分子复合技术分子复合技术是将少量的棒状高分子加入到作为分散相的线性链状高分子中,以获得高强度、高模量的聚合物。分子复合技术已进入实用阶段,已实用的有日本丰田汽车公司生产的尼龙6/ 粘土复合物、东洋纺织公司的PC合金薄膜等。
互穿网络技术IPN 材料的研究最早是由Miller在苯乙烯2二乙烯基苯上进行的。所谓互穿网络是指两种或两种以上的高分子链相互贯穿,相互缠结的混合体系,通常具有两个或多个交联网络形成的微相分离结构。形成这种人为聚合的网络结构的共混聚合物与以前的共混物、接枝共聚物不同,各种成分聚合物交联后,其网链具有相互缠结的结构。利用IPN 技术对塑料进行改性一直是高分子材料改性的热点问题。
IPN 技术以前只限于热固性树脂,高新技术的发展已经突破了这一界限,热塑性树脂也可形成IPN 结构。比较典型的例子有PU/ 丙烯酸树脂、PU/ 聚甲醛、TPE/ 聚酯等。IPN 已成为塑料改性的有力手段,在改善塑料的耐冲击性能方面已获得成功应用。在用无规聚丁二烯改性PS 时,将PS 进行IPN 化所得到的改性材料的冲击性能超过了高抗冲PS,下表试验数据说明了这一点。
图表 各种材料冲击性能比较
材料 | PS含量/% | 悬臂梁冲击强度/(J/m) |
PS | 100 | 15.4 |
HIPS | — | 87 |
聚丁二烯/PS IPN | 70 | 116 |
聚丁二烯/PS IPN | 85 | 112 |
反应挤出技术反应挤出技术是塑料加工中两种技术的综合,一是塑料在挤出机内的合成和化学改性;二是对塑料进行加工和成型。反应挤出要求原材料包含有高反应能力的官能团,而且反应进行的速度快,应在几秒至十几分钟内完成,且应为低放热反应。反应挤出要求螺杆有较大的长径比,且沿机筒长度方向可以方便地加入各种反应物和除去挥发物。
反应挤出增容大致有3种类型:共混组分官能化、加入高聚物相容剂、加入低分子相容剂。
⑴采用已官能化的聚合物就地进行相容化。通常采用的反应官能团是羧基、环氧基、异腈酸酯和酯酐。
⑵添加第三种高分子聚合物,它应能与共混物之一起反应,再通过共价键或离子键起到相容化作用。
⑶采用低分子量化合物进行共聚反应或交联,形成共聚物或交联物。
在反应挤出技术中应用最广泛的是将马来酸酐(MA)引入到各种物质上。由于马来酸酐一方面含有C=C双键结构,具有参与自由基和光化学反应的能力;另一方面酸酐基团可以和含有活泼氢的一些分子起反应,如酰胺化、酯化等。因此可利用MA中的C=C双键的自由基反应将其接枝到各种聚合物链上。聚合物的这种酸酐化增加了极性和官能度,从而有了各种继续反应的能力。
在聚烯烃的MA化方面有不少研究报道,而且得到了广泛的应用,其中主要有以下几个方面:
⑴借助酸酐化引入极性基团,可应用于三类聚合物:聚烯烃、聚双烯烃和极性聚合物,如PP、PE、聚丁二烯、PVC、PA和EVA等均可接枝MA。⑵形成梳型支化结构。
⑶交联网络的形成。聚合物有一定量的离子交联键存在而形成交联网络结构,使聚合物具有离聚体的性质。
⑷界面增容作用,如在PA/PP中加入少量的PP2g2MA就可以起到增容作用,使PP容易以微相分布到PA中。
⑸制备荧光标记聚合物。
⑹偶联作用和粘合作用。