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塑料改性使用的相容劑，相關信息都在這里了！

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，這里是指高分子增容劑。
 
PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH等，應用在塑料改性中，得到性能很好的共混性材料。
 
目前比較好的相容劑通常以馬來酸酐接枝，馬來酸酐單體和其它單體比較極性比較強，相容效果比較好。
 
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，金屬粘結、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，從而提高復合材料機械強度。
 
馬來酸酐接枝相容劑可改善無機填料與有機樹脂相容性，提高產品的拉伸、沖擊強度，實現高填充，減少樹脂用量，改善加工流變性，提高表面光潔度。

圖源 | 鏈塑網攝于臺塑展臺
 

相容劑的作用

 
增加兩種聚合物的相容性，使之兩種聚合物間粘接力增大，形成穩定的結構，使分散相和連續相均勻，即相容化。相容劑之所以能使兩種性質不同的聚合物相容化，是因為在其分子中具有分別能與兩種聚合物進行物理或化學結合的基團的緣故。
 

相容劑的性能

 
所謂相容劑在熱力學本質上可以理解為界面活性劑，但在高分子合金體系中使用的相容劑一般具有較高的分子量，在不相容的高分子體系中添加相容劑并在一定溫度下經混合混煉后，相容劑將被局限在兩種高分子之間的界面上，起到降低界面張力、增加界面層厚度、降低分散粒子尺寸的作用，使體系最終形成具有宏觀均勻微觀相分離特征的熱力學穩定的相態結構。

圖源 | 鏈塑網攝于聚賽龍展臺
 

相容劑的分類

 
由于相容劑對高分子合金體系的混合性和穩定性會產生重要的影響，因此，相容劑的合理選擇和使用對高分子合金技術的實現是至關重要的。根據相容劑的基體高分子之間的作用特征，相容劑可分為兩類，即非反應型相容劑和反應型相容劑。
 

非反應型相容劑

非反應型相容劑是目前比較通用相容劑。在不相容的高分子體系中通過添加非反應型相容劑而實現相容化的方法，在高分子合金技術中是最常見的。非反應型相容劑一般為共聚物，可以是嵌段共聚物，也可以是接枝共聚物或無規共聚物。
 

反應型相容劑

反應型相容劑是一種同非極性高分子主鏈Pc及活性基團(如羥基、環氧基組成，多為無規的)組成的聚合物。由于它的非極性高分子主體能與共混物中的非極性聚合物相容，而極性基團又能與共混物的極性聚合物的活性基團反應或鍵合，故能起到很好的相容作用。
一般是大分子型的，其活性官能團可以在分子的末端，也可以在分子的側鏈上，其大分子主鏈可以和共混體系中的至少一種高分子基體相同，也可以不同，但在不同的情況下，其大分子主鏈應和共混體系中的至少一種高分子基體有較好的相容性。

圖源 | 鏈塑網攝于龍瑞星展臺
 

相容劑的分類與品種

 

環裝酸酐型(MAH)

環狀酸酐型類反應型相容劑是目前最常用的一類反應型相容劑。其中，以馬來酸酐接枝到聚烯烴上的馬來酸酐相容劑為主，其接枝率一般為0.8%-1.0%，主要應用于聚烯烴塑料的改性。將馬來酸酐接枝到PS或以PS為基體的二元或多元共聚反應型相容劑，可應用于PA/PC、ABS/GF、PA/ABS、PP/PA6、PP/PA66等合金的改性、共混或合金。一般用量5%-8%。
但此類相容劑可能會降低塑料合金的熱變形溫度，易使共混組分產生一結不需要的交聯和降解，使反應不再能被控制。
 

羧酸型

羧酸類中的代表產品為丙烯酸型相容劑。通常是將丙烯酸接枝到聚烯烴樹脂上，用途大體與馬來酸酐型相同。
 

環氧型

環氧型反應型相容劑是環氧樹脂或具有環氧基的化合物與其他聚合物接枝共聚而成。這類反應型能起到良好的相容作用。
 

惡唑啉型

用惡唑啉接枝的PS，即RPS，是一種比較重要的相容劑，接枝率為1%，特點是應用領域較廣，不僅能與一般的含氨基或羧基的聚合物反應，還可與含羰基、酸酐、環氧基團反應，生成接枝共聚物。因此，它可以用于PS及多種工程塑料或經改性的聚烯烴樹脂。此外，它還可以“就地”相容化，直接用于塑料改性、共混和合金。
 

酰亞胺型

酰亞胺型為改性聚丙烯酸酯、主要適用于PA/PO、PC/PO、PA/PC等工程塑料合金或共混。
 

異氰酸酯型

其成分為間-異丙烯基-2，2-二甲基苯酰異氰酸酯。可用于含有氨基及羧基的工程塑料合金。
 

低分子型

低分子型相容劑是反應型相容劑，以反應型單體及低分子量聚合物，包括一些能與塑料合成的一個組分相容，并與另一組分反應、交聯或鍵合，從而形成塑料合金的有機和無機化合物。這樣，不僅簡化了制造塑料合金的過程，而且原料易得，成本較低。不過，對擠出機的要求較高，采用混煉型擠出機，是生產低分子相容劑的重要關鍵。

圖源 | 鏈塑網攝于禾大展臺
 

相容劑的應用

 

應用于塑料合金

相容劑的出現主要是為高分子材料合金技術服務的。所謂高分子合金，即由兩種或兩種以上具有不同性質的高分子材料經共混并采用相應的相容化技術而得到的多相多組分體系。而這樣的高分子合金、共混、改性的重要關鍵材料就是相容劑。相容劑對合金技術的微觀相態結構起到很好的調整和控制作用，而使共混材料實現高性能化和功能化的效果。相容劑廣泛應用于PP/PE、PP/PA、PA/PS、PA/ABS、ABS/PC、PBT/PA、PET/PA、PP/POE、PE/EPDM、TPE/PU等合金。
 

應用于聚合物的改性

由于相容劑是以活躍自由基分子羧基摻入非極性與極性聚合物之間起"橋梁"作用，將其改性成為極性的改性聚合物，再使其與極性的聚合物共混，兩者之間進行反應而制得良好的改性共混效果。
 

應用在回收廢舊塑料

利用相容劑回收廢舊塑料，使之成為新的塑料合金或新的改性塑料，是"廢物綜合利用"比較好的可行辦法，并可解決"白色污染"問題，具有很大的社會效益和企業經濟效益。在國外已有很多先例，如荷蘭國家礦業公司生產的BENNET相容劑，就是用于回收廢舊塑料再生的專用相容劑，可以把兩種或多種不同品種、不同性質的舊塑料，如聚烯烴塑料與工程塑料的邊角料的共混再生，添加5%-10%相容劑作為海相或島相之間的界面層，發揮相容劑的鍵合力極性相容基團效率，而制備成為一種新的塑料合金或改性塑料。
 

應用于塑料與填料的偶聯

相容劑又稱大分子偶聯劑。由于具有高分子部分與高分子聚合物相容，因此，相容劑對聚合物與填料之間的偶聯效率優異，可用于PE/CaCO3、PE/滑石粉、PA/GF、PRT/GT等偶聯處理，效果良好。
 

應用于極性樹脂的增韌

熱塑性彈性體，具有良好的柔軟性、高彈性和低溫性能，添加一定量的相容劑可以作為PP、PE、PS、PA、PC等塑料的增韌劑。而相容劑正是這些增韌劑的最關鍵性的"核"、"殼"相容作用。如EPDM接枝MAH增韌劑，可在-45℃的溫度下，保持優良的物理性能和堅韌性能。一般用量5%-10%。
 

應用于改善塑料的性能

相容劑還可用于改善塑料的粘接性和改善塑料的抗靜電、印刷性、光澤性等的表面性能。
 

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