第六章 橡塑并用材料

δ 12.69 14.94 15.75 15.96～16.37 16.16 15.96～16.98 16.57 16.98～17.80 18.41～19.44 18.82 19.23 19.23～20.05 19.44～19.85 19.64～20.66 19.85～20.66 20.46 21.07
……A-A-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-A-A……
共混高聚物在剪切力作用下生成接枝、 嵌段共聚物示意图
几种常用橡胶与树脂并用材料
丁腈橡胶 ／聚氯乙烯（ NBR ／ PVC） 提高了耐臭氧、耐磨、耐燃及介电性能 并用条件：160℃高温混合
丁腈橡胶／酚醛树脂（NBR ／ PF） 具有更好的自粘性、硬度和耐磨性 并用条件：普通机械混合
高分子共混物：
共聚高分子： 无规共聚物 接枝共聚物 嵌段共聚物
……A-A-A-A-A-A-A-A-A-A……
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…… B-B-B-B-B-B-B-B-B-B ……
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…… A-A-A-A-A-A-A-A-A-A……
……A-A-A-B-A-B-B-A…… A-A
……B-B-B-B-B-B-B-B-B…… A-A-A-A-A
高聚物 聚异丁烯 顺丁橡胶 高苯乙烯 海普隆 EVA 树脂 聚苯乙烯 聚硫橡胶 聚甲基丙烯酸甲酯 氯-醋共聚树脂 不饱和聚酯 醋酸纤维 硝酸纤维 酚醛树脂 聚偏氯乙烯 聚甲基丙烯 尼龙 聚丙烯睛
δ 16.37 17.60 17.39 17.39 17.19～18.62 17.60 18.41～19.23 18.41～19.44 21.28 21.89 22.30 21.69～23.53 21.48～23.53 24.96 25.98～27.83 30.69 31.51
丁苯橡胶／聚苯乙烯（SBR ／PS） 天然橡胶／聚乙烯（NR ／PE） 丁基橡胶／聚乙烯（IIR ／PE） 氯丁橡胶／聚氯乙烯（CR ／PVC）
第二节 橡塑共混基本理论
一、组分含量及并用比表示方法 二、共混高聚物的相容性 三、橡塑共混物的形态结构 四、影响共混物形态和性能的因素 五、助剂在共混物中的分布
丁腈橡胶／聚乙烯-醋酸乙烯树脂（NBR／EVA） 耐腐蚀、耐油性提高 并用工艺：先将EVA树脂熔融塑化后再与丁腈橡胶 机械掺合
丁苯橡胶／高苯乙烯树脂（SBR ／HS） 提高了前者的耐磨性、抗撕裂性和拉伸强度 并用条件：90~100℃高温混合
丁苯橡胶／高密度聚乙烯（SBR ／HDPE） 改善了前者工艺性能，提高了耐磨性、耐臭氧性 并用条件：130~150℃高温混合
➢ 连续相体现了共混物的基本性能，特别是 在力学性能方面往往起决定性作用。
➢ 若塑料为连续相，则共混物类似塑料；橡 胶为连续相，则共混物性能与橡胶接近。
（三）两个都是连续相的相互贯穿 交错结构
➢ 这种结构又称“海-海”结构， 形成这种状态时，共混物性能会发 生较大的变化。
➢ 如橡塑并用时，它往往既不具有塑料的刚性，也不 能体现橡胶的优良弹性，力学性能低下。 ➢ 在共混产品中，力求避免这种形态。 ➢ 可以利用这种形态配制母料，以降低能耗，提高分 散效率，从而获得性能较优的产品。
第六章 橡塑并用材料
第一节 概述
聚合物共混的方法
熔融混炼 物理方法 共同溶剂中溶混再脱溶剂
乳液混合共凝聚 共聚高分子物质 化学方法 接枝或嵌段共聚 间充聚合 物理化学法 共聚—共混法
聚合物共混物的类型
高分子合金
塑—塑 橡—橡 塑—橡
共混目的：弥补彼此缺点 用塑料来增强橡胶 用橡胶来增韧塑料
共混高聚物与共聚高分子比较
三、橡塑共混物的形态结构
（a）均相体系（b）“海-岛”结构（c）“海-海” 结构
1.均相体系 ➢是指两种或两种以上聚合物混合 后形成均一的不分相的新体系
➢很少见，通常并用体系只有一个 玻璃化温度时，我们就认为它是这 种体系。
2.海-岛结构
➢ 是由一个分散相和一个连续 相组成的两相体系共混物，有人 把连续相看作“海”，分散相作 为“岛”，所以又称“海-岛”结 构。
丁腈橡胶／聚氯乙烯／丁苯橡胶（NBR/PVC／SBR）
改善了NBR/PVC的工艺性能，降低了成本，提高了耐寒性
并用条件：160℃高温混合
丁腈橡胶／聚氯乙烯／顺丁橡胶（NBR／PVC／BR） 与NBR／PVC相比弹性、耐磨性、耐寒性提高 但是耐油性下降 并用条件：160℃高温混合
丁腈橡胶／聚酰胺树脂（NBR／PA） 耐磨性、耐热性提高 并用条件：155℃高温混合
橡塑共混 两个Tg 一个Tg
一般认为不相容 一般认为相容
2.溶解度参数（δ）
内聚能密度：把一摩尔液体或固体分子 （CED） 移到分子间引力范围之外
所需要的能量 溶解度参数：内聚能密度的平方根
（δ） δ值相近，说明两种分子容易互相扩散、
相互溶解
常用高聚物的溶解度参数值
（J／Cm3）1/2
高聚物 聚四氟乙烯 二甲基硅橡胶 丁基橡胶 聚丙烯 聚乙烯 天然橡胶 聚异成二烯橡胶 丁苯橡胶 氯化聚乙烯 氯丁橡胶 聚醋酸乙烯酯 丁睛橡胶 聚氯乙烯 三聚氰胺 环氧树脂 聚氨酯 乙基纤维素
➢ 相应的温度称为等粘温度（t*）。 ➢ 在 t*处易形成“海-海”结构，所以 应该避开。
一、组分含量及并用比表示方法
EPDM/PE=100/30 或 EPDM:PE=100:30
NR／NBR/PVC＝50／25／25
常采用分式书写
二、共混高聚物的相容性
1.相容性
➢当橡胶或塑料中加入某种添加剂后，在 一定时间内没有出现喷霜或析出现象，说 明相容性好
➢即形成了一个宏观均匀体系，当外界条 件改变时性能基本不变
四、影响共混物形态和性能的因素
并用比 粘度 内聚能密度
（一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ并用比
浓度大（>74％） → 连续相
26％～ 74％
→ 不定
浓度小（<26％） → 分散相
（二）粘度
粘度
“软包硬”
Ⅰ — 橡胶为连续相
Ⅱ — 塑料为连续相
Ⅰ区
Ⅱ区 1
1-橡胶； 2-塑料
2
t*
粘度随温度的变化示意图
温度(℃)
➢ 在橡塑共混并用体系中，塑料的粘 度对温度的敏感性比橡胶大，随着温度 的上升，塑料的粘度随温度变化的曲线 必然与橡胶的粘度随温度变化的曲线在 一点相交，即在某一温度下两者粘度相 等，这点称为等粘点。