塑料相容劑專題

塑料相容劑專題

編者按：相容劑是一種新型功能塑料助劑，也叫增容劑、高分子偶聯劑、大分子有機聚合物相容劑。相容劑是為了克服一些聚合物在共混時相容性差的缺點，其作用是降低界面張力，加入的第三組分增大界面層厚度，阻止分散相凝聚，穩定已形成的相形態結構，以增加兩種聚合物的相容性，使之相互間黏結力增大，形成穩定的共混結構。聚合物共混改性的關鍵是提高不同聚合物的相容性，而加入適量的相容劑能使其具有良好的相容性。解決共混物在注塑、擠出等加工時會產生分層、表面出現脫皮、制品強度低等問題。論壇里面的很多壇友對相容劑進行了深入的討論，現將一部分帖子整理如下，供讀者參考。我刊今后將不定期將“中塑互聯，http：／／bbs.ourplas.cn”上優秀的帖子整理刊發，敬請讀者關注。

問：聚碳酸酯（PC）／丙烯腈－苯乙烯－丙烯酸酯共聚物（ASA）合金用什么相容劑？有誰做過PC／ASA合金，相容劑用甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物（MBS）行嗎？PC／ASA跟PC／丙烯腈－丙烯酸酯－苯乙烯共聚物（ABS）有什么本質上的區別？目前只知道PC／ASA比PC／ABS的耐候性要好，其他性能方面的差異不是很清楚。還有就是采用什么阻燃劑比較好？

答：ASA塑料屬于沖擊改性的苯乙烯－丙烯腈共聚物（SAN）類塑料，形態結構與ABS塑料很相近。與ABS不同，ASA使用的丙烯酸酯彈性體沒有不飽和的雙鍵，所以能夠得到耐候性的產品。PC／ASA合金與純ASA相比，熱變形溫度能提高到130℃，此外還具有極高的韌性，一般帶丙烯酸酯鍵的增容劑可有效加強PC／ASA的連續結構相，比如MBS，所以采用MBS是正確的，但注意質量上乘的為好。

PC／ASA合金可以試用一下SAG－002作為相容劑。SAG－002的主鏈與丙烯腈－苯乙烯共聚物（AS）、ABS、ASA等苯乙烯樹脂具有極好的相容性；側鏈的環氧基團具有極高的化學反應活性，可與聚酰胺（PA）、PC、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）端基發生反應。可以作為相容劑用于苯乙烯類樹脂及其共混改性工程塑料，例如PA／ABS合金、PC／ABS合金、PBT／ABS合金、PET／ABS合金、PC／ASA合金、PC／SAN合金、PC／PBT合金、PC／PET合金、PBT／PET合金等材料。能夠改良上述合金的力學性能，作為聚酯類合金的相容劑時，3.2mm缺口沖擊強度可以提高8～10倍，材料表現為超韌化。

考慮阻燃的時候，可以使用有鹵或無鹵阻燃體系。有鹵阻燃體系的溴系阻燃劑對沖擊和熱變形溫度影響較小。無鹵阻燃體系的磷系阻燃劑對沖擊和熱變形溫度影響較大，但能起到提高剛性的效果。

（問題和解決方案來自“中塑互聯，http：／／bbs. ourplas.cn”網友lomone、林子大了、petrochem、lihuaming98、xiuhu、yqiong725、polytechmer、yzl200605、高山流水、hxzhangpsjtu等，問題討論地址：http：／／bbs.ourplas.cn／read.php？tid＝29891）

問：玻纖增強PC／ABS用什么相容劑比較好？力學性能指標一般是多少？為什么所做的產品比較脆？

答：主要看做什么產品。高強度和剛性的用馬來酸酐接枝ABS（ABS－g－MAH）或馬來酸酐接枝聚苯乙烯（PS－g－MAH），增韌的用馬來酸酐接枝苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物（SBS－g－MAH），還可以選擇苯乙烯馬來酸酐共聚物（SMA）。

至于產品發脆，可能有以下原因：

（1）PC與ABS配比有問題；

（2）螺桿組合有問題，特別是填加玻纖，既不要剪切太大，又不可剪切太小；

（3）溫度要控制好；

（4）配方要合理。

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問：有什么相容劑適用于PC／PET／PE－HD合金？僅僅使用AX8900不能解決PC／PET／PE－HD復合膜（不是合金，是多層粘合膜）混煉的問題，造粒可看出內部有泡孔，強度極低，請問是不是還應改善PE－HD與PC相容的問題？有沒有一種相容劑同時帶有酯鍵和乙烯基團，以解決三元共混的問題？另外，所用的這種回收薄膜有些還噴了鐳射粉（含金屬成分），有沒有影響？誰能提供這種相容助劑？

答：同時帶有酯鍵、乙烯基團的聚合物有馬來酸酐接枝聚乙烯（PE－g－MAH）、乙烯－丙烯酸甲酯共聚物（EMA）。強度差，料條發泡，說明成分之間發生了化學反應，PE與PC、PET幾乎不會發生反應；PC和PET之間有可能發生酯交換反應，因為是回收料，還可能有別的成分在里面，要仔細分析。使用甲基丙烯酯縮水甘油酯接枝聚乙烯（PE－g－GMA）應該可以，這種復合材料最好再加點乙烯丙烯酸共聚物（EAA）以提高黏結性。

鐳射粉的金屬成分促進了PC與PET之間的反應，共混過程中不用去除鐳射粉，抑制其活性就可以。原料在加工前要烘一下，AX8900多加點；另外一個就是加工溫度的控制，根據各組分的不同比例控制加工溫度，除AX8900外，加一個抑制酯交換反應的助劑。

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問：請問偶聯劑和馬來酸酐接枝相容劑的區別主要是什么，制備填充聚丙烯（PP）時，加哪種效果更好？是鈦酸酯偶聯劑？硅烷偶聯劑？還是馬來酸酐接枝PP呢？

答：偶聯劑是一類具有兩不同性質官能團的物質，其分子結構的最大特點是分子中含有化學性質不同的兩個基團，一個是親無機物的基團，易與無機物表面起化學反應；另一個是親有機物的基團，能與合成樹脂或其他聚合物發生化學反應或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯劑被稱作“分子橋”，用以改善無機物與有機物之間的界面作用，從而大大提高復合材料的性能，如物理性能、電性能、熱性能、光性能等。偶聯劑用于橡膠工業中可提高輪胎、膠板、膠管、膠鞋等產品的耐磨性和耐老化性能，并且能減小天然橡膠的用量，從而降低成本。偶聯劑在復合材料中的作用在于它既能與增強材料表面的某些基團反應，又能與基體樹脂反應，在增強材料與樹脂基體之間形成一個界面層，界面層能傳遞應力，從而增強增強材料與樹脂之間的黏合強度，提高復合材料的性能，同時還可以防止其他介質向界面滲透，改善界面狀態，有利于制品的耐老化、耐應力及電絕緣性能。按偶聯劑的化學結構及組成分為有機鉻絡合物、硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸化合物4大類。

相容劑又稱增容劑，是指借助于分子間的鍵合力，促使不相容的兩種聚合物結合在一體，進而得到穩定的共混物的助劑，應用在塑料改性中，能得到性能很好的共混材料。目前比較好的相容劑通常以馬來酸酐接枝，馬來酸酐單體和其他單體相比極性比較強，增容效果比較好。馬來酸酐接枝相容劑通過引入強極性反應性基團，使材料具有高的極性和反應性，是一種高分子界面偶聯劑、相容劑、分散促進劑，主要用于無鹵阻燃、填充、玻纖增強、增韌、金屬黏結、合金相容等，能大大提高復合材料的相容性和填料的分散性，從而提高復合材料的力學強度。馬來酸酐接枝相容劑可改善無機填料與有機樹脂的相容性，提高產品的拉伸、沖擊強度，實現高填充，減少樹脂用量，改善加工流動性，提高表面光潔度。

偶聯劑改善的是聚合物與無機填料之間的界面黏結，相容劑一般是相對于兩種不同聚合物而言，所以如果只是玻纖增強PP的話就沒必要再加相容劑，除非還有其他聚合物組分，例如彈性體之類的增韌劑。如果一定要同時使用，最好是先用偶聯劑處理玻纖再添加到基體中。

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問：PE木塑復合材料使用什么相容劑最好？

答：應用于木塑復合材料的相容劑主要有兩類：（1）極性單體（如MAH、丙烯酸、丙烯酸酯）和非極性烯烴單體（如乙烯、丙烯、苯乙烯）形成的二元或三元共聚物，例如乙烯－乙酸乙烯共聚物、乙烯－丙烯酸酯共聚物等；（2）在熱塑性彈性體或聚烯烴中接枝了極性單體的接枝共聚物，接枝單體有MAH、丙烯酸、丙烯酸丁醋、丙烯酸酸胺、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）等。最常見的接枝單體是MAH，接枝共聚物包括PP－g－MAH、PE－g－MAH、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠（EPDM－g－MAH）、SBS－g－MAH等。

這些相容劑中大部分含有羧基或酯基等極性基團，能夠與植物纖維中的極性基團發生酯化反應或形成氫鍵，從而降低植物纖維的極性和吸濕性。并且相容劑中還含有與聚合物相容性較好的非極性鏈段，起著類似“橋梁”的作用將植物纖維和聚合物界面有效地黏結在一起，提高兩者的界面黏結性能。推薦的相容劑有CB101、乙烯－辛烯共聚物（POE）、馬來酸酐接枝聚合物等。

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