共混改性-制备方法及相关设备.ppt

聚合物共混物的制备方法及相关设备聚合物共混技术的发展进程简单机械共混技术混合作用示意图物料的混合过程通常依靠扩散、对流和剪切三种作用来完成。参与混合各组分在不同区域的浓度差是扩散作用的推动力各组分的微粒总是从其浓度较高的区域向浓度低的区域迁移。对流作用是各种物粉在空间位置上相互变换机械搅拌是促进对流作用的主要手段。剪切作用是利用剪切力促使物料颗粒产生变形（偏转与拉长）以致破碎分散。大多数聚合物共混物均可用机械共混法制备。此法依靠各种聚合物混合、捏合及混炼设备实现。在混合、捏合和混炼操作中通常仅有物理变化。有时由于强烈的机械剪切作用使一部分聚合物发生降解、产生大分子自由基继而形成少量接枝或嵌段共聚物这种伴随有化学变化的机械共混可称为物理化学共混法。物理共混法分类干粉共混法优点：设备简单操作容易。缺点：1、所用聚合物原料必须呈细粉状；2、干粉混合时聚合物料温度低于它们的粘流温度(＜Tf)物料不易流动混合分散效果差。熔体共混法熔融共混过程示意优点溶液共混法乳液共混法反应性共混技术反应性密炼TPE简介从制备工艺上热塑性弹性体可分为两大类：一类是合成共聚物；另一类是弹性体和塑料的共混物。同合成型相比共混型TPE具有制造工艺简单原料来源广结构和性能可灵活设计及其产业化速度快等特点。共混型TPE是橡胶和塑料两种组分在高温和高剪切速率的机械共混条件下制备而成的。在机械共混条件下橡胶组分在动态硫化的同时又被充分地剪切成微小的颗粒。实质上这一过程为反应性共混。在机械作用下橡胶被均匀地分散于塑料组分之中最后制成以橡胶组分为分散相塑料组分为连续相的共混体系。聚烯烃热塑性弹性体TPV主要生产工艺动态硫化法制备TPV的过程代表性产品为AES公司生产的系列品种Santoprene(EPDM/PP－TPV)和Geolast(NBR/PP－TPV)其中Santoprene系列产品是许多高档轿车配件选用材料。AES公司开发TPV新系列B100是第一种能与ABS、PC、ABS/PC共混物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂及共混物形成牢固交联键不用胶粘剂就能粘合的TPV。由动态硫化法制备TPV的技术特点2)Coran等的研究发现热塑性弹性体中橡胶颗粒的大小对拉伸强度和最大伸长率有影响拉伸强度和拉断伸长率与橡胶颗粒的直径成反比橡胶颗粒的直径越小机械性能越好。在动态硫化法中由于分散相橡胶粒子是通过机械剪切产生的所以得到的橡胶粒径不可能做到很小。3)由于动态硫化的方法是在共混物共混的同时产生硫化作用共混物在混炼设备中必须达到一定停留时间橡胶相才能完全硫化所以不但生产的周期相对较长而且在制备过程中容易引起橡胶相或塑料相的降解从而限制了新热塑性弹性体品种的开发。PP/EPDM－TPV形态与制备过程示意图TPV的形态结构及其形成机理TPV的制备技术共混设备用于制备TPV的共混设备有双辊筒炼塑机(以下简称为开炼机)、带有转子的密炼装置(包括Brabander混合器、Banburry密炼机、Haake流变仪、其他各种转矩流变仪及密炼机等以下统称为密炼机)、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。其中最常用的共混设备为密炼机和双螺杆挤出机。进入20世纪90年代随着各种功能型双螺杆挤出机的诞生一种全新的动态硫化技术－反应挤出动态硫化技术出现了并迅速得到了应用。此类技术也主要集中于PP/EPDM－TPV体系。反应性挤出(ReactiveextrusionREX)ApplicationsofReactiveextrusion通过反应挤出所完成的化学反应类型本体聚合用于合成聚酯的挤出机反应器（Gouinlock等人1968）接枝反应马来酸酐接枝的挤出反应器（Strait等人1988）链间共聚物的形成偶联／交联反应REACTIVEPOLYMERBLENDINGREACTIVEBLENDINGMixingEXAMPLESOFREACTIVEEXTRUSIONPolymerization:frommonomertopolymerChemicalmodification:conversionofthevinylacetategroupsofpoly(ethylene-co-vinylacetate)tothecorrespondingalcoholgroups*Barreltemperature:200°C*Residencetime:1to3minutes*Conversion:60to90%.Reactiveblending:formulationofPP