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共聚型相容剂的特点

作者:admin    添加时间:2013-07-23 02:42:18    浏览量:2922

 

与嵌段和接枝共聚物相比,共聚物的制备成本较低,且不易在共混体系中形成胶束,共聚物对不相容共混体系的增容作用是由于其分子链可在不相容共混体系界面上多次穿越,将两相交织在一起,使体系中的A/A-co-B和B/A-co-B界面变宽,从而改善界面状况。

 

郑昌仁等的研究可发现,与嵌段型相容剂类似,共聚型相容剂的增容效果与其含量也并非线性关系。对于丙烯酸酯类共聚物ACR增容HPVC/ABS的共混体系,随着ACR用量的增加,ABS/HPVC合金的冲击强度、拉伸强度、伸长率均先上升,后下降,最后趋于平缓(见表1)综合表现加入2份ACR时力学性能最为优异。

 

表1  ACR用量对HPVC/ABS性能的影响

ACR含量/质量份

0

1

2

3

4

5

6

冲击强度/(kJ/m2)

11.7

11.8

12.2

11.0

10.1

9.7

9.7

弯曲强度/MPa

39.1

40.9

42.0

38.0

37.8

37.9

38.0

断裂伸长率/%

19

26

23

21

20

18

18

硬度/9.8MPa

9.85

11.00

11.63

11.32

11.87

12.03

10.54

 

张国颖等综述了研究人员关于这类相容剂的苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯无规共聚物P (S f-MMAl-f)对聚苯乙烯一聚甲基丙烯酸甲酯(PS/PMMA)体系的增容、增强作用。可见共聚物增容效果受到其结构的影响较为明显。由这些研究成果可知,苯乙烯含量为大约70%,即f=0. 68的苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯无规共聚物P (S f-MMA1-f)能明显增强PS/PMMA共混体系的界面,使共混材料的断裂强度大幅度提高。进一步的研究发现,在由P (S 0.68-MMA 0.32)无规共聚物改性的PS/PMMA共混体系中,相界面在PS相一侧和PMMA相一侧有同等程度,即对称的加宽。据此,Brown等认为,当在A/B均聚物共混体系中加入P (A f-B1-f)无规共聚物时,共混体系的界面会变宽(即使该无规共聚物与两相应的均聚物都不相容),而只有当A相一侧和B相一侧的界面变宽的程度相同时,共混材料的断裂强度才能达到一最大值。对于PS/PMMA体系,f=0.68的无规共聚物可以使体系两相侧的界面同等程度地加宽;而对于PS/PVC共混体系,使体系两相侧的界面同等程度地加宽的无规共聚物的组成约为f=0. 50

 

关于这类体系的相容机理,Brink、 Kambou等用“分子内链段排斥相互作用”的概念首先对均聚物/共聚物的共混体系进行了解释,认为导致共混物相容的驱动力是共聚物分子链中不同种链段之间的相互排斥作用。如由苯乙烯一丙烯睛共聚物((SAN)和甲基丙烯酸甲酯(PMMA)所组成的共混体系,虽然PS,  PAN,  PMMA均聚物是彼此不相容的,但是当SAN中AN的含量为9 %~39%时,可以得到相容的SAN/PMMA共混物。对于含无规共聚物的三元共混体系,也可进行类似的热力学处理。

 

张海燕在ABS/PVC/ VC-co-BA体系的研究中讨论了共聚物的分子量对聚合物共混体系力学性能的影响。由表2可见,分子量提高,共混物的冲击强度相应提高。这是由于共聚物分子链可在不相容共混体系界面上多次穿越,将两相交织在一起形成均匀连续相,作为共混物的基体,主要决定其应变性质。聚合物受外力作用,可能产生剪切屈服或银纹化,聚合物的分子量大,易于缠结,形成稳定的屈服区,消化外加的能量,从而提高材料抗断裂的能力。

 

表2 分子量对于共混体系性能的影响

样品

1

2

3

4

5

6

相对年度/nr

1.34

1.38

1.42

1.54

1.74

1.81

冲击强度/(KJ/m2)

8.40

11.7

12.8

14.9

18.2

20.1

熔体流动速率/(g/10min)

1.80

1.92

1.95

2.01

2.10

2.14