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1、秦秦 琦琦中原工学院材料与化工学院高分子系中原工学院材料与化工学院高分子系高聚物改性高聚物改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用第三章第三章 聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n3.1 概述n n3.2 通用塑料的共混改性n n3.3 工程塑料的共混改性n n3.4 橡胶的共混改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用.概概 述述n n聚合物共混体系的选择聚合物共混体系的选择聚合物共混体系的选择聚合物共混体系的选择：性能、价格、相容性、性能、价格、相容性、性能、价格、相容性、性能、价格、相容性、加工等因素加工等因素加工等因素加工等因素。n n性能因素：性能互补、改善某一性能、引入特殊性能因素：性能互
2、补、改善某一性能、引入特殊性能因素：性能互补、改善某一性能、引入特殊性能因素：性能互补、改善某一性能、引入特殊性能性能性能性能；n n价格因素：保持性能降低成本价格因素：保持性能降低成本价格因素：保持性能降低成本价格因素：保持性能降低成本；n n相容性因素：优先考虑相容体系相容性因素：优先考虑相容体系相容性因素：优先考虑相容体系相容性因素：优先考虑相容体系；n n加工因素：设备、操作环境等简易加工因素：设备、操作环境等简易加工因素：设备、操作环境等简易加工因素：设备、操作环境等简易。聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n共混体系共混体系共混体系共混体系 塑料体系塑料体系塑料体系塑料体系 通用塑
3、料体系通用塑料体系通用塑料体系通用塑料体系 工程塑料体系工程塑料体系工程塑料体系工程塑料体系 橡胶体系橡胶体系橡胶体系橡胶体系 橡橡橡橡/ /塑体系塑体系塑体系塑体系 橡橡橡橡/ /橡体系橡体系橡体系橡体系n n塑料合金：具有较高性能的塑料共混体系塑料合金：具有较高性能的塑料共混体系塑料合金：具有较高性能的塑料共混体系塑料合金：具有较高性能的塑料共混体系 n n塑料结晶性是重要因素，因此有以是否结晶划分共混体系，塑料结晶性是重要因素，因此有以是否结晶划分共混体系，塑料结晶性是重要因素，因此有以是否结晶划分共混体系，塑料结晶性是重要因素，因此有以是否结晶划分共混体系，如：非晶工程塑料如：非晶工程
4、塑料如：非晶工程塑料如：非晶工程塑料/ /非晶通用塑料、非晶工程塑料非晶通用塑料、非晶工程塑料非晶通用塑料、非晶工程塑料非晶通用塑料、非晶工程塑料/ /结晶结晶结晶结晶通用塑料、结晶工程塑料通用塑料、结晶工程塑料通用塑料、结晶工程塑料通用塑料、结晶工程塑料/ /非晶通用塑料非晶通用塑料非晶通用塑料非晶通用塑料聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用抗冲击强度低，需增塑剂，热稳定差，加工流动差3.2.1 聚氯乙烯PVC的共混改性PVC/CPE（硬质用CPE增韧，软质用CPE提高耐侯性，PVC/CPE/PE用增容）PVC/MBS（增韧改善冲击和加工，提高透明）PVC/NBR
5、（软制品增塑，硬制品增韧）PVC/ACR（改善加工性能用MMA-EA乳液共聚物，改善抗冲用BA交联弹性体为核，接枝MMA-EA为壳的“核-壳”结构共聚物）PVC/EVA （软制品增塑，硬制品增韧）PVC/ABS（增韧，性能互补）PVC/TPU（增塑，取代液体增塑剂，属于新开发体系）高聚合度PVC/普通PVC（改善加工，改善低温性能）悬浮法PVC/PVC糊树脂（改善加工，改善发泡）聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.1 PVC/CPE共混体系n n（1 1）用于）用于PVCPVC硬制品硬制品n n（2 2）在）在PVCPVC软制品中的软制品中的应用应用n n（3 3）作为相容剂的应用）作
6、为相容剂的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.2 PVC/MBS共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.3 PVC/NBR共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.4 PVC/ACR共混体系n n（1）用于加工流动改性剂的ACRn n（2）用作抗冲改性剂的ACR聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.5 PVC/EVA共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.6 PVC/ABS共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.7 PVC/TPU共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.1.8 不同品种的PVC共混n n（1）高聚合度PVC
7、与普通PVC共混n n（2）悬浮法PVC与PVC糊树脂共混聚合物共混的应用聚合物共混的应用低温冲击性能不足，易脆裂，成型收缩率大，热变形温度不高，耐磨性，染色性不够3.2.2 聚丙烯聚丙烯PP的共混改性的共混改性PP/PE，LDPE（提高冲击强度（尤其低温），提高熔体流动，改善加工，但需加相容剂TAIC等）PP/弹性体(EPR,EPDM,SBS,SBR)（增韧）PP/弹性体/PE （有协同效应）PP/EPDM/SBS（有协同效应）PP/CPE（提高缺口冲击，拉伸屈服下降）PP/PA（冲击提高，刚性不变，耐热，耐磨，着色提高，需加增容剂PP-g-MAH，EPR-g-MAH，SEBS-g-MAH等
8、）PP/PC（耐热，尺寸稳定）PP/EVA（加工，印刷性能提高）注：TAIC三烯丙基异三聚氰酸酯聚合物共混的应用聚合物共混的应用序号序号配比（质量份数）配比（质量份数）缺口冲击强度缺口冲击强度（2323KJ/mKJ/m2 2）共聚共聚PPPPEPDMEPDM纳米纳米CaCOCaCO3 31 11001000 017.517.52 21001004 421.421.43 31001008 836.536.54 41001008 88 846.346.33.2.2.1 PP/弹性体共混体系（1）PP/EPDM共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用（2）PP/POE共混体系序号序号配比（质量份数）
9、配比（质量份数）缺口冲击强度缺口冲击强度（2323KJ/mKJ/m2 2）共聚共聚PPPPPOEPOE1 110010012.112.12 2100100181850.250.23 3100100252559.959.9聚合物共混的应用聚合物共混的应用（3）PP/SBS共混体系序号序号配比（质量份数）配比（质量份数）缺口冲击强度缺口冲击强度（KJ/mKJ/m2 2）共聚共聚PPPPSBSSBS2323-20-201 110010016.716.77.67.62 2100100101047.647.610.210.2聚合物共混的应用聚合物共混的应用（4）PP的三元共混体系聚合物共混的应用聚合物共
10、混的应用3.2.2.2 PP/PE共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.2.3 PP与其他聚合物的共混改性n nPP/PAn nPP/PC 聚合物共混的应用聚合物共混的应用软化点低，拉伸强度不高,耐大气老化性能差,对烃类溶剂和燃油类阻隔性不足,LLDPE和UHMWPE加工性差3.2.3 聚乙烯PE的共混改性HDPE/LDPE(互补)PE/EVA(印刷性,粘结性好,柔韧,加工性好)PE/CPE(提高印刷性)PE/弹性体(SBS,SIS,IIB)(柔韧,拉伸强度,冲击强度,加工性能)PE/PA(提高阻隔性)LLDPE/LDPE(改善加工流动性,改善LLDPE在挤出机中易产生高背压,高负荷
11、,高剪切发热,易于发生熔体破裂等缺点)聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.3.1 HDPE/LDPE共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.3.2 PE/EVA共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.3.3 PE/CPE共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.3.4 PE/弹性体共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.3.5 PE/PA共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.3.6 LLDPE的共混改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用冲击性能差3.2.4 聚苯乙烯PS的共混改性PS/聚烯烃(PE,PP)HIPSHIPS/SBSHIPS/PPHIPS/
12、PPO聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.4.1 PS/聚烯烃共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.2.4.2 高抗冲聚苯乙烯HIPS的制备n n（1）机械共混法n n（2）接枝共聚-共混法n n3.2.4.3 HIPS的共混改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用吸水率高,低温冲击性能差,耐热性不足3.3.1 聚酰胺PA的共混改性PA/聚烯烃弹性体PA/PSPA/PETPA/PBTPA/PPO聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.1.1 PA/聚烯烃弹性体共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.1.2 PA/苯乙烯系共聚物共混体系聚合物共混的应
13、用聚合物共混的应用3.3.1.3 PA与其他聚合物的共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用熔体粘度高,流动性差,制造大型薄壁器件时,难以成型,切成型后残余应力大,易开裂,耐磨性,耐溶剂性不好,价格高3.3.2 聚碳酸酯PC的共混改性PC/ABSPC/PET,PBTPC/PEPC/PSPC/PMMAPC/TPU聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.2.1 PC/ABS共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.2.2 PC/PET，PC/PBT共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.2.3 PC/PE共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.2.4 PC与其他聚合物的共混体
14、系聚合物共混的应用聚合物共混的应用PET结晶速度慢,不适于注射和挤出成型;PBT缺口冲击强度低,高负荷下热变形温度低3.3.3 PET,PBT的共混改性PET/PBTPET/PEPET/EVAPET/PPPET/弹性体PBT/EVA聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.3.1 PET/PBT共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.3.2 PET/PE共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.3.3 PET/弹性体共混体系3.3.3.4 PBT的共混改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用熔体流动性差,成型温暖度高,加工困难,切制品易产生应力开裂3.3.4 聚苯醚PPO的共混改性PP
15、O/PSPPO/PAPPO/PTFEPPO/PBT聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.4.1 PPO/PS共混体系3.3.4.2 PPO/PA共混体系3.3.4.3 PPO的其他共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用POM冲击性能不够高3.3.5 聚甲醛POM的共混改性POM/TPUPOM/PTFEPOM/EPDM聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.5.1 POM/TPU共混体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.5.2 POM与其他聚合物的共混体系 聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n3.3.6 高性能工程塑料共混改性高性能工程塑料共混改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用冲击
16、强度低3.3.6.1 PPS共混体系PPS/PAPPS/PCPPS/PSPPS/PESPPS/PTFE聚合物共混的应用聚合物共混的应用难于成型加工3.3.6.2 PI共混体系PI/PCPI/PPSPI/PEEK聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.6.3 液晶聚合物LCP共混体系n nLCPLCP增强改性增强改性n n形成液晶所必要的分子结构：形成液晶所必要的分子结构：a a 分子的几何形状应是细长捧状或平板状，分子的几何形状应是细长捧状或平板状，b b 为保持分子的平行排列应具有适当大小分子间相为保持分子的平行排列应具有适当大小分子间相互作用，即分子的线性、刚性和分子的长度，互作用，即分子
17、的线性、刚性和分子的长度， 宽宽度及极化性是生成液晶相的重要因素。度及极化性是生成液晶相的重要因素。聚合物共混的应用聚合物共混的应用液晶聚合物的优点和缺陷如下液晶聚合物的优点和缺陷如下【优点【优点】n n 自增强效应自增强效应 即使不添加玻璃纤维也显示很高的机械性质即使不添加玻璃纤维也显示很高的机械性质。n n 低线膨胀系数低线膨胀系数 比通用塑料低一个数量级。比通用塑料低一个数量级。n n 低成型收缩率低成型收缩率 1 1以下，在流动方向以下，在流动方向(M E)(M E)上特别低。上特别低。n n 高冲击强度高冲击强度 从低温到高温均显示冲击强度。从低温到高温均显示冲击强度。n n 优异的
18、耐热性优异的耐热性 高热分解温度高热分解温度n n 优良的电性质优良的电性质 绝缘破坏强度非常大。绝缘破坏强度非常大。n n 优良的化学性质优良的化学性质 对所有的酸、碱、溶剂稳定。对所有的酸、碱、溶剂稳定。n n 熔融熔融粘度低粘度低 由于分子的缠绕小，成型性好由于分子的缠绕小，成型性好( (低注射压力低注射压力) )。【缺陷缺陷】n n 机械性质各向异性机械性质各向异性 在流动方向及其直角方向上机械性质等在流动方向及其直角方向上机械性质等呈各向异性呈各向异性。用填充材料可缓和各向异性用填充材料可缓和各向异性。n n 色调色调 不透明而且着色不透明而且着色。n n 价格高比工程塑料和超级工程
19、塑料贵得多。很难做到高收率价格高比工程塑料和超级工程塑料贵得多。很难做到高收率获取也是原因之一。获取也是原因之一。聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用 液晶聚合物热塑性树脂系合金n n液晶聚合物热塑性树脂系合金的目的，根据立足于液晶聚液晶聚合物热塑性树脂系合金的目的，根据立足于液晶聚合物一侧，还是热塑性树脂一侧而有所区别。即合物一侧，还是热塑性树脂一侧而有所区别。即 如立于液如立于液晶聚合物一侧晶聚合物一侧 与通用工程塑料相比液晶聚合物的价格还与通用工程塑料相比液晶聚合物的价格还是相当高的在不降低液晶聚合物物性，或者即使降低也不是相当高的在不降低液晶聚合物物性，或者
20、即使降低也不影响实用的前提下，为达到经济效益目的，影响实用的前提下，为达到经济效益目的， 适当舔加热塑适当舔加热塑性树脂如立足于热塑性树脂一侧，可利用液晶聚合物的优性树脂如立足于热塑性树脂一侧，可利用液晶聚合物的优良性质谋求提高性能和改善成型加工性。良性质谋求提高性能和改善成型加工性。聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用熔体粘度高,难于制成薄壁制品3.3.6.4 聚芳酯(PAR)共混物聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.6.5 聚砜(PSF)改性 聚砜(PSF)因具有
21、优异的物理,力学和热性能,耐高温蠕变,耐水解,无毒,电绝缘性好及耐紫外线,并且其产品质轻,成本低,不但可取代各种塑料,也可代替金属,能用注射,挤出,模压等通用的方法进行加工,在电子电气,汽车,航空,炊具,食品加工,卫生医疗,日用品应用等领域内已经获得了广泛的应用,并保持稳定的增长势头在工业应用领域,PSF可以制造各种化工加工设备,有泵外罩,塔外保护层,食品加工设备,污染控制设备,奶制品加工设备及工程,建筑,化工用管道等.聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用
22、聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.3.6.6 聚醚醚酮(PEEK)共混物是一种线性芳香高分子化合物。其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基,赋予聚合物以耐热性和力学强度;另外,大分子中含有大量的醚键,又赋予聚合物以韧性,醚键越多,其韧性越好。它具有以下性能特征: 耐高温,其负载热变型温度高达316 (30 %GF 或CF 增强牌号) ,连续使用温度为260 ; 优良的耐疲劳性,可与合金材料媲美; 耐化学药品性,它的耐腐蚀性与镍钢相近; 自润滑性; 阻燃性,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准; 易加工性,由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点,可采用注射、挤出、模压和吹塑
23、成型,及熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂;耐水解性; 耐磨性; 耐疲劳性; 耐辐照性; 耐剥离性; 良好的电绝缘性能。聚合物共混的应用聚合物共混的应用n nPEEK/聚酰亚胺(PI),PEEK/PES及PEEK/PPS, PEEK/液晶高分子(LCP), PEEK/聚四氟乙烯(PTFE)聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n3.4 橡胶的共混改性橡胶的共混改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.4.1 橡胶共混的基本知识n n3.4.1.1 助剂在共混物两相间的分配n n（1）硫化助剂在两相间的分配n n（2）补强剂在两相间的分配n n3.4.1.2 橡胶共混物两相的共交联聚合物共混的应用聚合物共
24、混的应用3.4.2 通用橡胶的共混改性n n3.4.2.1 3.4.2.1 橡胶并用橡胶并用橡胶并用橡胶并用共混体系共混体系共混体系共混体系n nNR/BRNR/BRn nNR/SBRNR/SBRn nNR/NBRNR/NBRn nNR/CIIRNR/CIIRn nBR/1BR/1, ,2-PB2-PBn nBR/CIIRBR/CIIRn nEPDM/IIREPDM/IIRn nEPDM/EPDM/聚氨酯橡胶（聚氨酯橡胶（PUPU）聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n3.4.2.2 橡塑并用橡塑并用共混体系共混体系n nNBR/PVCn nCR/PVCn nP
25、U/PVCn nIIR/PEn nEPM/PE n nSBR/PEn nNR，BR/PEn nEPDM/PPn nBR/APPn nNR，SBR，BR/PSn nNBR/PA聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用n nPVC可以显著提高NBR的耐油性。聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n3.4.3 特种橡胶共混改性聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n氟橡胶/NBRn n硅橡胶/氟橡胶n n硅橡胶/EPDM聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n3.4.4 共混型热塑性弹性体聚合物共混的应用聚合物共混的应用n n动态硫化动态硫化动态硫化动态硫化: :指共混体系在共混过
26、程中的剪切力作用下进行的指共混体系在共混过程中的剪切力作用下进行的指共混体系在共混过程中的剪切力作用下进行的指共混体系在共混过程中的剪切力作用下进行的硫化反应硫化反应硫化反应硫化反应。属于一种反应性共混过程属于一种反应性共混过程属于一种反应性共混过程属于一种反应性共混过程，分部分硫化型和全硫分部分硫化型和全硫分部分硫化型和全硫分部分硫化型和全硫化型化型化型化型。n n19721972年年, ,第一个部分动态硫化工业品第一个部分动态硫化工业品: :部分交联三元乙丙橡胶部分交联三元乙丙橡胶/PP/PP共混型共混型热塑性弹性体热塑性弹性体；n n19801980年年, ,全动态硫化产品全动态硫化产品
27、: :全交联型聚烯烃热塑性弹性体全交联型聚烯烃热塑性弹性体。n n全动态硫化优点全动态硫化优点: :力性提高，可用挤出、注塑等方式成型，加工方便，力性提高，可用挤出、注塑等方式成型，加工方便，能耗低，边角料可重复利用能耗低，边角料可重复利用n n全动态硫化可在密炼机、双螺杆挤出机上进行全动态硫化可在密炼机、双螺杆挤出机上进行n n共混型热塑性弹性体形态：橡胶共混型热塑性弹性体形态：橡胶分散相，塑料分散相，塑料连续相连续相n n橡胶相粒子粒径小，弹性体性能好；组分比，橡胶粒子交联度等对弹性橡胶相粒子粒径小，弹性体性能好；组分比，橡胶粒子交联度等对弹性体性能有影响体性能有影响聚合物共混的应用聚合物
28、共混的应用n n3.4.4.1 全全动态硫化硫化热塑性塑性弹性体（性体（热塑性塑性动态硫化橡胶，硫化橡胶，TPV）品种）品种EPDM/PPEPDM/PP体系体系EPDM/PEEPDM/PE体系体系NBR/PPNBR/PP体系体系NR/HDPENR/HDPE体系体系NR/PPNR/PP体系体系SBR/HDPESBR/HDPE体系体系NBR/PANBR/PA体系体系EPR/PAEPR/PA体系体系聚合物共混的应用聚合物共混的应用3.4.4.2 TPV应用应用n n汽车配件（净化空气通风管、方向盘、保险杠、汽车配件（净化空气通风管、方向盘、保险杠、风挡、密封条）风挡、密封条） n n建材（代替氯丁橡
29、胶门窗密封条、膨胀接头、防建材（代替氯丁橡胶门窗密封条、膨胀接头、防水卷材）水卷材）n n医疗领域医疗领域n n电子、电器领域（洗衣机配件、导管、电线电缆电子、电器领域（洗衣机配件、导管、电线电缆绝缘护套、吸尘器软管）绝缘护套、吸尘器软管）n n其他，如农艺灌溉管道等其他，如农艺灌溉管道等聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用聚合物共混的应用作业题作业题n n1 PVC的弹性体增韧剂有哪些种类？的弹性体增韧剂有哪些种类？n n2 PP的弹性体增韧剂有哪些种类？的弹性体增韧剂有哪些种类？n n3 PPO最常用的共混体系是什么？有什么最常用的共混体系是什么？有什么特点？特点？n n4 液晶聚合物的共混体系有何特点？液晶聚合物的共混体系有何特点？聚合物共混的应用聚合物共混的应用
