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一文读懂相容剂

塑料改性已日渐成为塑料加工常用的方法。为了使两种不相干的塑料很好的融在一起,常常需要借助一种助剂——相容剂,要求这种助剂能与两种原料都有很好的相容性。从结构方面而言,是指借助于分子间的键合力,促使不相容的两种聚合物结合为一体,进而得到稳定的共混物。

一、相容剂的种类

分类图示

非反应型增溶剂

非反应型相容剂是目前比较通用相容剂。在不相容的高分子体系中通过添加非反应型相容剂而实现相容化的方法,在高分子合金技术中是最常见的。非反应型相容剂一般为共聚物,可以是嵌段共聚物,也可以是接枝共聚物或无规共聚物。

反应型相容剂

反应型相容剂是一种同非极性高分子主链Pc及活性基团(如羟基、环氧基组成,多为无规的)组成的聚合物。

低分子型相容剂

低分子型相容剂是反应型相容剂,以反应型单体及低分子量聚合物,包括一些能与塑料合成的一个组分相容,并与另一组分反应、交联或键合,从而形成塑料合金的有机和无机化合物。

二、如何选择合适的相容剂

相容剂是两种共混聚合物的单体共聚而成的嵌段共聚物,或接枝共聚物,或者含有与共混组分起化学反应的官能团,能分布在两种或两种以上共混聚合物界面之间的共聚物,其作用是降低界面张力,阻止分散相凝聚,稳定已形成的相形态结构,以增加两种或两种以上聚合物的相容性。

相容剂的相对分子质量应与相应的共混物相对分子质量相匹配,并具有良好的相容性。一般来说,二嵌段共聚物的相容性优于三嵌段共聚物的相容性。

例如:PE/PP共混物的力学强度低,若在PE/PP的共混物中加入4%~8%的PE与PP嵌段共聚物(PE-b-PP)作为相容剂,其力学强度可以大幅度提高。

又如SEBS可以作为PE/PS、PP/PS、PET/PE共混体系的相容剂。

三、相容剂的常用牌号及厂家

马来酸酐相容剂、接枝相容剂通过引入强极性反应性基团,使材料具有高的极性和反应性,可用于阻燃、增强、增韧、填充、粘结、金属粘结、塑料改性、增韧抗冲击、塑料合金相容、工程塑料改性、PA/PE增韧粘结层、PA等增韧、ABS/PC、PBT/PC等合金相容剂。能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性,提高产品性能。

ST-1用于PA、PET、PBT等及其合金材料的相容剂与增韧剂。
ST-2用于PE、PP及其改性材料的相容剂与增韧剂。
ST-3用于聚烯烃低烟无卤阻燃电缆料相容剂,提高拉伸强度和伸长率,增加无机物的添加量。
ST-4用于PS/PP 、ABS/PC、ABS/PA、PS/PE等合金改性,提高产品的韧性、相容性等综合性能。
ST-5用于聚丙烯填充母料、色母料、阻燃母料、降解母料。
ST-6用于聚乙烯塑木、填充母料、色母料、阻燃母料、铝塑复合、铁塑复合、聚烯烃/尼龙体系的相容。
ST-7用于低烟无卤阻燃电缆料、聚乙烯填充母料、色母料、阻燃母料、铝塑复合聚乙烯膜、丝。
ST-8用于AS/PP、ABS/PC、ABS/PE、ABS/PA、ABS/PET合金相容化。
ST-9用于阻燃、增强类ABS/PA 、PC/ABS、ABS/PP合金相容剂。

四、相容剂的应用

应用于塑料合金

相容剂的出现主要是为高分子材料合金技术服务的。所谓高分子合金,即由两种或两种以上具有不同性质的高分子材料经共混并采用相应的相容化技术而得到的多相多组分体系。而这样的高分子合金、共混、改性的重要关键材料就是相容剂。相容剂对合金技术的微观相态结构起到很好的调整和控制作用,而使共混材料实现高性能化和功能化的效果。相容剂广泛应用于PP/PE、PP/PA、PA/PS、PA/ABS、ABS/PC、PBT/PA、PET/PA、PP/POE、PE/EPDM、TPE/PU等合金。

应用于聚合物的改性

由于相容剂是以活跃自由基分子羧基掺入非极性与极性聚合物之间起“桥梁”作用,将其改性成为极性的改性聚合物,再使其与极性的聚合物共混,两者之间进行反应而制得良好的改性共混效果。

应用在回收废旧塑料

利用相容剂回收废旧塑料,使之成为新的塑料合金或新的改性塑料,是“废物综合利用”比较好的可行办法,并可解决“白色污染”问题,具有很大的社会效益和企业经济效益。在国外已有很多先例,如荷兰国家矿业公司生产的BENNET相容剂,就是用于回收废旧塑料再生的专用相容剂,可以把两种或多种不同品种、不同性质的旧塑料,如聚烯烃塑料与工程塑料的边角料的共混再生,添加5%-10%相容剂作为海相或岛相之间的界面层,发挥相容剂的键合力极性相容基团效率,而制备成为一种新的塑料合金或改性塑料。

应用于塑料与填料的偶联

相容剂又称大分子偶联剂。由于具有高分子部分与高分子聚合物相容,因此,相容剂对聚合物与填料之间的偶联效率优异,可用于PE/CaCO3、PE/滑石粉、PA/GF、PRT/GT等偶联处理,效果良好

应用于极性树脂的增韧

热塑性弹性体,具有良好的柔软性、高弹性和低温性能,添加一定量的相容剂可以作为PP、PE、PS、PA、PC等塑料的增韧剂。而相容剂正是这些增韧剂的最关键性的“核”、“壳”相容作用。如南京塑泰的EPDM接枝MAH增韧剂,可在-45℃的温度下,保持优良的物理性能和坚韧性能。一般用量5%-10%。

应用于改善塑料的性能

相容剂还可用于改善塑料的粘接性和改善塑料的抗静电、印刷性、光泽性等的表面性能。

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