共混改性理論20160309

共混改性技術(shù)課程介紹課程性質(zhì)：高分子材料應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的核心課程基礎(chǔ)課程：高分子化學(xué)、高分子物理、成型模具、高分子材料配方技術(shù)、高分子材料成型加工技術(shù)、高分子材料分析與測試技術(shù)等課程學(xué)時(shí)：39聚合物的共混改性高分子教研室主要授課內(nèi)容聚合物共混改性的目的和方法一、共混改性的基本概念二、共混改性的目的三、共混改性的方法一、共混改性的基本概念聚合物的共混改性定義：將兩種或兩種以上的高分子物加以混合與混煉，使其性能發(fā)生變化，形成一種新的表觀均勻的聚合物體系的混合過程，所得到的新的聚合物體系稱為聚合物共混物，又稱聚合物合金或高分子合金。一、共混改性的基本概念聚合物共混體系類型有塑料與塑料的共混塑料與橡膠的共混橡膠與橡膠的共混橡膠與塑料的共混高分子共混物與高分子共聚物的區(qū)別高分子共混物各組分之間主要靠分子次價(jià)力結(jié)合，即物理結(jié)合共聚物是不同單體組分以化學(xué)鍵的形式連接在分子鏈中要嚴(yán)格劃分高分子共混物和高分子共聚物是困難的。二、共混改性的目的1．均衡各聚合物組分的性能，改善材料的綜合性能在單一聚合物組分中加入其他聚合物改性組分，可取長補(bǔ)短，消除各單一聚合物組分性能上的缺點(diǎn)，使材料的綜合性能得到改善。二、共混改性的目的2．將量小的聚合物作為另一聚合物的改性劑，以獲得顯著的改性效果在一種基體聚合物中加人少量的某種聚合物，通過共混改性可以使基體聚合物某一方面的性能獲得顯著的改善。二、共混改性的目的3．改善聚合物的加工性能對于性能優(yōu)異但較難加工的聚合物可與熔融流動性好的聚合物共混改性，便可以方便地成型。二、共混改性的目的4．制備具有特殊性能的聚合物材料采用具有特殊性能的聚合物共混改性，可獲得全新功能的新材料。二、共混改性的目的5．提高性能／價(jià)格比對某些性能卓越，但價(jià)格昂貴的工程塑料，可通過共混，在不影響使用要求的條件下，降低原材料的成本，提高性價(jià)比。二、共混改性的目的6．回收利用廢棄聚合物材料隨著綠色環(huán)保理念的不斷深人，各種廢料的回收利用亦將成為聚合物共混改性普遍關(guān)注的問題。三、共混改性的方法聚合物共混物的制備方法有物理方法化學(xué)方法三、共混改性的方法物理共混法：依靠聚合物分子鏈之間的物理作用實(shí)現(xiàn)共混的方法，按共混方式可分為：機(jī)械共混法（包括干粉共混法和熔融共混法）溶液共混法（共溶劑法）乳液共混法；三、共混改性的方法化學(xué)共混法：在共混過程中聚合物之間產(chǎn)生一定的化學(xué)鍵，并通過化學(xué)鍵將不同組分的聚合物連結(jié)成一體以實(shí)現(xiàn)共混的方法，根據(jù)反應(yīng)形式分為：共聚-共混法反應(yīng)-共混法

IPN法物理共混法-（1）機(jī)械共混法機(jī)械共混法：將不同種類的聚合物通過混合或混煉設(shè)備進(jìn)行機(jī)械混合便制得聚合物共混物。根據(jù)混合或混煉設(shè)備和共混操作條件的不同，可將機(jī)械共混分為：干粉共混熔融共混①干粉共混法過程：將兩種或兩種以上不同品種聚合物粉末在球磨機(jī)、螺帶式混合機(jī)、高速混合機(jī)、捏合機(jī)等非熔融的通用混合設(shè)備中加以混合，混合后的共混物仍為粉料。干粉共混的同時(shí)，可加入必要的各種助劑。所得的聚合物共混物料可直接用于成型或經(jīng)擠出后再用于成型。要求：聚合物粉料的粒度盡量小，不同組分在粒徑和密度上應(yīng)比較接近。干粉共混法的混合分散效果相對較差，此法不宜單獨(dú)使用，而是作為融熔共混的初混過程；應(yīng)用優(yōu)勢：應(yīng)用于難溶、難熔及熔融溫度下易分解聚合物的共混。②熔融共混法過程：將聚合物各組分在軟化或熔融流動狀態(tài)下（即粘流溫度以上）用各種混煉設(shè)備加以混合，獲得混合分散均勻的共混物熔體，經(jīng)冷卻、粉碎或?；姆椒?。有時(shí)先進(jìn)行干粉混合，作為熔融共混法中的初混合。熔融共混熔融共混法要求：各組分易熔融各組分的熔融溫度和熱分解溫度應(yīng)相近各組分在混煉溫度下，熔體黏度也應(yīng)接近，以獲得均勻的共混體系。各組分在混煉溫度下的彈性模量也不應(yīng)相差過大，否則會導(dǎo)致聚合物各組分受力不均而影響混合效果。熔融共混設(shè)備開煉機(jī)：操作直觀，工藝條件易調(diào)整，對各種物料適應(yīng)性強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用較多。密煉機(jī)：能在較短的時(shí)間內(nèi)給予物料以大量的剪切能，混合效果、勞動條件、防止物料氧化等方面都比較好，較多用于橡膠和橡塑共混。單螺桿擠出機(jī)：操作連續(xù)、密閉、混煉效果較好、對物料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。用單螺桿擠出機(jī)共混時(shí)，其各組分必須經(jīng)過初混。采用雙螺桿擠出機(jī):直接加入粉料，混煉塑化效果好、物料在料筒內(nèi)停留時(shí)間分布窄（僅為單螺桿擠出機(jī)的五分之一左右）、生產(chǎn)能力高。物理共混法-（2）溶液共混法（共溶劑法）過程：將共混聚合物各組分溶于共溶劑中，攪拌混合均勻或?qū)⒕酆衔锔鹘M分分別溶解再混合均勻，然后加熱驅(qū)除溶劑即可制得聚合物共混物。要求：溶解聚合物各組分的溶劑為同種，或雖不屬同種，但能充分互溶。應(yīng)用：適用于易溶聚合物和共混物以溶液態(tài)被應(yīng)用的情況。缺點(diǎn)：混合分散性較差，且需消耗大量溶劑，工業(yè)上無應(yīng)用價(jià)值，主要適于實(shí)驗(yàn)室研究工作。物理共混法-（3）乳液共混法過程：將不同聚合物分別制成乳液，再將其混合攪拌均勻后，加入凝聚劑使各種聚合物共沉析制得聚合物共混物。受原料形態(tài)的限制，且共混效果也不理想，故主要適用于聚合物乳液?；瘜W(xué)共混法-（1）共聚一共混法有接枝共聚-共混與嵌段共聚-共混之分，其中以接枝共聚-共混法更為重要。接枝共聚-共混法的操作過程：在一般的聚合設(shè)備中將一種聚合物溶于另一聚合物的單體中，然后使單體聚合，即得到共混物。所得的聚合物共混體系包含著兩種均聚物及一種聚合物為骨架接枝上另一聚合物的接枝共聚物。由于接枝共聚物促進(jìn)了兩種均聚物的相容性，所得的共混物的相區(qū)尺寸較小，制品性能較優(yōu)?；瘜W(xué)共混法-（2）IPN法利用化學(xué)交聯(lián)法制取互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)共混物的方法。互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物(IPN）技術(shù)可以分為：分步型IPN同步型IPN(SIN）互穿網(wǎng)絡(luò)彈性體(IEN）膠乳-IPN(LIPN