相容劑
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什麼是相容劑[1]
相容劑是指在共混的聚合物組分之間起到所謂“偶聯”作用的共聚物,它又稱為增容劑、界面乳化劑等。
相容劑的種類[2]
(一)按分子量分類
相容劑可分為低分子及高分子相容劑、高分子相容劑又可從聚合物及反應基團進行分類。
(二)按聚合物分婁
相容劑可分為無規共聚物、接枝共聚物及嵌段共聚物。
(三)按反應基團分類
1.非反應型相容劑
非反應型相容劑是指那些本身沒有反應基團,在聚台物混煉中不參加化學反應的化合物。它們的作用是對混煉的兩種聚合物都有物理上的親和性和粘接力而使相容性差的聚台物兩相相容形成混煉型聚合物合金。
非反應型相容劑已開發出來的共有3種類型 即AB型、AC型(ABC型)及CD型。AB型相容劑主要是由A、B兩種聚合物經嵌段和接枝共聚製成的。
AC(ABC)型相容劑是由AC(ABC)兩種(或三種)單體或聚合物經接枝、嵌段共聚而成,上兩種適用於AB兩種聚合物的混煉CD型相客劑是一種瓶型的相容劑,它的組成成分與混爍樹船成分基本是不相同的,倒如聚乙烯/聚(環氧丙基甲基丙烯酸酯)接枝PS相容劑E-GMA-g-PS A4100可用於PA/PPO,PBT/PPS、PBT/PC、PBT/PPO等多種工程塑料的混煉。
2.反應型相容劑
反應型相容劑是指本身含有反應基團的相容劑。它根據引入基團可分為馬來酸型,丙烯酸塑及環氧樹脂改性型聚合物相容劑。
馬來酸型相容劑是一種用馬來酸(酸酐)改性的聚合物相容劑,它能與多種聚合物反應而使混煉物增容,如Shell化學公司開發的KratonFG反應型相容劑可以提高尼龍/PP混煉物相容效果。
丙烯酸改性的聚合物也是一種良好的相容荊。如酰亞胺改性丙烯酸樹脂等。Rohm&Haas公司推出了Paraloia EXL系列相容劑,其中EXL4154可做尼龍/結晶性聚合物相容劑,EXL4171是用於PC和其它聚合物的相容劑。這類相容劑的一個重要特點是可提高塑料合金的熱變形溫度,更有實用性。
環氧樹脂改性聚合物相容劑,有環氧樹脂改性PS與PMMA接枝共聚物和環氧樹脂改性PS與PS的接枝聚合物。前者用作PBT/ABS,尼龍/ABS混煉的相容劑。後者用作PBT/PPO,尼龍/PPO混煉相容劑,其相容效果良好。
相容劑的合成[3]
由於相容劑的種類很多,其合成方法也很複雜。但大致可以歸結為以下幾種。
(一)大分子單體法
大分子單體合成方法是合成簾狀或梳型接枝共聚物和嵌段共聚物的有效方法。其合成方法主要有四種:自由基引發聚合、陰離子聚合、陽離子催化引發聚合及基團轉移聚合。由於大分子單體的相對分子質量較大,聚合官能團的濃度較低,單獨聚合時不僅難於定量,而且位阻較大,如果選擇適宜的溶劑,大分子單體可與低分子單體進行接枝共聚。其他方法還有分數聚合、加成聚合以及縮合聚合等。
作為非反應型相容劑的嵌段或接枝共聚物有兩種製法:①將一種聚合物接枝到另一種聚合物上(接枝法);②將兩種單體共聚(嵌段法)。由同樣兩種成分組成的相容劑因製法不同,其效果亦異,不僅接枝法與嵌段法得到的產品性能不同,同樣由嵌段法制出的產品也因聚合條件不同,得到的分子結構或形狀不同性能也有較大的差異。有關大分子單體法合成嵌段或接枝共聚物的原理及工程已有許多論著,這裡就不再詳述。
(二)過氧化物單體法
過氧化物單體法是近幾年才發展起來的生產工藝。此法是通過過氧化物產生的自由基引發單體進行接枝聚合。它不需要特殊的設備,操作簡單,便於工業化生產,而且可以獲得較高的接枝率。其產品有嵌段和接枝共聚物兩種。例如日本油脂公司用過氧化物與乙烯基單體,採用該公司“特殊有機過氧化物”製造技術,合成了可作為相容劑的嵌段接枝共聚物。