塑料相容剂专题

塑料相容剂专题

编者按：相容剂是一种新型功能塑料助剂，也叫增容剂、高分子偶联剂、大分子有机聚合物相容剂。相容剂是为了克服一些聚合物在共混时相容性差的缺点，其作用是降低界面张力，加入的第三组分增大界面层厚度，阻止分散相凝聚，稳定已形成的相形态结构，以增加两种聚合物的相容性，使之相互间黏结力增大，形成稳定的共混结构。聚合物共混改性的关键是提高不同聚合物的相容性，而加入适量的相容剂能使其具有良好的相容性。解决共混物在注塑、挤出等加工时会产生分层、表面出现脱皮、制品强度低等问题。论坛里面的很多坛友对相容剂进行了深入的讨论，现将一部分帖子整理如下，供读者参考。我刊今后将不定期将“中塑互联，http：／／bbs.ourplas.cn”上优秀的帖子整理刊发，敬请读者关注。

问：聚碳酸酯（PC）／丙烯腈－苯乙烯－丙烯酸酯共聚物（ASA）合金用什么相容剂？有谁做过PC／ASA合金，相容剂用甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物（MBS）行吗？PC／ASA跟PC／丙烯腈－丙烯酸酯－苯乙烯共聚物（ABS）有什么本质上的区别？目前只知道PC／ASA比PC／ABS的耐候性要好，其他性能方面的差异不是很清楚。还有就是采用什么阻燃剂比较好？

答：ASA塑料属于冲击改性的苯乙烯－丙烯腈共聚物（SAN）类塑料，形态结构与ABS塑料很相近。与ABS不同，ASA使用的丙烯酸酯弹性体没有不饱和的双键，所以能够得到耐候性的产品。PC／ASA合金与纯ASA相比，热变形温度能提高到130℃，此外还具有极高的韧性，一般带丙烯酸酯键的增容剂可有效加强PC／ASA的连续结构相，比如MBS，所以采用MBS是正确的，但注意质量上乘的为好。

PC／ASA合金可以试用一下SAG－002作为相容剂。SAG－002的主链与丙烯腈－苯乙烯共聚物（AS）、ABS、ASA等苯乙烯树脂具有极好的相容性；侧链的环氧基团具有极高的化学反应活性，可与聚酰胺（PA）、PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）端基发生反应。可以作为相容剂用于苯乙烯类树脂及其共混改性工程塑料，例如PA／ABS合金、PC／ABS合金、PBT／ABS合金、PET／ABS合金、PC／ASA合金、PC／SAN合金、PC／PBT合金、PC／PET合金、PBT／PET合金等材料。能够改良上述合金的力学性能，作为聚酯类合金的相容剂时，3.2mm缺口冲击强度可以提高8～10倍，材料表现为超韧化。

考虑阻燃的时候，可以使用有卤或无卤阻燃体系。有卤阻燃体系的溴系阻燃剂对冲击和热变形温度影响较小。无卤阻燃体系的磷系阻燃剂对冲击和热变形温度影响较大，但能起到提高刚性的效果。

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问：玻纤增强PC／ABS用什么相容剂比较好？力学性能指标一般是多少？为什么所做的产品比较脆？

答：主要看做什么产品。高强度和刚性的用马来酸酐接枝ABS（ABS－g－MAH）或马来酸酐接枝聚苯乙烯（PS－g－MAH），增韧的用马来酸酐接枝苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物（SBS－g－MAH），还可以选择苯乙烯马来酸酐共聚物（SMA）。

至于产品发脆，可能有以下原因：

（1）PC与ABS配比有问题；

（2）螺杆组合有问题，特别是填加玻纤，既不要剪切太大，又不可剪切太小；

（3）温度要控制好；

（4）配方要合理。

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问：有什么相容剂适用于PC／PET／PE－HD合金？仅仅使用AX8900不能解决PC／PET／PE－HD复合膜（不是合金，是多层粘合膜）混炼的问题，造粒可看出内部有泡孔，强度极低，请问是不是还应改善PE－HD与PC相容的问题？有没有一种相容剂同时带有酯键和乙烯基团，以解决三元共混的问题？另外，所用的这种回收薄膜有些还喷了镭射粉（含金属成分），有没有影响？谁能提供这种相容助剂？

答：同时带有酯键、乙烯基团的聚合物有马来酸酐接枝聚乙烯（PE－g－MAH）、乙烯－丙烯酸甲酯共聚物（EMA）。强度差，料条发泡，说明成分之间发生了化学反应，PE与PC、PET几乎不会发生反应；PC和PET之间有可能发生酯交换反应，因为是回收料，还可能有别的成分在里面，要仔细分析。使用甲基丙烯酯缩水甘油酯接枝聚乙烯（PE－g－GMA）应该可以，这种复合材料最好再加点乙烯丙烯酸共聚物（EAA）以提高黏结性。

镭射粉的金属成分促进了PC与PET之间的反应，共混过程中不用去除镭射粉，抑制其活性就可以。原料在加工前要烘一下，AX8900多加点；另外一个就是加工温度的控制，根据各组分的不同比例控制加工温度，除AX8900外，加一个抑制酯交换反应的助剂。

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问：请问偶联剂和马来酸酐接枝相容剂的区别主要是什么，制备填充聚丙烯（PP）时，加哪种效果更好？是钛酸酯偶联剂？硅烷偶联剂？还是马来酸酐接枝PP呢？

答：偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其他聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作“分子桥”，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等。偶联剂用于橡胶工业中可提高轮胎、胶板、胶管、胶鞋等产品的耐磨性和耐老化性能，并且能减小天然橡胶的用量，从而降低成本。偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强增强材料与树脂之间的黏合强度，提高复合材料的性能，同时还可以防止其他介质向界面渗透，改善界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。按偶联剂的化学结构及组成分为有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物4大类。

相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂，应用在塑料改性中，能得到性能很好的共混材料。目前比较好的相容剂通常以马来酸酐接枝，马来酸酐单体和其他单体相比极性比较强，增容效果比较好。马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂，主要用于无卤阻燃、填充、玻纤增强、增韧、金属黏结、合金相容等，能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，从而提高复合材料的力学强度。马来酸酐接枝相容剂可改善无机填料与有机树脂的相容性，提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流动性，提高表面光洁度。

偶联剂改善的是聚合物与无机填料之间的界面黏结，相容剂一般是相对于两种不同聚合物而言，所以如果只是玻纤增强PP的话就没必要再加相容剂，除非还有其他聚合物组分，例如弹性体之类的增韧剂。如果一定要同时使用，最好是先用偶联剂处理玻纤再添加到基体中。

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问：PE木塑复合材料使用什么相容剂最好？

答：应用于木塑复合材料的相容剂主要有两类：（1）极性单体（如MAH、丙烯酸、丙烯酸酯）和非极性烯烃单体（如乙烯、丙烯、苯乙烯）形成的二元或三元共聚物，例如乙烯－乙酸乙烯共聚物、乙烯－丙烯酸酯共聚物等；（2）在热塑性弹性体或聚烯烃中接枝了极性单体的接枝共聚物，接枝单体有MAH、丙烯酸、丙烯酸丁醋、丙烯酸酸胺、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）等。最常见的接枝单体是MAH，接枝共聚物包括PP－g－MAH、PE－g－MAH、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶（EPDM－g－MAH）、SBS－g－MAH等。

这些相容剂中大部分含有羧基或酯基等极性基团，能够与植物纤维中的极性基团发生酯化反应或形成氢键，从而降低植物纤维的极性和吸湿性。并且相容剂中还含有与聚合物相容性较好的非极性链段，起着类似“桥梁”的作用将植物纤维和聚合物界面有效地黏结在一起，提高两者的界面黏结性能。推荐的相容剂有CB101、乙烯－辛烯共聚物（POE）、马来酸酐接枝聚合物等。

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