共混物的制备方法与设备.ppt

第六章6.1制备方法6.1.1物理共混法1.干粉共混法聚合物干粉混合的同时，也可加入增塑剂、润滑剂、防老剂、着色剂以及填料等各种配合剂。
经干粉共混所得物料，在某些情况下可直接用于压制、压延、注射或挤出成型，也往往经过挤出造粒后再用以成型。
此法优点：设备简单、操作容易。
此法缺点：①所用聚合物原料必须呈细粉状，若原料颗粒较大，需粉碎，但韧性大的聚合物粉碎困难；②干粉混合温度低于其Tf，物料不易流动，故混合分散效果较差。共混物的相畴较粗大，制品的性能受到一定的影响。
适于此法的场合：
1.某些难溶难熔的聚合物共混体系；
2.组分间相容性较好，且某些组分用量较少。2.熔体共混法初混合设备类似于干粉混合设备。
混炼设备主要有：双辊混炼机，密闭式混炼机，单螺杆挤出机。
此法优点：
1.共混原料的粒度要求不严格；
2.混炼设备的强剪切作用使共混组分混合效果较好，制品相畴较小；
3.可能形成一定数量的接枝或嵌段共聚物，从而促进组分之间的相容。选择熔体共混法时应注意：
1.各混合组分均应为易熔聚合物;
2.共混组分的Tf应相近，Td也应相近；
3.共混组分应具有相近的熔体粘度；
4.共混组分的弹性模量值不应悬殊过大;
5.避免混炼时间过长而发生降解；
3.溶液共混法4.乳液共混法6.1.2共聚共混法接枝共聚－共混法的典型操作程序如下：
单体Ⅱ引发剂或
制备聚合物Ⅰ均匀溶解
溶解(胀)加热
接枝共聚以聚合物Ⅰ为骨架接枝聚合物Ⅱ
单体Ⅱ均聚聚合物Ⅱ
原聚合物Ⅰ聚合物Ⅰ

共混物由上所示，共聚物中由于接枝共聚组分的存在促进了两种聚合物组分的相溶，所以接枝共聚－共混产物的相畴较机械共混法的产物相畴微细。
接枝共聚－共混法制得的共混物，其性能通常优于机械共混法的产物，所以近年来发展很快，应用范围推广。目前，主要用于生产橡胶增韧塑料。例如HIPS及ABS（以接枝法取代机械共混法）树脂，另外，橡胶增韧PVC等也开始研究并用此法生产。影响接枝共聚－共混产物性能的因素很多，其中主要有原料聚合物组分Ⅰ和Ⅱ的性质，比例，接枝链的长短，数量等。
此外制作共混物所用设备为一般聚合设备，即间歇式聚合釜或釜式、塔式连续操作设备。
在操作方式上除以上的本体法外，还有本体－悬浮法,乳液法等。6.1.3IPN法6.2物理法共混过程原理分散作用——指参与混合的组分发生颗粒尺寸减小的变化。极端情况达到分子程度的分散。以分散程度表示其效果。
在聚合物共混中，混合作用和分散作用大多同时存在。2.混合机理
物料得混合过程通常依靠扩散，对流和剪切三种作用来完成。
扩散——指各组分的微粒总是从其浓度较高的区域向浓度较低的区域迁移。
参与混合的各组分在不同区域的浓度差是扩散作用的推动力。
对流——对流作用是各种物料在空间位置上的相互变模。
机械作用（如搅拌）是促进对流作用的主要手段。
剪切——剪切作用是依靠剪切力促使颗粒产生变形（偏转和拉长）以使破碎分散。
剪切的效果同剪切力的大小、作用力的距离和作用力的方向有关。剪切力越大，作用力的距离越小，剪切力作用互为90°的交替方向变化时，混合效果越好。
由于聚合物的熔体（或溶液）粘度较大，所以其物理共混过程主要凭借对流和剪切两种作用完成。6.3干粉共混设备Z型捏合机
用途——初混合
结构——如图
作用——剪切为主，分布混合
特点——适合于粘稠的物料6.4熔体共混的设备密炼机
用途——混炼
结构——如图6-8
作用——强剪切
特点——劳动条件好，塑炼效果和防止物料氧化方面比较好。
单螺杆挤出机
用途——混炼造粒，生产管、棒、丝、板、膜、异型材
结构——如图
作用——混炼,强剪切
关键部件——螺杆螺杆的几何参数（直径、长径比、螺槽深度或宽度变化，螺杆各段长度比、螺旋角、螺棱宽度等）影响着其混炼效果或输送能力。
特点——操作连续，密闭，混炼效果好，对物料适应性强。6.5高效混炼挤出设备混炼型单螺杆挤出机
1.屏障型螺杆
这种螺杆是在普通螺杆熔化段再附加一段螺纹，而把原来一条螺纹所形成的螺槽分成二个窄的螺槽。其中一条与加料段螺槽相通，另一条与熔体输送段相通。2.销钉型螺杆
销钉型螺杆是在靠近熔化段末端到计量段这一区间设置一组或几组带有销钉的混炼段而得到的。3.波形螺杆
这种螺杆的螺槽根部是偏心的,偏心部位沿轴向按螺旋形移动。以上无论何种型式的混炼螺杆都要避免对物料流动的阻力过大，以免影响挤出机的挤出量。此外，此类螺杆的局部位置因剪切速率加大，物料发热剧烈，会引起温度升高使聚合物降解或分解，故应加强设备的冷却措施和温度控制。混炼-挤出机组（FCM机组）
为延长物料的混炼时间，提高混炼效果，工业上常应用两个挤出机串联操作，或制成串联机组——二段挤出机用于聚合物共混。然而此类措施效果不够明显，主要是因为物料混炼的剪切速率未能提高。
混炼-挤出机组分分为两个操作