型增容剂是指那些本身没有反应基团，在聚合物共混过程中不发生化学反应的增容剂。它们多为两种成分构成的高分子聚合物。从结构上看，大多数为嵌段共聚物或接枝共聚物，依靠自身对两种聚合物共混物的亲和力、粘结力，使原来相容性差的两种聚合物相容，形成具有良好界面作用的聚合物共混物。这类增容剂无副产物，效果好。非反应型增容剂已开发出来四种类型，即AB型、AC型(ABC型)、CD型和其它型的增容剂。反应型增容剂。反应型增容剂是指本身含有反应基团的增容剂，它在聚合物共混时能与其它聚合物含有的基团发生化学反应，生成化学键而使聚合物和增容剂之间产生较强的结合力而达到增容的效果。这类增容剂有马来酸型、丙烯酸型、环氧改性型，此外还有低分子反应型增容剂。,广东轻工职业技术学院高分子教研室,17,好的加工设备，合理的工艺条件，借助提高温度和强剪切力的作用，增加相间接触面，同样可以改善聚合物之间的相容性，使之形成较好的共混体系。机械混合时，强烈的剪切力可以强迫两种不相容或相容性不好的聚合物的分子链缠绕在一起，通过扩大相间的接触而增加链段的扩散程度，增加相容性。有时在强烈的剪切力和加热的作用下，共混物的分子链发生部分断裂，生成不同组分之间接枝或嵌段共聚物，该共聚物都是很好的增容剂，可增加组分之间的相容性。这就是所谓的机械力-化学作用。,4.3改善共混加工工艺,4.4在共混物组分间发生交联4.5共溶剂法和IPN法两种互不相溶的聚合物常可在共同溶剂中形成真溶液。将溶剂除去后，相界面非常大，以致很弱的聚合物聚合物相互作用就足以使形成的形态结构稳定。互穿网络聚合物(IPN)技术是改善共混物相容性的新方法。其原则是将两种聚合物结合成稳定的相互贯穿的网络，从而提高其相容性。,广东轻工职业技术学院高分子教研室,18,1.化学结构相似原则如PA6与PA66的分子链中都含有CONH，NH2，故有较好的相容性。2.极性相近原则共混体系中组分间的极性越接近，相容性越好。3.溶解度参数相近原则聚合物相容规律为120.5。但该原则仅适用于非极性组分体系。4.黏度相近原则组成共混体系的各聚合物组分的黏度越接近，越能混合均匀，且不易离析。5.表面张力相近原则两界面表面张力接近，可使两种聚合物共混时保持两相间的浸润和良好接触。6.分子扩散动力学原则两种聚合物大分子具有相近的活动性，则两种大分子的链段就以相近的速度相互扩散，形成模糊的界面层，界面层厚度越宽，共混物的性能越优异。,5.共混体系聚合物的选择原则,广东轻工职业技术学院高分子教研室,19,增容剂的制备1.1非反应型增容剂的一般制法非反应型增容剂主要是各种嵌段和接枝共聚物，它们可以专门合成，有时也可“就地”产生(在进行聚合物共混时同时生成)。“就地”产生嵌段和接枝共聚物在某些场合不是有意识进行的，例如两种聚合物在高温熔融混炼过程中，由于强剪切、温度等作用产生大分子自由基，进而形成了含有两聚合物链段的嵌段或接枝共聚物，其客观上就起到了增容效果，因而是一种“就地”产生的增容剂。当然，为了更有效地“就地”合成所需的增容剂，最好是有目的、有控制地进行，这方面近年来已有了长足的进步。主要的控制因素为过氧化物引发剂用量、混炼时剪切作用及温度。过氧化物常用过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯。熔融混炼设备已由开放式双辊筒混炼机向双螺杆挤出机转移。双螺杆挤出机不仅有强化的剪切、混炼效果，而且便于控制稳定的混炼条件。至于混炼温度主要考虑聚合物组分的熔化温度和分解温度，还应兼顾对“就地”产生增容剂结构及数量的影响。,6.增容剂的制备,广东轻工职业技术学院高分子教研室,20,1.2反应型增容剂的一般制法反应型增容剂也可分为预先专门制备和“就地”产生两种方式得到，但其关键不在于方式，主要是如何在共混组分中引入预定的可反应增容的官能团。操作可在一般混炼设备(开放式混炼机、双螺杆挤出机等)中完成，但最好采用先进的排气式反应挤出机。主要的反应型增容剂是羧化PE、羧化PP、羧化PS等，它们是为促进非极性的聚烯烃(PE、PP、PS等)与极性的聚酰胺(PA)的相容而设计的。合成含羧基的反应型增容剂则大多采用与丙烯酸类单体共聚的方法获得，如将丙烯腈、丁二烯、丙烯酸进行无规共聚，就得到含羧基的丁腈胶(羧化NBR)；又如将丙烯酸酯-丙烯酸无规共聚物(MMA)与甲基丙烯酸(MAA)的混合物放在反应器中与丁苯弹性体接枝共聚也得到此种类型增容