增容的聚合物共混物

1、 在不相容聚合物共混物中加入相容剂（或就在不相容聚合物共混物中加入相容剂（或就地产生相容剂）起到地产生相容剂）起到:降低两相界面能降低两相界面能促进相分散促进相分散增加相界面的粘结力增加相界面的粘结力使形态结构稳定化以及提高力学性能等使形态结构稳定化以及提高力学性能等这一技术研制开发了一大批新型聚合物共混物以这一技术研制开发了一大批新型聚合物共混物以及为聚合物共混物的高性能化、高功能化、高稳及为聚合物共混物的高性能化、高功能化、高稳定化作出卓越的贡献定化作出卓越的贡献增容增容PP 共混物共混物 PP产量大、应用广，密度最小产量大、应用广，密度最小 加工成型容易，最高使用温度加工成型容易，最高使

2、用温度100120 具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性，力学性能、具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性，力学性能、耐热性优于耐热性优于PE，有突出的刚性有突出的刚性 主要缺点是成型收缩率大，低温易开裂，耐磨主要缺点是成型收缩率大，低温易开裂，耐磨性不足，性不足，HDT不高，耐光性差，不易染色等不高，耐光性差，不易染色等 通过共混改性，通过共混改性，PP高性能化获得显著成效高性能化获得显著成效增容增容PP /PET共混物共混物SEBS增容增容PP/PET20/80和和80/20共混物共混物 5 wt %SEBS稳定共混物的形态，改善冲击强度稳定共混物的形态，改善冲击强度 官能团化官能团化SEBS影响更加明显影

3、响更加明显 对于富对于富PET共混物用共混物用SEBS-g-GMA可达到高韧高刚可达到高韧高刚 官能团化官能团化SEBS导致分散相改善和界面粘结，玻璃化温度移导致分散相改善和界面粘结，玻璃化温度移动和熔体粘度提高动和熔体粘度提高 PET和和PP间增加相互作用间增加相互作用, 尤其尤其SEBS-g-GMA增容共混物增容共混物 （JAPS, 65，1997, 241-249） SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS不含不饱和和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。 增容增容PP /PET共混物共混物PP-g-GMA使增容使增容PP

4、/PET共混物共混物 含有含有70或或 90 wt% PET共混物从脆性转变为韧共混物从脆性转变为韧性，拉伸强度提高性，拉伸强度提高10%，断裂伸长提高，断裂伸长提高10-20倍，而刚性不变倍，而刚性不变 低低GMA 接枝含量的接枝含量的PP比高比高GMA 接枝含量的接枝含量的更有效（更有效（Polym Eng Sci，39，1999，976-984） 相同分子量的相同分子量的PP-g-GMA，GMA含量不同的增含量不同的增容剂的增容作用主要由容剂的增容作用主要由GMA用量支配，增容用量支配，增容剂中剂中GMA相同时，具有相同的相容作用相同时，具有相同的相容作用（JMS，35，2000，198

5、5-1996） 增容增容PP /PET共混物共混物 MA-g-PP使使PET的的Tg、Tc、Tm和结晶热和结晶热降低，玻璃化转变时热容改变，并与形降低，玻璃化转变时热容改变，并与形态、力学性能变化相一致态、力学性能变化相一致 玻璃化转变时热容降低可用作相容程度玻璃化转变时热容降低可用作相容程度的定量表征的新参数，玻璃化转变时热的定量表征的新参数，玻璃化转变时热容降低与界面层含量增加有关容降低与界面层含量增加有关 （Polymer，41，2000，357-365） 不同相容剂对不同相容剂对PP/PET形态的影响形态的影响增容增容PP /PBT共混物共混物MA-g-PP或双酚或双酚A型环氧增容型环

6、氧增容PP/PBT共混物共混物 冲击强度提高冲击强度提高 界面粘结提高界面粘结提高 （Polym Polym Compos. 5，1997, 177-182） 增容增容PP /PA共混物共混物羧酸化羧酸化PP增容增容PP/PA66共混物共混物 分散相细化，分散相细化，PA66结晶成核机理改变结晶成核机理改变 随相容剂增加到随相容剂增加到30%，冲击强度线性增加，拉，冲击强度线性增加，拉伸强度明显提高伸强度明显提高 羧酸化羧酸化PP增容作用可与增容作用可与MA-g-PP的比较的比较 在相同官能团浓度时，羧酸化在相同官能团浓度时，羧酸化PP显示更好的增显示更好的增容作用，归结于羧酸化容作用，归结于

7、羧酸化PP比比MA-g-PP有高的接有高的接枝效率枝效率 （PES，39，1999，1921-1929）增容增容PP/PA共混物共混物PP-g-GMA 增容增容PA1010/PP共混物共混物 形态取决于形态取决于PP-g-GMA用量、混合时间和用量、混合时间和PP与与PP-g-GMA相容性相容性 当当PP-g-GMA中中GMA增加或混合时间延长增加或混合时间延长, PP分散分散相尺寸降低相尺寸降低 PA1010和和PP-g-GMA在界面发生反应在界面发生反应 PA1010/PP界面粘结很弱，界面边界很尖界面粘结很弱，界面边界很尖 PA1010/PP-g-GMA间反应强化界面，界面不清楚间反应强

8、化界面，界面不清楚（Polymer, 39，1998, 15-21） 增容增容PP/PA共混物共混物不同相容剂增容不同相容剂增容PA6/PP共混物共混物 PP-g-MAH, EBA-g-FA, SEBS-g-MAH和和E-EA-GMA增容共混物的结晶复杂增容共混物的结晶复杂 分散相分散相PA6粒子变小与粒子变小与PP同时结晶同时结晶 PP-g-MAH 增容共混物增容共混物PP结晶温度提高结晶温度提高 EBA-g-FA, SEBS-g-MAH和和E-EA-GMA增容共混物，增容共混物，PP结晶温度基本不变结晶温度基本不变（JAPS,49,1993,1165-1174）增容增容PP/PA共混物共混

9、物PP-PF基增容剂基增容剂增容增容PP/PA675/25 用量相同，低分子量用量相同，低分子量PP和高含量高分子量和高含量高分子量PF的增容剂更有效的增容剂更有效 7.5%wt增容剂使增容剂使PA粒子尺寸明显降低，力学粒子尺寸明显降低，力学性能改善（性能改善（JAPS,75,2000,355-360）增容增容GF/PA6/PP复合材料复合材料 BMI接枝到接枝到PP改善改善PA6/PP共混物相容性共混物相容性 增加增加PP与纤维的粘结与纤维的粘结 Polym Plast Tech Eng, 39, 2000, 513-528MA-g-PP增容增容PP /PA共混物的界面张力共混物的界面张力M

10、A-g-PP增容增容PP /PA共混物的界面张力与共混物的界面张力与分散相尺寸分散相尺寸MA-g-PP增容增容PP /PA共混物的冲击强度共混物的冲击强度MA-g-PP增容增容PP /PA共混物的拉伸强度共混物的拉伸强度PP/PA/SEBS共混物的力学性能共混物的力学性能PP/PA6/SEBS 模量模量 屈服应力屈服应力 断裂应力断裂应力 Charpy冲击强度冲击强度 MPa MPa MPa KJ/m2100/0/0 1432 30.8 17.6 3.970/30/0 1636 22.3 21.1 1.370/20/10 1288 27.3 16.0 4470/15/15 951 22.8 1

11、6.5 5270/10/20 955 21.5 18.1 107MPP/PA6结晶行为结晶行为 Tm Tc PP PA PP PAPP 164.3 - 113.6 -75/25 161.8 218.8 116.8 -50/50 161.8 220.0 123.8 187.625/75 160.2 220.0 118.3 187.8PA - 220.7 - 188.7PP结晶温度提高结晶温度提高 熔点降低熔点降低增容增容PP/PA66缺口形变缺口形变MA接枝物与接枝物与PA反应机理反应机理增容增容PP/PS共混物共混物用过氧化物和可聚合的单体增容用过氧化物和可聚合的单体增容 反应挤出明显改善力学

12、性能，断裂伸长反应挤出明显改善力学性能，断裂伸长率提高倍，冲击强度为倍率提高倍，冲击强度为倍 挤出条件有影响，剪切速率提高改善最挤出条件有影响，剪切速率提高改善最终性能，在反应增容过程需要长的停留终性能，在反应增容过程需要长的停留时间时间 （PES，39，1999，1628-1641） SB嵌段共聚物增容嵌段共聚物增容PP/PS共混物共混物 相容剂参与界面层形成的能力与苯乙烯段分子质量相容剂参与界面层形成的能力与苯乙烯段分子质量有关有关 如苯乙烯段长到与如苯乙烯段长到与PS纠缠，纠缠， 就难于迁移到界面，就难于迁移到界面，此时相容剂不参与界面层的形成，无增容作用此时相容剂不参与界面层的形成，无

13、增容作用 PS段的分子质量低于临界值，相容剂位于界面段的分子质量低于临界值，相容剂位于界面 苯乙烯段与苯乙烯段与PS一致，丁二烯段与一致，丁二烯段与PP相相似，从而改相相似，从而改善共混物的相容性善共混物的相容性 （JPS, Part B: Polym Phys，37, 1999，1647-1656） SB嵌段共聚物增容嵌段共聚物增容PP/PS共混物共混物 SBS、SEP、SEBS-1、SEBS-2相容剂相容剂 分散相粒径减小分散相粒径减小 改善界面粘结，界面层厚度增加改善界面粘结，界面层厚度增加 缺口冲击强度和伸长率提高，模量降低缺口冲击强度和伸长率提高，模量降低 增容效果取决于相容剂的化学

14、结构、嵌段分子增容效果取决于相容剂的化学结构、嵌段分子的分子量和用量的分子量和用量 SEP二元嵌段物比二元嵌段物比SBS、SEBS更有效更有效 低分子量低分子量SEBS比高分子量比高分子量SEBS更有效更有效JAPS, 72,291(1999)SB嵌段共聚物增容嵌段共聚物增容PP/PS共混物共混物增容增容PP/PS70/30共混物的界面层厚度共混物的界面层厚度相容剂相容剂 用量，用量， 界面层厚度，界面层厚度，nm SBS 2.5 - 10 30 SEP 2.5 35 10 42 SEBS-1 2.5 - 10 56 SEBS-2 2.5 22 10 50SBS增容增容PP/PS共混物共混物

15、PS分散相尺寸降低，改善界面粘结分散相尺寸降低，改善界面粘结 在在PP基体内基体内, 分散相分散相PS粒子为复杂的蜂窝结构，并与粒子为复杂的蜂窝结构，并与SBS相容剂相互联结相容剂相互联结 SBS对对PP结晶过程有明显的影响结晶过程有明显的影响 相对于相对于PP/PS共混物共混物,改善伸长率和缺口改善伸长率和缺口IS，但降低屈但降低屈服应力和模量，（服应力和模量，（JAPS, 69，1998, 2625-2639） 虽然粒子尺寸降低，但不提高相均匀性，共混温度提虽然粒子尺寸降低，但不提高相均匀性，共混温度提高，相结构均匀性提高高，相结构均匀性提高 (Polym. Networks Blends

16、, 7，1997, 125-131)PP-g-PS增容增容PP/PS共混物共混物 PP/PS共混物微区形态粗大共混物微区形态粗大 2相容剂增容，粒子尺寸分布宽相容剂增容，粒子尺寸分布宽 5相容剂增容，粒子细小分散、界面粘结改相容剂增容，粒子细小分散、界面粘结改善善 10相容剂增容，均相织构相容剂增容，均相织构 相容剂用量增加，相容剂用量增加，PP球晶织构、尺寸和规整性球晶织构、尺寸和规整性降低降低 晶片厚度和晶片间无定形层厚度比晶片厚度和晶片间无定形层厚度比PP的高的高 相容剂用量高，越明显相容剂用量高，越明显 JAPS, 65,1539(1997)PP-g-PS增容增容PP/PS共混物的长周

17、期共混物的长周期L、晶片厚度晶片厚度Lc和无定区厚度和无定区厚度La样品 L(A) Lc(A) La(A) iPP 197 88 109 iPP/PS 195 87 1082%相容剂增容 220 103 1175%相容剂增容 260 119 14210%相容剂增容 321 143 178相容剂 115 33 82反应性单体对反应性单体对PP/PS共混物形态的影响共混物形态的影响反应性单体反应性单体增容增容PP /PE共混物共混物PP-g-MA增容共混物增容共混物 拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度明显拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度明显提高提高 （Polymer，39, 1998，6807-6817

18、） 无（无（a）和有（和有（b）相容剂的相容剂的PP/PE共混物的粘度共混物的粘度未增容未增容(左左)和增容和增容(右右)PP/PE75/25的的SEMPolymer, 39,6815(1998)无（左无（左）和有（右和有（右）相容剂的相容剂的PP/PE共混物的共混物的SEM Polymer, 39,6815(1998)增容增容PP/PC共混物共混物PP-g-GMA增容共混物增容共混物 明显改变形态明显改变形态, 粒子尺寸从粒子尺寸从20微米变为小于微米变为小于5微米微米 分散相尺寸强烈依赖分散相尺寸强烈依赖PP-g-GMA用量用量 增容共混物界面张力大约是未增容的增容共混物界面张力大约是未增

19、容的1/10 增容共混物中增容共混物中PP的结晶温度比未增容的高的结晶温度比未增容的高5-8度度 力学性能、力学性能、DSC、流变性能和流变性能和SEM形态研究证实在形态研究证实在共混过程原位形成共混过程原位形成PP-g-PC共聚物共聚物 （Polymer，39, 1998，547-551） 增容增容PP /PC共混物共混物PP-g-GMA增容共混物增容共混物 改变共混物中改变共混物中PC相的分散和粘结相的分散和粘结 当相容剂体积用量从当相容剂体积用量从2.5增加到增加到20，分散，分散相相PC粒子尺寸从粒子尺寸从35微米降低为微米降低为3微米微米 PP结晶度随结晶度随PC和相容剂用量增加而降

20、低和相容剂用量增加而降低 增容共混物力学性能明显改善增容共混物力学性能明显改善 （JAPS，63, 1997, 1857-1863）PP /LCP(左左)和和MPP增容增容共混物（共混物（右右）的）的SEM增容增容PVC共混物共混物 PVC是最早工业化、用途极广的通用聚合物，产量仅是最早工业化、用途极广的通用聚合物，产量仅次于次于PE。存在：存在： 热稳定性差，分解温度低于熔融温度热稳定性差，分解温度低于熔融温度 不宜用作结构受力材料不宜用作结构受力材料, 硬硬PVC脆，软脆，软PVC强度低强度低 耐老化性能差，增塑剂挥发，光、热、氧降解耐老化性能差，增塑剂挥发，光、热、氧降解 耐寒性不理想，

21、最低使用温度耐寒性不理想，最低使用温度 改性方法：与其他单体共聚、增强复合、共混改善加改性方法：与其他单体共聚、增强复合、共混改善加工性、耐寒性和提高冲击性能工性、耐寒性和提高冲击性能 PVC/EVA共混物共混物 柔韧性优于柔韧性优于PVC，也分有硬、软共混物也分有硬、软共混物 软共混物具有低温特性好，脆化温度软共混物具有低温特性好，脆化温度70 增塑效果稳定，增塑效果稳定，EVA不挥发，有长效增塑作用不挥发，有长效增塑作用 良好的手感良好的手感 共混物性能与各组分形态、分子量、共混物性能与各组分形态、分子量、EVA含量含量及及VAc含量等有关含量等有关 主要用于挤出抗冲管材，也用于生产抗冲板

22、材主要用于挤出抗冲管材，也用于生产抗冲板材和挤出异形材和挤出异形材 软软PVC主要产品有耐寒薄膜、人造革、电缆等。主要产品有耐寒薄膜、人造革、电缆等。 PVC/CPE共混物共混物 改善加工性用低分子量改善加工性用低分子量CPE 透明制品用含氯量低的透明制品用含氯量低的CPE，但透光性及表面光泽有所但透光性及表面光泽有所降低降低 提高相容性用结晶度低的提高相容性用结晶度低的CPE，含氯量在含氯量在35左右较好左右较好 性能取决于组分的性能、共混比、共混方式、混合温度性能取决于组分的性能、共混比、共混方式、混合温度等等 通常采用含氯量在通常采用含氯量在35左右且左右且MI较高的较高的CPE与与PV

23、C共共混混 组成比组成比PVC/CPE=10/1左右，共混温度不高于左右，共混温度不高于160，时间在时间在515分钟内，可得到最佳冲击性能的共混物分钟内，可得到最佳冲击性能的共混物PVC/CPE共混物共混物 CPE热稳定性比热稳定性比PVC高，而且高，而且CPE能有效地起能有效地起到润滑、增塑和增韧作用到润滑、增塑和增韧作用 共混物的加工性优于共混物的加工性优于PVC，可进行注塑成型可进行注塑成型 共混物耐候性比不饱和橡胶改性的好共混物耐候性比不饱和橡胶改性的好 由于由于PVC/CPE含有大量的氯原子，具有良好含有大量的氯原子，具有良好的阻燃性的阻燃性 用此共混物与用此共混物与ABS树脂共混

24、，可得阻燃性树脂共混，可得阻燃性ABS塑料塑料 CPE常用作常用作PVC共混物的相容剂。如共混物的相容剂。如PVC/PEPVC/ABS共混物共混物 综合了综合了ABS的抗冲击、耐低温、易成型及的抗冲击、耐低温、易成型及PVC阻燃性、刚性、价阻燃性、刚性、价格低等优点格低等优点 挤出成型板、管、异型材等可代替挤出成型板、管、异型材等可代替ABS 有一定相容性，有一定相容性，ABS的溶度参数为的溶度参数为9.6-10.0，PVC的为的为9.6 相容性随相容性随A含量增加而提高，含量增加而提高，PB与与PVC不相容不相容 常用高常用高B含量的含量的ABS 作为作为PVC的增韧剂的增韧剂 共混物共混物

25、IS比两组分的都高，比两组分的都高，PVC/ABS70/30时时IS有极大值有极大值 随随ABS含量增加，共混物的含量增加，共混物的TS、硬度、透光率降低；伸长率、硬度、透光率降低；伸长率、软化点、软化点、MI提高，加工性能改善提高，加工性能改善 加入相容剂如加入相容剂如CPE、SBS、SAN及及PMMA等使等使ABS分散相微细化、分散相微细化、IS进一步提高进一步提高PVC/MBS共混物共混物 PVA与与CPE、ABS、NBR等共混，等共混，IS提高、透光率下降提高、透光率下降 PVC/MBS兼有韧性和透光率，兼有韧性和透光率，MBS称为透明抗冲改性剂称为透明抗冲改性剂 MBS中中MMA段与

26、段与PVC相容，相容，St链段赋予刚性和加工性，链段赋予刚性和加工性，PB保保持韧性，最好形成持韧性，最好形成SBR为核，为核，PMMA为壳的粒子为壳的粒子 不同不同MBS对对PVC改性效果也不同，当改性效果也不同，当MBS中中SBR含量由含量由50增增加到加到6070，共混物，共混物IS逐步提高逐步提高 IS也与也与MBS含量有关，含量有关，8韧性不明显；韧性不明显；1017，IS最高；最高；再多，由于分散困难，形成连续相，增韧效果反而下降再多，由于分散困难，形成连续相，增韧效果反而下降 理想的形态结构是理想的形态结构是PVC为连续相，为连续相，MBS为分散相为分散相 MBS虽然使虽然使PV

27、C的的IS提高，但提高，但TS和和FS有不利影响有不利影响PVC/ACR（丙烯酸类共聚物）丙烯酸类共聚物）加工助剂型加工助剂型ACR： 促进促进PVC树脂塑化。缩短塑化时间，提高设备能力，塑树脂塑化。缩短塑化时间，提高设备能力，塑化效果提高，制品均匀性改善，化效果提高，制品均匀性改善，“鱼眼鱼眼”、晶点减少、晶点减少 提高提高PVC热态伸长率。使热态伸长率。使PVC易于真空吸塑及中空吸塑易于真空吸塑及中空吸塑成型，成型温度区加宽，制品壁厚均匀，不易开裂成型，成型温度区加宽，制品壁厚均匀，不易开裂抗冲型抗冲型ACR： 提高硬质提高硬质PVC材料的冲击强度。材料的冲击强度。510份份 IS增加最快

28、，增加最快，10份时，基本达到最高值；但份时，基本达到最高值；但TS、硬度和维卡耐热性硬度和维卡耐热性有所下降有所下降 促进促进PVC树脂塑化，与加工助剂型树脂塑化，与加工助剂型ACR相似相似 增容尼龙共混物增容尼龙共混物 工程塑料特点：具有优良的力学强度、耐磨性、自工程塑料特点：具有优良的力学强度、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性和较好的成型加工性润滑性、耐腐蚀性和较好的成型加工性 吸水性大、影响尺寸稳定性和电性能，耐热性和低吸水性大、影响尺寸稳定性和电性能，耐热性和低温、干态冲击性能低也有待改善，共混改性是有效温、干态冲击性能低也有待改善，共混改性是有效方法方法 随增容技术的发展，增韧随增容技术

29、的发展，增韧PA共混物大量涌现。如共混物大量涌现。如PA/PE、PP、PS、SEBS、EPDM、ABS、PPO、PSF、PC、LCP等共混物等共混物 常用含羧基和酸酐基的反应性相容剂为主常用含羧基和酸酐基的反应性相容剂为主增容尼龙共混物大致分为三类增容尼龙共混物大致分为三类与与PO、烯烃共混物，弹性体共混，以提高烯烃共混物，弹性体共混，以提高PA在低温、干态下的冲击强度和降低吸水在低温、干态下的冲击强度和降低吸水性。性。 主要应用于汽车、机器零部件和电子、主要应用于汽车、机器零部件和电子、电气、运动器械等领域电气、运动器械等领域与高性能工程塑料共混如与高性能工程塑料共混如PPO、PC、PSF、

30、PET、PBT、LCP等，提高其耐热性并改等，提高其耐热性并改善综合性能，用于汽车外壳，内装制品善综合性能，用于汽车外壳，内装制品PA间共混，平衡各种特性，扩展应用范围间共混，平衡各种特性，扩展应用范围 PA/PP共混物共混物证明相容的方法证明相容的方法 相容共混物的密度小于不相容共混物，如相容共混物的密度小于不相容共混物，如PA6/MA-g-PP EAA SAA （Polymer，39，1998，4985-4992；4993-5000；5001-5010）PA/PSF共混物形态与性能共混物形态与性能PA/PSF反应加工反应加工 PA/PSF (80/20 )共混物共混物 官能团化官能团化PS

31、F有不同粒子直径，酞酸酐化有不同粒子直径，酞酸酐化PSF的为的为70纳米，环氧化纳米，环氧化PSF的为的为0.4微米，微米，MA化化PSF的为的为0.45微米，未反应的微米，未反应的PSF的为的为1.3微米微米 官能团化官能团化PSF粒径越小，断裂伸长率越高，断裂韧性粒径越小，断裂伸长率越高，断裂韧性越高，尤其酞酸酐化越高，尤其酞酸酐化PSF 均相塑性形变无界面脱粘均相塑性形变无界面脱粘PA/PSF共混物形态与性能共混物形态与性能PA/PSF反应加工反应加工 PA与酞酸酐化与酞酸酐化PSF粘结强度比其他体系高，当界面粘结强度比其他体系高，当界面粘结强度高于提供足够应力传递时，脆性粘结强度高于提供足够应力传递时，脆性PSF粒子粒子发生塑性形变，整个材料发生均匀塑性形变发生塑性形变，整个材料发生均匀塑性形变 未改性未改性PSF共混物相粒子尺寸约共混物相粒子尺寸约1微米，微米，MA化化PSF的约的约0.6微米，环氧化微米，环氧化PSF为为