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PPS/通用塑料共混体系研究

发布时间:2020/1/13 0:45:32阅读人次:1921

共混改性是将两种或者两种以上的聚合物采用物理或化学的方法共混,最终形成一种宏观上均匀,而且性能得到改善的新材料的过程,得到的新的共混产物称为聚合物共混物,通常也称为聚合物合金。共混改性不仅可以综合均衡各聚合物组分的性能,消除单一聚合物组分性能上的弱点,改善聚合物的加工性能,降低成本,还可以满足一些特殊的需要,制备出具有崭新性能的新型聚合物材料。

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PPS 共混合金可在保持其基本性能不变的情况下大幅度提高它的抗冲击强度、韧性、耐磨性及加工性等。就 PPS 共混合金的组成而言,主要可分为 PPS/弹性体、PPS/通用塑料、PPS/工程塑料、  PPS/特种工程塑料和 PPS/其他聚合物。

弹性体主要是作为冲击改性剂来增韧 PPS。弹性体粒子对于改进工程塑料的脆性非常有效,这是由于弹性体粒子与基体的泊松比和模量的差异,当共混物受到冲击时,弹性体粒子作为应力集中中心首先发生形变,在自身内部形成可吸收能量的微孔或气穴,降低了材料的外部冲击能量,并同时引发基体产生剪切屈服或者形成银纹,使基体发生脆韧转变,从而达到增韧的目的。

为了解决弹性体粒子的分散性和相容性问题,研究者普遍采用带反应性基团的弹性体作为冲击改性剂,同时为了弥补弹性体带来的模量下降,还经常与玻璃纤维等增强材料配合使用。

与 PE 等聚烯烃共混,可改善 PPS 流动性、成型加工性、着色性和抗冲击性,但 PE 与 PPS 相容性很差,会发生相分离,从而导致分层现象的出现。

Horiuchi以乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物(PE-GMA)作为 PPS 基体与马来酸酐接枝低密度聚乙烯(LDPE-g-MA)的相容剂,研究发现 PE-GMA 存在于两相界面间,可与 PPS 发生反应起到了偶联剂的作用,使共混物中的 LDPE-g-MA 相尺寸明显减小,分散性更好,共混物具有良好的摩擦性能和冲击性能,并达到了热性能与力学性能的一个平衡。

陈晓媛等将带环氧基团类弹性体引入PPS/PE-g-MA共混体系中,利用其高反应活性在相界面间发生化学反应形成微交联结构,从而达到界面增强的目的,结果表明,共混物的综合性能得到了提高。

热塑性聚合物/热塑性聚合物原位微纤化共混物是新近发展起来的具有很大发展潜力的材料,与宏观纤维增强的热塑性塑料相比具有明显的优势,是塑料高性能化的一种新途径。Hui Quan等通过“熔融挤出-热拉伸-淬冷”的方法制备了 PPS/等规聚丙烯(i PP)原位微纤化共混物。研究表明:在 PPS 含量相同时,微纤化共混物中 PPS 微纤的直径与普通共混物中 PPS 粒子的直径相当,甚至大于粒子的直径。在不同组成比条件下,微纤化共混物的拉伸强度和模量均高于普通共混物,微纤在共混物中起到了增强作用,随 PPS 含量的增加,共混物的拉伸强度降低,但拉伸模量上升。

PPS 与聚苯乙烯(PS)的结构类似,都有大量的苯环,但通过扫描电镜和 X 射线衍射可以观察到共混后的 PPS 与 PS 不相容,两相存在明显的相分离,没有明显的界面相互作用,同时 PS/PPS 共混物的力学性能与两相组成比例符合共混物的混合规律。

王港等采用改性 PS(基本结构是橡胶为核,塑料为壳的复合结构)对 PPS 复合材料进行增韧,研究表明:PS 提高了 PPS 复合材料的韧性,且没有引起材料拉伸强度大幅度的下降, 材料断裂面出现了许多韧窝,表现出韧性断裂的特征。

     Nam 等选用马来酸酐通过反应性挤出对丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)进行化学改性制备了 MABS,然后与 PPS 熔融共混制备 PPS/MABS 共混合金。研究发现,在 PPS 和 MABS 之间存在很强的相互作用;动态力学性能显示,PPS/MABS 共混合金只有一个玻璃化转变温度,表明聚合物共混体系的相容性很好。与 PPS/ABS 体系相比,PPS/MABS 体系同时具有更高的热稳定性和较高的热变形温度。

     唐清华等根据有机刚性粒子增韧原理,利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)增韧改性 PPS。考察了加工温度及 PMMA 用量对聚苯硫醚复合材料微观形态结构和力学性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随着加工温度的升高而下降。PMMA 与 PPS 基体以“海岛”状的形式存在;少量 PMMA 加入时,PMMA同 PPS 结合较好,复合材料的冲击强度显著提高;随着 PMMA 用量继续增加,PMMA 在 PPS 基体中的相区尺寸增大,界面变得明显,复合材料的各项力学性能有小幅下降。