几种弹性体对PVC_PS共混物改性的研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 结果与讨论 2. 1 共混物的流变行为
由 F ig. 1 可见, PV C 中添加少量的M B S、CPE, 共混物的平衡扭矩增大 (PV C 在本实验条件下的平 衡扭矩为 17. 2) , 加入 CPE 增加较明显, 而添加少 量的 SB S 或 SB S2g2MM A , 共混物的平衡扭矩减小。
间的变化。设定密炼室温度 155 ℃, 转速 40 r m in, 密炼时间 10 m in, 出料再于平板硫化机上热压成 型, 供有关性能测试用。 1. 3 性能测试
将所制得的共混物材料制成标准缺口冲击样
条, 在 XCL 240 型简支梁冲击试验机上测定其冲击 强度 (室温) , 冲击试样断面镀金用 H ITA CH I S2570 型扫描电子显微镜观察形貌。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
98
高分子材料科学与工程
2000 年
F ig. 3 SEM m icrographs of PVC PS ela stom er (100 100 4) blends (a) : PV C PS; (b) : PV C PS M BS; (c) : PV C PS CPE; (d) : PV C PS SBS; (e) : PV C PS SBS2g2MM A.
1 实验部分 1. 1 主要原料
聚氯乙烯 (PV C ) : W S2800S 型, 上海氯碱化工 厂产品; 聚苯乙烯 (PS) : 535 型, 湛江中美化工有限 公司产品; 甲基丙烯酸甲酯2丁二烯2苯乙烯共聚物 (M B S ) : M B 2844 D P 型, 韩 国 产 品; 氯 化 聚 乙 烯 (CPE) : 氯含量为 34. 8% , 芜湖化工厂产品; 苯乙烯2 丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物 (SB S) : YH 791 型, 巴 陵石化公司产品; SB S2g2MM A : 自制; PV C 加工助 剂: 对苯二甲酸二辛酯 (DO P )、硬脂酸、三盐、二盐、 皆为工业试剂。
Ξ 收稿日期: 1998- 10- 27 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (59773024) 作者简介: 方征平 (1963- ) , 男, 硕士, 教授.
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
1988, 24 (10) : 953. [ 3 ] D jom o H , Co lm enares R , M eyer G C. Eu r. Po lym. J. , 1981,
17 (5) : 522. [ 4 ] 宋谋道 (SON G M ou2dao) , 张邦华 (ZHAN G Bang2hua). 高
1. 2 共混物的制备 采用机械共混法制样, 在 HAA KE R heoco rd
90 流变仪的密炼室中熔融混合, 同步测定扭矩随时
F ig. 1 Tim e dependence of the torque of blends of PVC and d ifferen t ela stom ers(ma ss ra tio 100 4) - - - : PV C M BS; ——: PV C CPE; - 22- : PV C SBS2g2MM A ; 222: PV C SBS.
(1 浙江大学高分子科学与工程系, 2 浙江大学高分子科学与工程研究所, 浙江 杭州 310027)
摘要: 采用了M B S、CPE、SB S、SB S2g2MM A 等几种弹性体对聚氯乙烯 (PV C) 聚苯乙烯 (PS) 共混物进行改性, 研究 了弹性体的含量、种类对共混物的流变行为、相形态、冲击性能的影响。我们发现, 除 CPE 外的另 3 种弹性体能促进 PV C SP 共混物的相分散, 添加适量接枝MM A 的 SB S 弹性体使共混物的冲击韧性有较大提高。
PV C PS 共混物及添加不同含量M B S 等弹性 体所得共混物的冲击性能见 F ig. 4。由图可以看出, 随体系中弹性体含量的增加,M B S 较其它弹性体对 共混物的冲击强度贡献最小, CPE、SB S 对共混物的 贡献较M B S 大些。SB S2g2MM A 的贡献最大。从电 镜照片上看到,M B S 对 PV C PS 有较好的相分散作 用且对 PV C 与 PS 的界面粘结也有一定的改善, 冲 击强度却未随其含量的增加而大幅度增加, 我们认 为, 对 PV C PS 共混体系, 由于分散相尺寸本身很 小 (约 1～ 2 Λm ) , 故分散相尺寸的进一步减小并无
http://www.cnki.net
第 6 期
方征平等: 几种弹性体对 PV C PS 共混物改性的研究
97
许多工作已经证实[4～ 6 ],M B S、CPE 与 PV C 相 容性都比较好, 在机械共混过程中,M B S、CPE 大分 子长链在 PV C 相中容易扩散、贯穿, 而M B S、CPE 本身的熔体粘度比 PV C 高, 故共混体系粘度增大, 表现为其平衡扭矩的增大。
由 F ig. 3 电镜照片可以看出, PV C PSห้องสมุดไป่ตู้共混物 呈两相结构, 分散相尺寸约 1～ 2 Λm , PV C PS 共混 物中添加弹性体的种类不同, 所得共混物试样的冲 击断面形貌差别较大。M B S 添加到 PV C PS 中. 体 系相畴明显减小, 且相界面变模糊, 即M B S 对共混 物起着明显的相分散作用, 这是因为M B S 树脂中 PMM A 链段与 PV C 相容性较好, 而 PS 链段能扩 散 至 PS 的相中。CPE 则因为与 PS 相容性差对 PV C PS 共混体系几乎不具有相分散作用。SB S、 SB S2g2MM A 对 PV C PS 共混物也起着一定的相 分散作用, 而 SB S2g2MM A 由于其中 PMM A 链的 存在, 较 SB S 而言减少了界面周围的缺陷和孔洞, 改善了 PV C 与 PS 两相间的界面粘结。 2. 3 共混物的冲击性能
增加, 共混体系的粘度逐渐降低, 流动性变好, 共混 物加工性能得到改善。 此处也可以看出,M B S、CPE 与 SB S、SB S2g2MM A 对 PV C PS 共混物的流变行 为的作用机制不同,M B S 和 CPE 的分子长链易于 在 PV C 相中扩散缠绕贯穿, 而 SB S、SB S2g2MM A 和 PS 一样与 PV C 相容性不是太好, 减小了 PV C 分子间的吸引力, 对 PV C 起着润滑剂的作用, 从而 导致体系平衡扭矩减小, 粘度下降, 流动性变好。 2. 2 共混物的相形态
第 16 卷第 6 期 2000 年 11 月
高分子材料科学与工程
POL YM ER M A T ER IAL S SC IEN CE AND EN G IN EER IN G
V o l. 16,N o. 6 N ov. 2000
几种弹性体对 PVC PS 共混物改性的研究Ξ
方征平1, 汪根林1, 蔡国平1, 许承威1, 申屠宝卿2
SB S 弹性体的大分子是非极性的, 而 PV C 大分 子具极性, 两者共混不可能有热力学上的相容性[7], 这种不相容共混物的熔体粘度与配比的关系比较复 杂[8], 我们认为, 在 PV C SB S 体系的共混过程中, SB S 大分子削弱了 PV C 分子间的作用力, 使得共混 体系的粘度降低, 流动性增加, 表现为平衡扭矩的减 小。 而当 SB S 大分子上接枝少量MM A 时, 由于 PMM A 链段在一定程度上改善了 SB S 与 PV C 的 相容性, 故 SB S2g2MM A 与 PV C 共混时, 共混体系 粘度将比 PV C PS 体系增大, 平衡扭矩因而增大。
F ig. 2 Inf luence of ela stom er con ten t on the equ il ibr ium torque of PVC PS ela stom er (100 100 4) ( : M BS; □: CPE; △: SBS; ×: SBS2g2MM A.
基于相似的原因, PV C PS (100 100) 共混物的 平衡扭矩 (12. 0 Nm ) 明显低于纯 PV C 的平衡扭矩 (17. 2 Nm )。 由 F ig. 2 可见, 对 PV C PS 共混体系, 当添加M B S 和 CPE 时, 随弹性体含量的增加, 共混 体系的平衡扭矩趋于增大, 亦即体系粘度增大, 流动 性逐渐变差, 不利于共混物的加工。而当向 PV C PS 中添加 SB S 或 SB S2g2MM A 时, 随着弹性体含量的
助于韧性的提高。而由于 PS 比 PV C 脆, 故 PS 相的 脆性对共混物的脆性起了决定性的作用。M B S 和 CPE 主要分布在 PV C 相, 对 PV C 起增韧作用, 故 对整个共混物的增韧作用不明显, 而 SB S 主要分布 在 PS 相, 对 PS 起增韧作用, 故对整个体系的增韧 效果更好。 当 SB S 上接枝少量的MM A 时, 因接枝
分子材料科学与工程 (Po lym erM aterials Science & Eng ineer2 ing) , 1994, (5) : 60. [ 5 ] K ish ida K, et a l. J P , 61 258 850. [ 6 ] A arts M , et a l. Kun ststoffe, 1985, 75 (4) : 224. [ 7 ] 封朴 (FEN G Pu) , 石小英 (SH I X iao2ying) , 曲方奎 (QU Fan2ku i). 合成树脂及塑料 (Ch ina Syn thetic R esin and P las2 tics) , 1993, 10 (4) : 21. [ 8 ] 张留诚 (ZHAN G L iu2cheng) , 吴培熙 (W U Pei2x i). 聚合物 共混改性 (J uhew u Gonghun Gaix ing). 1996: 116.
关键词: 聚氯乙烯; 聚苯乙烯; 共混物; 弹性体; 改性 中图分类号: TQ 316. 6+ 3 文献标识码: A 文章编号: 100027555 (2000) 0620096203
塑料废弃物对环境的影响已引起越来越多的关
注, 在减轻这一问题的众多方法中, 使用后塑料的共 混再生是一种比较积极的方法。 聚氯乙烯 (PV C) 和 聚苯乙烯 (PS) 是两种很重要的通用热塑性树脂, 也 是构成废塑料的主要成分, PV C 和 PS 由于不具有 相容性, 其共混物力学性能极差。国外已有许多学者 对其进行了一些改性研究[1～ 3], 但所得共混物的力 学性能还不甚理想。本文采用机械共混法, 利用几种 易得的弹性体对其进行了研究, 发现少量 SB S 或 SB S2g2MM A 添加到 PV C PS 共混物中所得共混 体系的流动性能有所改善, 冲击性能也有一定程度 的提高。
物提高了 PV C 与 PS 两相间的界面粘结力, 共混物 的冲击性能有了较大的提高。
参考文献
F ig. 4 Inf luence of ela stom er con ten t on the im pact strength of PVC PS ela stom er (100 100 4) ( :M BS; □: CPE; △: SBS; ×: SBS2g2MM A.
[ 1 ] Fayt R , jerom o R , T eyssie P H. J. Po lym. Sci. , Po lym.
Chem. , 1989, 27: 2824. [ 2 ] Bou tevin B , P ietrasan ta Y, Rob in J J , et a l. E ru. Po lym. J. ,
由 F ig. 1 可见, PV C 中添加少量的M B S、CPE, 共混物的平衡扭矩增大 (PV C 在本实验条件下的平 衡扭矩为 17. 2) , 加入 CPE 增加较明显, 而添加少 量的 SB S 或 SB S2g2MM A , 共混物的平衡扭矩减小。
间的变化。设定密炼室温度 155 ℃, 转速 40 r m in, 密炼时间 10 m in, 出料再于平板硫化机上热压成 型, 供有关性能测试用。 1. 3 性能测试
将所制得的共混物材料制成标准缺口冲击样
条, 在 XCL 240 型简支梁冲击试验机上测定其冲击 强度 (室温) , 冲击试样断面镀金用 H ITA CH I S2570 型扫描电子显微镜观察形貌。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
98
高分子材料科学与工程
2000 年
F ig. 3 SEM m icrographs of PVC PS ela stom er (100 100 4) blends (a) : PV C PS; (b) : PV C PS M BS; (c) : PV C PS CPE; (d) : PV C PS SBS; (e) : PV C PS SBS2g2MM A.
1 实验部分 1. 1 主要原料
聚氯乙烯 (PV C ) : W S2800S 型, 上海氯碱化工 厂产品; 聚苯乙烯 (PS) : 535 型, 湛江中美化工有限 公司产品; 甲基丙烯酸甲酯2丁二烯2苯乙烯共聚物 (M B S ) : M B 2844 D P 型, 韩 国 产 品; 氯 化 聚 乙 烯 (CPE) : 氯含量为 34. 8% , 芜湖化工厂产品; 苯乙烯2 丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物 (SB S) : YH 791 型, 巴 陵石化公司产品; SB S2g2MM A : 自制; PV C 加工助 剂: 对苯二甲酸二辛酯 (DO P )、硬脂酸、三盐、二盐、 皆为工业试剂。
Ξ 收稿日期: 1998- 10- 27 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (59773024) 作者简介: 方征平 (1963- ) , 男, 硕士, 教授.
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
1988, 24 (10) : 953. [ 3 ] D jom o H , Co lm enares R , M eyer G C. Eu r. Po lym. J. , 1981,
17 (5) : 522. [ 4 ] 宋谋道 (SON G M ou2dao) , 张邦华 (ZHAN G Bang2hua). 高
1. 2 共混物的制备 采用机械共混法制样, 在 HAA KE R heoco rd
90 流变仪的密炼室中熔融混合, 同步测定扭矩随时
F ig. 1 Tim e dependence of the torque of blends of PVC and d ifferen t ela stom ers(ma ss ra tio 100 4) - - - : PV C M BS; ——: PV C CPE; - 22- : PV C SBS2g2MM A ; 222: PV C SBS.
(1 浙江大学高分子科学与工程系, 2 浙江大学高分子科学与工程研究所, 浙江 杭州 310027)
摘要: 采用了M B S、CPE、SB S、SB S2g2MM A 等几种弹性体对聚氯乙烯 (PV C) 聚苯乙烯 (PS) 共混物进行改性, 研究 了弹性体的含量、种类对共混物的流变行为、相形态、冲击性能的影响。我们发现, 除 CPE 外的另 3 种弹性体能促进 PV C SP 共混物的相分散, 添加适量接枝MM A 的 SB S 弹性体使共混物的冲击韧性有较大提高。
PV C PS 共混物及添加不同含量M B S 等弹性 体所得共混物的冲击性能见 F ig. 4。由图可以看出, 随体系中弹性体含量的增加,M B S 较其它弹性体对 共混物的冲击强度贡献最小, CPE、SB S 对共混物的 贡献较M B S 大些。SB S2g2MM A 的贡献最大。从电 镜照片上看到,M B S 对 PV C PS 有较好的相分散作 用且对 PV C 与 PS 的界面粘结也有一定的改善, 冲 击强度却未随其含量的增加而大幅度增加, 我们认 为, 对 PV C PS 共混体系, 由于分散相尺寸本身很 小 (约 1～ 2 Λm ) , 故分散相尺寸的进一步减小并无
http://www.cnki.net
第 6 期
方征平等: 几种弹性体对 PV C PS 共混物改性的研究
97
许多工作已经证实[4～ 6 ],M B S、CPE 与 PV C 相 容性都比较好, 在机械共混过程中,M B S、CPE 大分 子长链在 PV C 相中容易扩散、贯穿, 而M B S、CPE 本身的熔体粘度比 PV C 高, 故共混体系粘度增大, 表现为其平衡扭矩的增大。
由 F ig. 3 电镜照片可以看出, PV C PSห้องสมุดไป่ตู้共混物 呈两相结构, 分散相尺寸约 1～ 2 Λm , PV C PS 共混 物中添加弹性体的种类不同, 所得共混物试样的冲 击断面形貌差别较大。M B S 添加到 PV C PS 中. 体 系相畴明显减小, 且相界面变模糊, 即M B S 对共混 物起着明显的相分散作用, 这是因为M B S 树脂中 PMM A 链段与 PV C 相容性较好, 而 PS 链段能扩 散 至 PS 的相中。CPE 则因为与 PS 相容性差对 PV C PS 共混体系几乎不具有相分散作用。SB S、 SB S2g2MM A 对 PV C PS 共混物也起着一定的相 分散作用, 而 SB S2g2MM A 由于其中 PMM A 链的 存在, 较 SB S 而言减少了界面周围的缺陷和孔洞, 改善了 PV C 与 PS 两相间的界面粘结。 2. 3 共混物的冲击性能
增加, 共混体系的粘度逐渐降低, 流动性变好, 共混 物加工性能得到改善。 此处也可以看出,M B S、CPE 与 SB S、SB S2g2MM A 对 PV C PS 共混物的流变行 为的作用机制不同,M B S 和 CPE 的分子长链易于 在 PV C 相中扩散缠绕贯穿, 而 SB S、SB S2g2MM A 和 PS 一样与 PV C 相容性不是太好, 减小了 PV C 分子间的吸引力, 对 PV C 起着润滑剂的作用, 从而 导致体系平衡扭矩减小, 粘度下降, 流动性变好。 2. 2 共混物的相形态
第 16 卷第 6 期 2000 年 11 月
高分子材料科学与工程
POL YM ER M A T ER IAL S SC IEN CE AND EN G IN EER IN G
V o l. 16,N o. 6 N ov. 2000
几种弹性体对 PVC PS 共混物改性的研究Ξ
方征平1, 汪根林1, 蔡国平1, 许承威1, 申屠宝卿2
SB S 弹性体的大分子是非极性的, 而 PV C 大分 子具极性, 两者共混不可能有热力学上的相容性[7], 这种不相容共混物的熔体粘度与配比的关系比较复 杂[8], 我们认为, 在 PV C SB S 体系的共混过程中, SB S 大分子削弱了 PV C 分子间的作用力, 使得共混 体系的粘度降低, 流动性增加, 表现为平衡扭矩的减 小。 而当 SB S 大分子上接枝少量MM A 时, 由于 PMM A 链段在一定程度上改善了 SB S 与 PV C 的 相容性, 故 SB S2g2MM A 与 PV C 共混时, 共混体系 粘度将比 PV C PS 体系增大, 平衡扭矩因而增大。
F ig. 2 Inf luence of ela stom er con ten t on the equ il ibr ium torque of PVC PS ela stom er (100 100 4) ( : M BS; □: CPE; △: SBS; ×: SBS2g2MM A.
基于相似的原因, PV C PS (100 100) 共混物的 平衡扭矩 (12. 0 Nm ) 明显低于纯 PV C 的平衡扭矩 (17. 2 Nm )。 由 F ig. 2 可见, 对 PV C PS 共混体系, 当添加M B S 和 CPE 时, 随弹性体含量的增加, 共混 体系的平衡扭矩趋于增大, 亦即体系粘度增大, 流动 性逐渐变差, 不利于共混物的加工。而当向 PV C PS 中添加 SB S 或 SB S2g2MM A 时, 随着弹性体含量的
助于韧性的提高。而由于 PS 比 PV C 脆, 故 PS 相的 脆性对共混物的脆性起了决定性的作用。M B S 和 CPE 主要分布在 PV C 相, 对 PV C 起增韧作用, 故 对整个共混物的增韧作用不明显, 而 SB S 主要分布 在 PS 相, 对 PS 起增韧作用, 故对整个体系的增韧 效果更好。 当 SB S 上接枝少量的MM A 时, 因接枝
分子材料科学与工程 (Po lym erM aterials Science & Eng ineer2 ing) , 1994, (5) : 60. [ 5 ] K ish ida K, et a l. J P , 61 258 850. [ 6 ] A arts M , et a l. Kun ststoffe, 1985, 75 (4) : 224. [ 7 ] 封朴 (FEN G Pu) , 石小英 (SH I X iao2ying) , 曲方奎 (QU Fan2ku i). 合成树脂及塑料 (Ch ina Syn thetic R esin and P las2 tics) , 1993, 10 (4) : 21. [ 8 ] 张留诚 (ZHAN G L iu2cheng) , 吴培熙 (W U Pei2x i). 聚合物 共混改性 (J uhew u Gonghun Gaix ing). 1996: 116.
关键词: 聚氯乙烯; 聚苯乙烯; 共混物; 弹性体; 改性 中图分类号: TQ 316. 6+ 3 文献标识码: A 文章编号: 100027555 (2000) 0620096203
塑料废弃物对环境的影响已引起越来越多的关
注, 在减轻这一问题的众多方法中, 使用后塑料的共 混再生是一种比较积极的方法。 聚氯乙烯 (PV C) 和 聚苯乙烯 (PS) 是两种很重要的通用热塑性树脂, 也 是构成废塑料的主要成分, PV C 和 PS 由于不具有 相容性, 其共混物力学性能极差。国外已有许多学者 对其进行了一些改性研究[1～ 3], 但所得共混物的力 学性能还不甚理想。本文采用机械共混法, 利用几种 易得的弹性体对其进行了研究, 发现少量 SB S 或 SB S2g2MM A 添加到 PV C PS 共混物中所得共混 体系的流动性能有所改善, 冲击性能也有一定程度 的提高。
物提高了 PV C 与 PS 两相间的界面粘结力, 共混物 的冲击性能有了较大的提高。
参考文献
F ig. 4 Inf luence of ela stom er con ten t on the im pact strength of PVC PS ela stom er (100 100 4) ( :M BS; □: CPE; △: SBS; ×: SBS2g2MM A.
[ 1 ] Fayt R , jerom o R , T eyssie P H. J. Po lym. Sci. , Po lym.
Chem. , 1989, 27: 2824. [ 2 ] Bou tevin B , P ietrasan ta Y, Rob in J J , et a l. E ru. Po lym. J. ,