反应型增容剂的增容(反应型增家反应类型)

反应型增容剂的增容

反应型增容剂的增容原理与非反应型增容剂有显著不同。这类增容剂与共混的聚合物组分之间形成了化学键,所以可称为化学增容。

1.反应型增象剂的特点

反应型增容剂主要是带有反应型基团的聚合物,包括官能化聚合物。这类增容剂的共混物应具有如下特点:
(1)共混物应具有足够的混合度;
(2)两种组分间具有彼此可反应的官能团;
(3)反应能在短时间内完成。

反应型增家反应类型

反应型增容剂特别适合那些相容性很差且带有易反应官能团的聚合物之间的增容。反应型增容包括外加反应型增容剂与共混物组分反应而增容,也包括共混聚合物组分官能化,并凭借相互反应而增容。

根据反应产物可将反应型增容分为四类反应:

第一类是链劈裂反应,所产生的产物是嵌段或无规共聚物;

第二类是一种聚合物的端基官能团与另外一种聚合物主链上的官能团反应,生成接枝共聚物;

第三类是两种聚合物主链上的官能团相互反应,生成接枝共聚物或交联共聚物;

第四类是两种聚合物间彼此形成了粒子间化合物。

根据参与反应的基团,主要的化学反应类型如下:

(1)羧基与氨基的反应,例如采用羧化PE或乙烯一甲基丙烯酸无规共聚物[P(E-co-MAA)]作为增容剂的PE/PA共混物。
(2)酸酐与氨基的反应,例如以PP-MA为增容剂的PP/PA6共混体系。
(3)环氧基与氨基的反应,例如以[P(St-co-GMA)]为增容剂的PPO/PA6共混体系。
(4)羧基与恶唑啉反应,例如以PP–Vox(乙烯基嗯唑啉)为增容剂的PP/PBT共混体系。

反应型增容剂的增容(反应型增家反应类型)

以PP-MA增容PA6/PP为例,PA6为连续相,PP为分散相。机械熔融共混时,无论MA含量高低(0.2%-2.7%),它们对于PP为分散相的共混物都具有增容作用;而当PP含量增加,PP-MA用量在0~ 7.5%(质量分数)时,共聚物中分散相的“核一壳”形态结构消失,相尺寸下降到1um以下,其粒子形态从条状变为纤维状。

在用乙烯一辛烯共聚物弹性体(POE)改性PA6时,一般用POE–MAH为增容剂。

图2-11为不同比例的PA/POE/POE-g-MAH合金试样液氮脆断经二甲苯蚀刻后的SEM图。

由于POE能溶于二甲苯中,而PA6不溶,因此蚀刻后的SEM图上出现的空穴是POE弹性体分散相粒子。不含POE-g-MAH的POE平均粒径为7.5um,且大小分布很不均匀。掺人POE–MAH后,其平均粒径下降很快,仅加人10%的POE–MAH,平均粒径就下降到0.6um,降低了92%,随着POE-g-MAH含量的增加,弹性体分散相粒子越来越小,粒径分布也越来越均匀。POE-g-MAH含量为70%时,弹性体粒子平均粒径为60mm,只用POE-g-MAH时,其平均粒径为50nm,达到纳米级分散。即MAH含量越大,弹性体分散相尺寸越小,粒径分布越均匀。从图中可以看出:随着弹性体中POE-g-MAH比例的增加,合金中弹性体分散相粒子越来越细。

其原因在于PA6/POE/POE–MAH熔融共混分散过程中,强剪切力的作用下,PA6与弹性体充分接触,POE-g-MAH的酸酐与PA6的端氨基官能团发生如下化学反应生成了PA6-MAH–POE接枝共聚物:

反应型增容剂的增容(反应型增家反应类型)

生成的接枝共聚物成为PA6与POE间的相容剂,相容剂促进了弹性体的分散。POE-g-MAH的比例越大,生成接枝共聚物相对较多,弹性体与基体相容性很好,弹性体分散相粒子尺寸越小。

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