聚合物共混物增容技术及发展

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增容PBT共混物

增容PET/PE共混物
PE-g-AA增容PET/HDPE • 改善HDPE为基体时旳弯曲屈服应变和冲击强度 • PET为基体时，力学性能无明显改善 • 降低分散相尺寸、界面模糊 • PET和HDPE结晶度稍有降低 • 相容剂进入HDPE相和处于PET与HDPE界面（Polym J，29，1997，274-278）
Phenoxy增容PBT/PMMA共混物 • Phenoxy与两组分都相容 • 少许Phenoxy加入，形态变为更有规则和
微细分散 • Phenoxy用量增长拉伸性能提升（Polym J，26，1994，465-472）
增容PBT/PET共混物
• 降低PBT成本 • 提升PET结晶速度，具有优良化学和热稳
改善冲击强度
• 用官能团化增容剂效果更明显，尤其用SEBS-g-GMA 增容旳富PET共混物具有高旳刚性和韧性
• 分散相细化，界面粘结改善 • PET相旳Tg移动 • 增容共混物熔体粘度增长，尤其SEBS-g-GMA
（JAPS, 65, 1997,241-249）
增容PET/PP共混物
• 三种接枝PP增容PP/PET共混物 • 增容剂不同增容效果不同，取决于官能团 • C-4得到最细旳分散相形态，而C-3增容作用小 • PET旳Tg、Tc、Tm和DHc降低，增容剂引起玻
PET/SEBS-g-GMA共混物性能
PET/SEBS GMA 缺口冲击强度(J/m) 模量
-g-GMA 接枝量 23 ℃ -40 ℃
MPa
80/20
-
21 16
3038
80/20
0.3
34 22
2156
80/20
2.0
137 83
2156

聚合物共混改性

可以实现分子级别的混合，且乳液稳定性好，易于储存和运输。
缺点
应用范围
破乳过程可能产生大量废水，对环境造成污染。
适用于含有亲水性基团的聚合物之间的共混。
其他共混方法
熔融插层法
利用插层剂将两种或多种聚合物在熔融状态下插入到彼此的分子链之间，形成共混物。这种方法可以实现分子级别的混合，但需要选择合适的插层剂和反应条件。
弯曲强度
衡量材料在弯曲过程中所能承受的应力，反映聚合物的刚性和抗弯曲能力。
冲击强度
衡量材料在冲击载荷下的抵抗能力，反映聚合物的韧性和抗冲击性。
热学性能表征
热稳定性
01
衡量聚合物在高温下的稳定性，通过热失重分析（TGA）等方
法进行评估。
玻璃化转变温度（Tg）
02
反映聚合物的热性质和相变行为，影响聚合物的使用温度和范
界面作用原理
界面张力
聚合物共混体系中，不同组分间的界面张力影响共混效果，界面张力越小，共混效果越好。
界面增容
通过添加增容剂、采用特殊加工技术等手段，增强聚合物共混体系的界面相容性和稳定性。
界面相互作用
聚合物共混体系中，组分间可能产生化学键合、物理缠结等相互作用，增强界面结合力，提高共混效果。
分类
根据混合方式和相容性的不同，聚合物共混改性可分为机械共混、溶液共混、乳液共混和熔融共混等。
发展历程及现状
发展历程
聚合物共混改性的研究始于20世纪50年代，随着高分子科学的发展，其理论和应用不断得到完善。目前，聚合物共混改性已成为高分子材料科学领域的一个重要研究方向。
现状
随着科技的进步和需求的增长，聚合物共混改性的研究不断深入，新型共混材料和改性技术不断涌现。同时，聚合物共混改性的应用领域也在不断扩展，涉及到汽车、电子、医疗、建筑等多个领域。

Chap 7 增容剂及其在聚合物

7.4 应用举例
7.4.1 聚烯烃系列共混物中的应用 PP/PE EPR；PS/LDPE PS-g-LDPE 等 7.4.2 聚酰胺系列共混物中的应用 PA/PE 、 PA/PP 、 PA/EPDM 、 PA/PS 、 PA/ABS、PA/PPO、PA/PVDF

增容效果影响因素

Cost-effective，尽量少概念扩展：PC/PB，PA/PD；PC/PD PC同时带有与PA 、PB相互作用的某些基团， PC有可能成为增容剂。如，EVA， PVC/PE
反应型增容剂的作用原理

增容剂与共混组分之间形成了新的化学键，强迫性增容。适合相容性差且带易反应官能团的聚合物之间的共混增容。例如PE/PA共混：
制备方法 1.非反应型：专门合成；（接枝或共聚）就地生成（共混过程中），控制引发剂种类，用量，剪切强度，温度

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2.反应型：专门合成；（接枝或共聚） e.g. ＰＯ接枝ＭＡＨ；原材料：PO，MAH，DCP，含N，P，S电子给予体的化合物；设备：建议为排气式挤出机。引发剂增加，效率虽增加但交联副反应增加；单体增加，提高接枝率，但残留单体多；温度适中（过高易引起变色、交联）就地生成
7.2增容剂的作用原理
（非反应型、反应型增容剂）
非反应型增容剂的作用原理类型：嵌段共聚物（A-b-B）、接枝共聚物（A-g-B）。作用：降低两相之间界面能、共混过程中促进相的分散、阻止相的凝聚、强化相间粘结。（乳化、偶联作用）
增容效果影响因素
本身具有多相结构；

嵌段好于接枝，因接枝的支链运动受主链制约，不利于进入另一相； A与B的分子量与PA、PB匹配，一般要小；对于A-g-B，支链以长且密度不高为宜二嵌段好于三嵌段，（界面结合点越多，链构象受限制）嵌段分子量与被增容的聚合物匹配等

增容剂大全

优点
添加量大
缺点
（3）聚烯烃的功能化
①高压乙烯聚合法通过高压聚合将含有功能性基团的单体与乙烯等烯烃单体聚合。
醋酸乙烯酯（EVA）不饱和羧酸丙烯酸乙酯（EEA）丙烯酸甲酯（EMA）马来酸酐-丙烯酸丙烯酸（EAA）甲基丙烯酸（EMAA）甲基丙烯酸缩水甘油酯（EGMA）甲基丙烯酸甲酯（EMMA）甲基丙烯酸氨烷基酯甲基丙烯酸羟烷基酯乙烯基硅烷开环聚合性单体
（3）PS/PVC、LDPE/PS、LDPE/PVC共混体系
（4）LDPE/PS共混体系
（4）PE/PVC共混体系
增容剂的种类
增容剂高分子增容剂
小分子增容剂
反应型增容剂（含有活性反应基团的各类聚合物）
非反应型增容剂
无规共聚物
嵌段共聚物
接枝共聚物
均聚物
一、非反应型（亲和型）增容剂
非反应型增容剂是指那些不与共混物组分发生任何化学反应，靠它与各组分的亲和力使共混体系各组分间的粘合力得到提高的一类增容剂。这类增容剂有四种主要类型：（1）A—B型这类增容剂为嵌段或接枝共聚物，是共混组分A 和B的嵌段或接枝共聚物。
增容剂
在高分子材料领域塑料合金的研究开发越来越受到关注，而增容技术已经成为新型塑料合金研究开发的关键技术，受到学术界和产业界的高度重视，增容剂的研制和生产成为高分子材料领域的新亮点。
一、增容剂在聚合物共混改性中的作用二、增容剂的种类
增容剂在聚合物共混改性中的作用
一、增容剂在聚合物共混物中的作用
②接枝共聚在聚烯烃分子链上诱发接枝反应，将含有功能基团的单体如不饱和羧酸、硅烷等引入聚烯烃。 ③高分子反应通过使聚烯烃发生化学反应引入具有特定功能的基团。如氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯

聚合物共混改性的研究现状

摘要：综述了聚合物共混改性技术的发展状况，特别对聚合物共混的新技术，如反应性增容、原位复合、插
层复合等进行了介绍和评论。关键词：聚合物共混改性：原位复合插层复合中国分类号：Ｔ３６６Ｑ１文献标识码：Ｂ
得的成功，引起了人们极大的趣和重视，从此开拓了聚合物共混改性的新领域。０年代以后过共混技６通术开发塑料合金的工作有了更大的发展，９２１６年增韧
ＰＰ问世．先是ＰＰ与乙丙橡胶机械共混，以后又改进为在丙烯聚合后期加入适量乙烯形成部分嵌段共聚物的
收稿 Ⅱｊ：０１）－９０２０４２ｔ９
பைடு நூலகம்
维普资讯
朱光明．等
聚合物共混改性的研究现状
化生产。９３，国Ｐｉｉ石油公司开发出聚苯乙１６年美ｈｌｓｌｐ
尺寸约为１０＆左右，０Ｏ一般而言，胞壁是两种聚合物网络相互贯穿的主要场所。各种不同的 Ⅱ ，）其相态结构Ｎ也不同，两相的连续性，相畴（ｈｓｄｒ）ｐａｏａｎ的大小，ｅｉ相互贯穿的情况等主要决定于两种聚合物组分的混容性、交联密度及组成比等。两种组分的混容性越大，交联度越太，Ｉ则ＰＮ两相结构的相畴越小。凭借ＩＰＮ技术使两种聚台物相互贯穿，两者之问可良好分散，相界面较大，有很好的协同作用，显示出比普通塑料合金更优异的特性，展前景广阔。０年发８代以来已有部分ＩＰＮ实现了工业化生产。
代初Ｄｇ化学公司对高抗冲聚苯乙烯的开发Ｏ，＇利用熔融共混的方法，将聚丙烯腈（＆）ＰＮ／聚丁二烯（Ｂ／Ｐ）聚苯乙烯（ｓ三种聚合物共混制成了高强度高抗冲的Ｐ）ＡＳ将聚丁二烯和聚苯乙烯共混制成了高抗冲聚苯Ｂ，

聚合物共混原理第四章聚合物间的增容作用

•两种高聚物配成溶液，浇注成膜，透明，则相容性好。
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35
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3
什么叫增容作用？
增容有两方面含义：
1. 使得聚合物之间易于相互分散，得到宏观均匀的共混物；
2. 改善聚合物之间相界面的性能，增加相间的粘合力，使得共混物具有长期稳定的性能。
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4
4.1 增容作用的类型及物理本质（或增容原理）
4.1.1 增容作用的类型
按增容机理看，增容作用可分为两类：
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31
* 王琪、刘长生，湖北化工， 2001 No.03
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4.5.3 PA6/ABS
PA6/ABS（60/40）共混物中加入2phr.的反应增容剂（主干含羧基，支链为PMMA），经247℃熔融混炼，共混物的伸长率比未增容的同样共混物高出6倍多，冲击强度提高了1倍。
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第四章聚合物间的增容作用
本节主要内容：
4.1 增容作用的类型及物理本质（或增容原理） 4.2 常用的增容方法 4.3 增容剂的类型以及制备方法 4.4 增容剂增强机理及其与共混体系的相形态的关系 4.5 增容剂在聚合物共混体系中的应用举例
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1
前面第三章讲到了P-P之间的相容性及其分类、研究了相容性的判据、判定相容性好坏的方法、以及相容性与P-P形态结构的关系。如何实现相容性的提高，实现增容效果？
(Ⅱ) 一般而言，嵌段共混物的增容效果要大于相同成分的接枝共聚物，即：A－b－B优于A－g－B。这是由于接枝共聚物的结构所致：长主链短支链。
(Ⅲ) 两嵌段共聚物（A－B）的增容效果大于三嵌段共聚物（A－B－A或者B－A－B）的增容效果。这是由于中间嵌段的构象运动受到较大抑制所致。

共混改性-增容改性-sit

聚合物共混改性原理
三、有机高分子处理剂
各类表面活性剂和偶联剂基本上都是小分子物质，在处理填料上仍存在其不足之处，主要是填料填充量进一步提高或对制品性能要求更高时，就发现小分子物质处理填料表面无法解决制品性能劣化的难题，而用高分子作为处理剂在克服这一困难显示了其优越性。
聚合物共混改性原理
填料表面处理物理作用示意图
填料表面处理化学作用示意图
聚合物共混改性原理
填料表面处理应遵循如下原则
1、应选择填料表面处理后极性接近于聚合物极性的处理剂； 2、填料表面含有反应性较大的官能团，则应选择能与这些官能团在处理或填充工艺过程中能发生化学反应的处理剂； 3、填料表面如呈酸或(碱)性，则处理剂应选用碱性(或酸性)；如填料表面呈现氧化性(或还原性)，处理剂应选用还原性(或氧化性)，如填料表面具有阳离子 (或阴离子)交换性，则处理剂应选用可与其阳离子(或阴离子)进行置换的类型；
聚合物共混改性原理
此外还有钛铝偶联剂（OL-AT1618）、硼酸酯偶联剂、NM锡酸酯偶联剂，以及一此不含金属中心原子但具有一定偶联性的有机物，如磷酸酯、异氰酸酯等陆续出现，并在塑料、橡胶、涂料、纤维各个领域获得实际应用。偶联剂问世至今已50年，偶联利的研究与应用仍在迅速发展。目前其主要动向，一是寻找更高效、更廉价的新型偶联剂，二是向多功能发展，逐渐形成专用化、系列化品种，三是解决高填充(60％以上)条件下的加工与制品力学性能问题。
聚合物共混改性原理
(四)铝酸酯偶联剂
铝酸酯偶联剂的化学通式为：
铝酸酯偶联剂的分子空间结构示意图
聚合物共混改性原理
特
点
铝酸酯偶联刑具有与天机填料表面反应活性大、色浅、无毒、味小、热分解温度较高、适用范围广、使用时无须稀释以及包装运输和使用方便等特点。研究中还发现在PVC填充体系中铝酸酯偶联剂有很好的热稳定协同效应和一定的润滑增塑效果。

提高共混物相容性的方法(精)

提高共混物相容性的方法学校名称：广东轻工职业技术学院院系名称：轻化工技术学院时间：2017年4月28日聚合物共混物通常为两相体系，相容性对共混物的性能影响很大，如果两种聚合物完全相容，则制得的共混物不会获得特殊的性能；如果两种聚合物相容性很差，则共混产生宏观的相分离，形成分层或剥离现象，降低了材料的强度和使用性能；若两种聚合物部分相容，则形成微观或亚微观的相分离结构，两相界面之间存在相互作用，形成过渡层，这时所获得的共混物往往会表现出独特的性能。

由此可见，在制备共混物时，形成微观或亚微观相分离是一个关键问题。

然而，能够具有良好的相容性并可以直接共混的体系是相当少的。

因此，大多数共混体系中都要采取一些措施来改善聚合物共混体系的相容性，也叫相容化，使之形成微观相分离。

提高共混体系相容性的方法有：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。

1.对聚合物进行化学改性如果参加共混的聚合物分子链上含有某种可相互作用的官能团，它们之间的相容性必定好。

基于此原因，在共混改性技术中，常常采用向分子链引入极性基团的方法来改善聚合物的相容性，并收到较好的效果。

例如：聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)与聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯酰胺等，由于分子键之间可以形成氢键、具有较好相容性。

又如：聚合物分子链上分别含有酸性和碱性基团，共混时可以产生质子转移，分子链间可生成离子键或配位键。

离子键的键能要强于氢键，所以聚合物之间相容性更好。

通过对高分子链的化学改性(如氯化、磺化等)，就有可能明显改善共混体系的相容性。

如聚乙烯氯化形成氯化聚乙烯，就可以与聚甲基丙烯酸甲酯较好地相容。

其次，通过共聚的方法改变聚合物分子链结构，也是一种增加聚合物之间相容性的常用而有效的方法。

例如：聚苯乙烯是极性很弱的聚合物，一般很难与其它聚合物相容，但苯乙烯与丙烯腈的共聚物SAN，由于改变了分子中的链结构，就可与聚碳酸酯、聚氯乙烯和聚砜等许多聚合物共混相容。

PLAPBS共混体系结构及性能的研究

PLA/PBS共混体系结构及性能的研究近几年,随着科技产业日新月异的发展,高分子材料起到了重要作用。

然而,绝大部分高分子材料来源于石油资源,其不可降解性大大加剧了“石油资源短缺”和严峻的“白色污染”,因此,可生物降解高分子材料孕育而生。

聚乳酸（PLA）是目前全世界产能最大,价格相对其他生物材料最低的可降解高分子材料。

它不仅具有良好的生物相容性,而且性能与其他通用塑料相近,但其热稳定性差、脆性大等缺点限制了PLA的进一步应用。

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是一种具有高强度和高韧性的可生物降解材料。

将PLA和PBS进行物理共混,可获得综合性能较好的材料,但是,PLA和PBS物理共混后两者间相容性较差,因此,一般采用添加增容剂的方式,通过化学反应或协同作用改善两者的相容性,获得综合性能较好的PLA/PBS共混试样。

采用动态流变学方法研究聚合物共混体系的相容性正在兴起。

动态流变学方法具有测试过程不会对材料本身结构造成破坏、多相复杂体系在三维条件下相行为不易受外界影响和测试结果较为可靠的特点,采用动态流变学方法分析共混试样的相容性不失为一个较有效的方法,因此,本文采用动态流变学方法结合其他测试手段,研究了不同增容剂对PLA/PBS共混试样相容性及其他性能的影响。

本论文的具体研究工作包括:通过前期大量查阅相关文献后,确定了PLA和PBS质量比为80:20这一基准组分为不同组分PLA/PBS共混试样综合性能最优比,以此作为下一步增容改性研究的基础。

采用扩链剂ADR对PLA/PBS共混试样进行增容改性,研究了不同含量ADR和投料方式对PLA/PBS共混试样结构、热学性能、热稳定性能以及流变性能的影响。

结果表明:ADR与PLA/PBS共混试样发生了化学反应,ADR能有效提高共混试样的热稳定性,一次性投料的增容效果优于分段投料。

采用亚磷酸三苯酯（TPPi）作为增容剂,研究了TPPi的含量对PLA/PBS共混试样结构、结晶性能、流变性能以及力学性能的影响,结果表明:TPPi在PLA/PBS共混体系中是作为一种酯化促进剂间接参与反应,当TPPi含量为0.4份时,共混试样的拉伸强度和冲击强度达到最大值分别为63.7MPa和4.56KJ/m<sup>2</sup>,与PLA/PBS共混物相比分别提高了24.4%和44.3%。

聚合物共混改性原理及应用

聚合物共混改性原理及应用相容性是指不同聚合物在分子水平上能够形成均匀溶解的混合物。

相容性的实现是通过聚合物链间的相互作用力来实现的，例如氢键、范德华力、亲疏水性等。

当两种聚合物的化学结构相似，或者它们之间存在一定的亲和性时，容易形成相容的聚合物体系。

协同效应是指两种或多种聚合物在配比合适的情况下，相互作用使性能超出预期的效果。

例如，在共混聚合物中，一种聚合物的强度和另一种聚合物的韧性相结合，能够获得既强又韧的材料。

协同效应的实现主要通过共混聚合物在分子水平上的相互作用实现，例如链间的缠绕、交联和阻碍等。

1.塑料制品：将不同聚合物进行共混改性，可以获得具有良好韧性、耐热性、耐寒性和耐化学腐蚀性的塑料制品。

共混改性还可以改善塑料的可加工性和成型性。

2.纤维材料：共混改性可以改善纤维材料的抗拉强度、弹性模量、耐磨性和耐腐蚀性。

共混纤维还可以通过添加不同种类的聚合物来调节纤维的吸湿性、抗静电性和阻燃性。

3.涂料和胶粘剂：共混改性可以增加涂料和胶粘剂的附着力、硬度、耐磨性和耐候性。

共混涂料还可以通过添加不同聚合物改变颜色和光泽。

4.医疗器械和药物包装：共混改性可以提高医疗器械的生物相容性、耐溶剂性和耐腐蚀性。

共混材料还可以改善药物包装的密封性、阻光性和防潮性。

5.塑料添加剂和填料：共混改性可以通过添加不同种类的添加剂和填料，来改善塑料的性能和性质。

例如，添加抗氧剂可以提高塑料的抗老化性能，添加阻燃剂可以提高塑料的防火性能。

总之，聚合物共混改性是一种通过混合不同聚合物来改善其性能和性质的方法。

通过相容性和协同效应的作用，可以得到具有新的、优良性能的聚合物复合材料。

聚合物共混改性在塑料制品、纤维材料、涂料和胶粘剂、医疗器械和药物包装等领域有广泛的应用。

[最新]聚合物增容技巧

聚合物增容技术一、聚合物相容原则人们在研究制备高分子合金时，发现聚合物相容性有几个基本原则：（1）溶解度参数相近原则溶解度参数相差越小，聚合物的相容性就越好；（2）极性相近原则共混体系中组分间的极性越相近，其相容性就好；（3）结构相近原则共混体系中组分间的结构相似，则相容性就好；（4）结晶相近原则当共混体系为结晶聚合物时，多组分的结晶能力相近时，相容性好（5）表面张力相近原则聚合物间表面张力越接近，两相间的浸润、接触与扩散就越好，界面的结合也越好；（6）黏度相近原则体系中各组分的黏度相近，有利于组分间的浸润与扩散，形成稳定的互容区，所以相容性好。

二、高分子合金的制备途径参照聚合物相容性的几个原则，高分子合金的制备技术可以通过以下几种途径获得：①改变聚合物分子链结构通过把一种或两种聚合物进行化学改性，引入一些极性基团，来提高聚合物两相间界面粘接强度，达到提高聚合物间相容性的目的。

如非极性聚合物PE与极性聚合物PMMA相容性较差，我们将PE制成氯化聚乙烯，可以使他们形成共混体系。

如在淀粉塑料中，淀粉和塑料的相容性较差，于是人们将淀粉改性，在淀粉分子链中引入极性基团如马来酸酐、丙烯酸酯等，然后再与塑料混合就更容易了。

也可以在塑料大分子上引入极性基团，或两者都进行。

通过极性基团的引入，可以降低淀粉和塑料之间的界面张力，使两相相容得更好。

②在共混体系中添加相容剂改善高分子合金相容性的最方便的方法是加入第三组份。

这种第三组份就是我们常说的相容剂。

它可以增加两种聚合物的界面粘结力，使混合体系形成稳定的共混结构。

大量文献报道，当两种均聚物共混时，所用的相容剂最好是由两种均聚物的单体共聚而成的嵌段聚合物或接枝聚合物，其中嵌段聚合物较接枝聚合物增容效果好。

如PMMA与PS相容较差，在共混体系中加入PS-co-PMMA,共混体系的相容性明显提高。

③形成互穿网络（IPN）通过将一种聚合物交联或两种聚合物各自交联的方法，使两种聚合物结合在一起制得的穿聚合物网络，两种不同聚合物之间不存在接枝或化学交联。

改善聚合物共混材料界面相容性的研究进展

决定的，除非采取特殊措施，相容性是不可改变的。
２２相容性的热力学基础．
聚合物共混物中共混自由能
／ｘＧｍ＝／Ｈｍ—Ｔ＊ＡＳ。ｘ
宽了辐射技术在高分子材料方面的应用范围，提出
通过电子束、线、外线、波辐射等物理技术７射紫微在聚烯烃分子链上引入含氧极性集团，决了聚烯解烃共混物复合材料的界面增容。杨惠丽等研究了聚丙烯（Ｐ／Ｐ）异氰尿酸三烯丙酯（ＡＣ／乙烯（ＥＴＩ）聚Ｐ）共混体系的辐射增强相界面反应，强了不相容共增混物相间的粘结，善了共混物的相容性。邓杰在改
ＳＪ２０型电磁动态挤出机上研究了振动力场对共ＤＪ６混物界面相容性的影响。只有更好的深人了解共混
两组分具有相容性的充分必要条件是／Ｇｘ＜０。而对于聚合物共混物ＡＳ０于是／Ｈ，ｘ越小，容性相
以链段为分散单元相互混合。通常把聚合物之间在
链段级上的混合称为相容，即混合单元是链段。很
多具有两相结构的聚合物共混物，们是热力学不它相容体系，又不是两种聚合物完全分离的体系，但而是一种聚合物以微区形式均匀分散于另一种聚合的基体中。这样的共混物在两相界面存在着过渡层，
即在过渡层的小范围内两种分子是相容的，整个而

共聚物在聚合物共混体系中的增容作用I_嵌段共聚物

共聚物在聚合物共混体系中的增容作用I.嵌段共聚物张国颖*,吴　强,汪伟志(中国科学技术大学高分子科学与工程系,合肥,230026) 摘要:随着高分子合金领域的研究发展,以共聚物作为增容剂对不相容的聚合物共混体系进行改性已得到了广泛的研究和应用。

本文分为两篇,分别介绍利用嵌段共聚物、接枝共聚物和无规共聚物所做的增容改性研究。

本篇着重讨论嵌段共聚物(包括两嵌段和三嵌段以及多嵌段共聚物)在聚合物共混体系中的增容作用和增容机理。

关键词:聚合物共混体系;增容;嵌段共聚物近二三十年来,对于聚合物共混体系的研究越来越得到科技界和工业界的重视,并且已经成为开发新型高分子材料的重要途径之一。

由于大分子间的混合熵很小,而通常仅有色散力、诱导力存在的大分子间的混合热又大于零,因此实际上大多数聚合物共混体系是不相容的,是微观相分离的多相体系,相间存在有明显的界面,甚至会形成空隙,使体系成为宏观相分离的多相体系,而界面处也就成为共混材料的薄弱环节,导致材料的力学性能下降,有时甚至比任一组分聚合物材料的力学性能还要差。

为了改善相界面的状况,在实践中常选用向共混体系中加入少量共聚物作为增容剂的方法。

选择适当的共聚物,使其分子内一些链段与共混体系中的组分A相容,主要处于A相;另外一些链段则与组分B相容而处于B相,这样两种链段的结点就只能处于两相界面附近,在A相和B相之间提供了一定的化学键连结。

由于共聚物的存在,两相间的界面状况得到明显改善:界面能减小,界面张力下降,界面粘结力增强;共混分散程度提高,相区尺寸会比没有共聚物存在时有明显的、甚至数量级的减小。

另外,共聚物的存在还对分散相微区起着稳定的作用,使它们不致在加工或使用过程中发生相的聚集。

在专利、文献及实际生产中,在不发生化学反应的前提下,以共聚物作为增容剂对高分子共混体系进行改性的方法已得到广泛的应用,本文将分成两部分,针对相关的以各种共聚物作为增容剂的改性研究进行介绍。

聚合物共混知识点总结

1.聚合物共混：共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。

其中，物理共混就是通常意义上的“混合”。

如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内，则聚合物共混是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。

2.分布混合，又称分配混合。

是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。

3.分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性，又减少分散相粒径，改变分散相粒径分布的工程。

分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的，分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。

4.总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性，即分散相浓度的起伏大小。

5.分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。

对于总体均匀性，则采用数理统计的方法进行定量表征。

分散度则以分散相平均粒径来表征。

6.分散相的平衡粒径：在分散混合中，由于分散相大粒子更容易破碎，所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程，这一自动均化的过程的结果，是使分散相例子达到一个最终的粒径。

即“平衡粒径”。

7.高分子合金：（塑料合金）指含多种组分的聚合物均相或多相体系，常具有较高的力学性能，作工程塑料。

8.熔融共混：将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混（应用广泛）。

采用的设备-----密炼机、开炼机、挤出机等。

本方法最具有工业价值。

9.溶液共混：将聚合物组分溶于溶剂后，进行共混。

本方法主要用于基础研究领域10.乳液共混：将不同聚合物乳液共混方法。

本法可用于橡胶共混改性中；以乳液应用的产品可乳液共混改性等。

11.分散度：反映分散相物料的破碎程度；（分散相的平均粒径和分布表征）12.均一性：反映分散相分散的均匀程度（分散相浓度起伏大小，用统计法）13.相界面：连续相与分散相之间的交界面。

（界面结合好坏对共混物性能有重大影响）14. 所谓聚合物之间的相容性（Miscibility），从热力学角度而言，是指在任何比例混合时，都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。

PBATPLA共混体系增容改性研究

PBAT/PLA 共混体系增容改性研究宗敬东(南京立汉化学有限公司，江苏南京 211100)[摘要]目前，学者们对PLA/PBAT 共混体系进行了无机填料改性和有机改性两大具体方面，并研究了改性后共混体系的各种性能。

研究发现无机填料的加入可以使PLA/PBAT 体系的结晶度得到提高，改善结晶能力和热性能等。

扩链剂则明显提高了PLA/PBAT 共混物的拉伸强度，增强了机械性能。

添加增容剂不仅可以提高体系的兼容性，还有利于形成稳定的化学键，加强两相之间的界面粘接力和界面强度，同时增强了共混体系的协同作用，使材料的综合性能得到进一步提升。

[关键词]聚乳酸；聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；增容改性[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)19-0063-04Study on Compatibilization of PBAT/PLA BlendsZong Jingdong(Nanjing Lihan Chemical Co., Ltd., Nanjing 211100, China)Abstract: At present, the PLA/PBAT blends have been modified by inorganic fillers and organic fillers, and their properties have been studied. It is found that the addition of inorganic fillers can improve the crystallinity, crystallization ability and thermal properties of PLA/PBAT system. The tensile strength and mechanical properties of PLA/PBAT blends were improved by chain extender. The addition of compatibilizer can not only improve the compatibility of the system, but also help to form stable chemical bond, strengthen the interfacial adhesion force and interface strength between the two phases, and enhance the synergistic effect of the blend system, so as to further improve the comprehensive properties of the material.Keywords: PLA ；PBAT ；Compatibilization modification1 引言目前，随着工业的发展，大量的石油基合成聚合物被引入生态系统，大量的一次性塑料产品被丢弃到自然环境中，每年堆积在垃圾填埋场中的塑料废物会占据更多的土地，甚至威胁我们的海洋，这些现象引起了许多环境问题。

聚合物共混原理第二章聚合物共混物的形态学

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如何提高两相间的界面面积和分散相的分散程度？
可以发现
第一步：增加两相之间的接触面积无疑有利于大分子链段之间的相互扩散、提高两相之间的粘和力。在共混过程中，保证两相之间的高度分散、减少相畴尺寸是十分重要的。方法有：采用高效的共混机械（如双螺杆挤出机和静态混合器）；采用IPN技术；采用增容剂。
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1.3．两相连续的形态结构 ①互相穿插； ②相畴（分散相的微区），其大小与两组分相容性有关，相容性越好，则相畴越小； ③典型例子：互穿网络聚合物IPNs，其中，两种聚合物相互贯穿，整个共混物成为一个交织网络。制造方法：第一种先适度交联，然后浸入第二种单体中进行聚合。
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两种组分都形成三维空间连续的形态结构。典型的例子是互穿网络聚合物（IPN）。如图所示。注意，互穿网络聚合物不是分子级别的的相互贯穿，而是分子微小聚集体相互贯穿。两组分的相容性和交联度越大，相互贯穿网络聚合物两相结构的相畴就越小。白色部分为PS
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对于一定的共混改性塑料，要使其呈现出优异的力学性能，就应具有一最佳的界面层比例。界面层比例取决于共混改性塑料的热力学因素和动力学因素。热力学因素是指熵和能，混合构象熵越大，两组分间的相互作用能越大，则界面层越厚；
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动力学因素是指在共混时增大剪切应力、剪切速率，进而提高两相间相互分散的程度，减少相畴尺寸，增加接触面积，增强两组分大分子链段相互扩散的能力。
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3、两相之间的粘合
界面层有两种粘合类型。一是两相之间存在化学键。如接枝和嵌段共聚物的情况二是两相之间仅靠次价力作用而粘合，如一般机械共混物的情况。对于后者，普遍接受的是润湿－接触理论和扩散理论。根据润湿－接触理论，粘合强度主要取决于界面张力，张力越小，则粘合强度越大。根据扩散理论，粘合强度主要取决于两种聚合物之间的热力学混溶性。混溶性越大，粘合强度越高。这两种理论之间存在内在联系，是统一的。

聚合物共混改性7

Lc = dc[(π/ 6Vf)1/3-1]
聚合物共混改性原理
当L＞ Lc时，分散相粒子之间旳应力场相互影响很小，基体旳应力场是这些孤立粒子应力场旳简朴加和，故基体塑性变形能力很小，材料体现为脆性；
当L = Lc时，基体层发生平面应变到平面应力旳转变，降低了基体旳屈服应力，当粒子间剪切应力旳叠加超出了基体平面应力状态下旳屈服应力时，基体层发生剪切屈服，出现脆韧转变。
共混物PVC／ABS旳冲击强度与基体构成旳关系
聚合物共混改性原理
（2）橡胶相旳影响
① 橡胶含量旳影响
橡胶含量增长时，银纹旳引起、支化及终止速率亦增长，冲击强度随之提升。
HIPS在6～8%旳橡胶含量范围内，伴随橡胶含量旳增长，冲击强度明显提升；超出8％，冲击强度旳提升渐缓。实际上并不能用大量增长橡胶含量旳方法来提升冲击强度，因为伴随橡胶含量旳增长，拉伸、弯曲以及表面硬度等指标下降，而且制品旳加工性能变坏，所以橡胶旳用量是根据多种原因旳综合平衡来决定旳。
聚合物共混改性原理
试验事实
HIPS等增韧塑料，基体韧性较小，屈服形变基本上是银纹化旳成果，所以有明显旳应力发白现象。因为银纹化伴随体积旳增长，而横向尺寸基本不变，所以拉伸时无细颈出现。基体韧性很大旳增韧塑料，如增韧PVC，屈服形变主要是剪切带造成旳，所以在屈服形变过程中有细颈而无明显旳应力发白现象。对于中间情况，例如HIPS／PPO共混物，银纹和剪切带都占相当旳百分比，所以细颈及应力发白现象同步产生。
橡胶颗粒产生静张应力场旳概念无疑是正确旳。前面曾提到，橡胶颗粒旳应力集中作用以及橡胶颗粒与基体热胀系数旳差别会在材料内部产生静张应力。
但是这种静张应力旳作用是不大可能足以使材料产生如此大旳屈服形变。所以静张力虽可对基体旳形变产生一定程度旳活化作用，但是并非增韧旳主要机理。而且该理论没有解释剪切屈服时经常伴随旳应力发白现象。

高分子增容方法

高分子增容方法概述在高分子材料的应用中，增容是指通过改变高分子链的结构和形态，提高材料的物理性能，如增加拉伸强度、改善耐磨性和耐候性等。

本文将探讨几种常见的高分子增容方法，包括添加剂的改变、共聚物掺杂、有机-无机杂化等。

添加剂的改变1. 强化剂的添加在高分子材料中加入适当的强化剂是一种常见的增容方法。

强化剂可以通过增加高分子材料的拉伸强度、硬度和耐磨性来改善材料的性能。

常见的强化剂有玻璃纤维、碳纤维、纳米颗粒等。

这些强化剂可以在高分子材料中形成类似网状结构，提高材料的强度和刚性。

2. 抗氧剂的添加高分子材料在长时间的使用过程中，容易受到氧化的影响而发生老化、劣化。

添加适当的抗氧剂可以减缓材料的老化速度，延长材料的使用寿命。

常见的抗氧剂有酚类、胺类和硫化剂等。

3. 增塑剂的添加增塑剂是一种可以增加高分子材料柔韧性和延展性的添加剂。

通过添加适量的增塑剂，可以改善高分子材料的可加工性和柔软性，并且可以降低材料的硬度和脆性。

常见的增塑剂有邻苯二甲酸酯类和卤代酚等。

共聚物掺杂1. 引入亲水基团通过引入亲水基团，可以增加高分子材料与水的亲和力，改善材料的吸水性能。

亲水基团可以通过共聚物掺杂的方式引入，常见的掺杂方法有共聚反应和后接枝法。

掺杂后的高分子材料可以被广泛应用于纺织、水处理、生物医药等领域。

2. 引入耐候性基团在高分子材料中引入耐候性基团可以提高材料的耐候性能，延长材料在户外环境中的使用寿命。

常见的耐候性基团有紫外线吸收剂、抗氧化剂等。

通过共聚物掺杂的方式引入耐候性基团，可以使高分子材料具有较好的耐候性能。

3. 引入导电性基团在高分子材料中引入导电性基团，可以改善材料的导电性能，提高材料在导电、光电等领域中的应用性能。

常见的导电性基团有导电聚合物、碳纳米管等。

通过共聚物掺杂的方式引入导电性基团，可以制备出导电高分子材料。

有机-无机杂化1. 界面改性通过有机-无机杂化的方式，可以在高分子材料和无机材料之间建立起良好的界面相互作用，改善材料的综合性能。