塑料相容劑專題

編者按：相容劑是一種新型功能塑料助劑，也叫增容劑、高分子偶聯(lián)劑、大分子有機(jī)聚合物相容劑。相容劑是為了克服一些聚合物在共混時(shí)相容性差的缺點(diǎn)，其作用是降低界面張力，加入的第三組分增大界面層厚度，阻止分散相凝聚，穩(wěn)定已形成的相形態(tài)結(jié)構(gòu)，以增加兩種聚合物的相容性，使之相互間黏結(jié)力增大，形成穩(wěn)定的共混結(jié)構(gòu)。聚合物共混改性的關(guān)鍵是提高不同聚合物的相容性，而加入適量的相容劑能使其具有良好的相容性。解決共混物在注塑、擠出等加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生分層、表面出現(xiàn)脫皮、制品強(qiáng)度低等問題。論壇里面的很多壇友對(duì)相容劑進(jìn)行了深入的討論，現(xiàn)將一部分帖子整理如下，供讀者參考。我刊今后將不定期將“中塑互聯(lián)，http：／／bbs.ourplas.cn”上優(yōu)秀的帖子整理刊發(fā)，敬請(qǐng)讀者關(guān)注。

問：聚碳酸酯（PC）／丙烯腈－苯乙烯－丙烯酸酯共聚物（ASA）合金用什么相容劑？有誰做過PC／ASA合金，相容劑用甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物（MBS）行嗎？PC／ASA跟PC／丙烯腈－丙烯酸酯－苯乙烯共聚物（ABS）有什么本質(zhì)上的區(qū)別？目前只知道PC／ASA比PC／ABS的耐候性要好，其他性能方面的差異不是很清楚。還有就是采用什么阻燃劑比較好？

答：ASA塑料屬于沖擊改性的苯乙烯－丙烯腈共聚物（SAN）類塑料，形態(tài)結(jié)構(gòu)與ABS塑料很相近。與ABS不同，ASA使用的丙烯酸酯彈性體沒有不飽和的雙鍵，所以能夠得到耐候性的產(chǎn)品。PC／ASA合金與純ASA相比，熱變形溫度能提高到130℃，此外還具有極高的韌性，一般帶丙烯酸酯鍵的增容劑可有效加強(qiáng)PC／ASA的連續(xù)結(jié)構(gòu)相，比如MBS，所以采用MBS是正確的，但注意質(zhì)量上乘的為好。

PC／ASA合金可以試用一下SAG－002作為相容劑。SAG－002的主鏈與丙烯腈－苯乙烯共聚物（AS）、ABS、ASA等苯乙烯樹脂具有極好的相容性；側(cè)鏈的環(huán)氧基團(tuán)具有極高的化學(xué)反應(yīng)活性，可與聚酰胺（PA）、PC、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）端基發(fā)生反應(yīng)?？梢宰鳛橄嗳輨┯糜诒揭蚁╊悩渲捌涔不旄男怨こ趟芰希鏟A／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。能夠改良上述合金的力學(xué)性能，作為聚酯類合金的相容劑時(shí)，3.2mm缺口沖擊強(qiáng)度可以提高8～10倍，材料表現(xiàn)為超韌化。

考慮阻燃的時(shí)候，可以使用有鹵或無鹵阻燃體系。有鹵阻燃體系的溴系阻燃劑對(duì)沖擊和熱變形溫度影響較小。無鹵阻燃體系的磷系阻燃劑對(duì)沖擊和熱變形溫度影響較大，但能起到提高剛性的效果。

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問：玻纖增強(qiáng)PC／ABS用什么相容劑比較好？力學(xué)性能指標(biāo)一般是多少？為什么所做的產(chǎn)品比較脆？

答：主要看做什么產(chǎn)品。高強(qiáng)度和剛性的用馬來酸酐接枝ABS（ABS－g－MAH）或馬來酸酐接枝聚苯乙烯（PS－g－MAH），增韌的用馬來酸酐接枝苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物（SBS－g－MAH），還可以選擇苯乙烯馬來酸酐共聚物（SMA）。

至于產(chǎn)品發(fā)脆，可能有以下原因：

（1）PC與ABS配比有問題；

（2）螺桿組合有問題，特別是填加玻纖，既不要剪切太大，又不可剪切太?。?/p>

（3）溫度要控制好；

（4）配方要合理。

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問：有什么相容劑適用于PC／PET／PE－HD合金？?jī)H僅使用AX8900不能解決PC／PET／PE－HD復(fù)合膜（不是合金，是多層粘合膜）混煉的問題，造粒可看出內(nèi)部有泡孔，強(qiáng)度極低，請(qǐng)問是不是還應(yīng)改善PE－HD與PC相容的問題？有沒有一種相容劑同時(shí)帶有酯鍵和乙烯基團(tuán)，以解決三元共混的問題？另外，所用的這種回收薄膜有些還噴了鐳射粉（含金屬成分），有沒有影響？誰能提供這種相容助劑？

答：同時(shí)帶有酯鍵、乙烯基團(tuán)的聚合物有馬來酸酐接枝聚乙烯（PE－g－MAH）、乙烯－丙烯酸甲酯共聚物（EMA）。強(qiáng)度差，料條發(fā)泡，說明成分之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，PE與PC、PET幾乎不會(huì)發(fā)生反應(yīng)；PC和PET之間有可能發(fā)生酯交換反應(yīng)，因?yàn)槭腔厥樟希€可能有別的成分在里面，要仔細(xì)分析。使用甲基丙烯酯縮水甘油酯接枝聚乙烯（PE－g－GMA）應(yīng)該可以，這種復(fù)合材料最好再加點(diǎn)乙烯丙烯酸共聚物（EAA）以提高黏結(jié)性。

鐳射粉的金屬成分促進(jìn)了PC與PET之間的反應(yīng)，共混過程中不用去除鐳射粉，抑制其活性就可以。原料在加工前要烘一下，AX8900多加點(diǎn)；另外一個(gè)就是加工溫度的控制，根據(jù)各組分的不同比例控制加工溫度，除AX8900外，加一個(gè)抑制酯交換反應(yīng)的助劑。

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問：請(qǐng)問偶聯(lián)劑和馬來酸酐接枝相容劑的區(qū)別主要是什么，制備填充聚丙烯（PP）時(shí)，加哪種效果更好？是鈦酸酯偶聯(lián)劑？硅烷偶聯(lián)劑？還是馬來酸酐接枝PP呢？

答：偶聯(lián)劑是一類具有兩不同性質(zhì)官能團(tuán)的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是分子中含有化學(xué)性質(zhì)不同的兩個(gè)基團(tuán)，一個(gè)是親無機(jī)物的基團(tuán)，易與無機(jī)物表面起化學(xué)反應(yīng)；另一個(gè)是親有機(jī)物的基團(tuán)，能與合成樹脂或其他聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或生成氫鍵溶于其中。因此偶聯(lián)劑被稱作“分子橋”，用以改善無機(jī)物與有機(jī)物之間的界面作用，從而大大提高復(fù)合材料的性能，如物理性能、電性能、熱性能、光性能等。偶聯(lián)劑用于橡膠工業(yè)中可提高輪胎、膠板、膠管、膠鞋等產(chǎn)品的耐磨性和耐老化性能，并且能減小天然橡膠的用量，從而降低成本。偶聯(lián)劑在復(fù)合材料中的作用在于它既能與增強(qiáng)材料表面的某些基團(tuán)反應(yīng)，又能與基體樹脂反應(yīng)，在增強(qiáng)材料與樹脂基體之間形成一個(gè)界面層，界面層能傳遞應(yīng)力，從而增強(qiáng)增強(qiáng)材料與樹脂之間的黏合強(qiáng)度，提高復(fù)合材料的性能，同時(shí)還可以防止其他介質(zhì)向界面滲透，改善界面狀態(tài)，有利于制品的耐老化、耐應(yīng)力及電絕緣性能。按偶聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)及組成分為有機(jī)鉻絡(luò)合物、硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸化合物4大類。

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(jié)合在一體，進(jìn)而得到穩(wěn)定的共混物的助劑，應(yīng)用在塑料改性中，能得到性能很好的共混材料。目前比較好的相容劑通常以馬來酸酐接枝，馬來酸酐單體和其他單體相比極性比較強(qiáng)，增容效果比較好。馬來酸酐接枝相容劑通過引入強(qiáng)極性反應(yīng)性基團(tuán)，使材料具有高的極性和反應(yīng)性，是一種高分子界面偶聯(lián)劑、相容劑、分散促進(jìn)劑，主要用于無鹵阻燃、填充、玻纖增強(qiáng)、增韌、金屬黏結(jié)、合金相容等，能大大提高復(fù)合材料的相容性和填料的分散性，從而提高復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度。馬來酸酐接枝相容劑可改善無機(jī)填料與有機(jī)樹脂的相容性，提高產(chǎn)品的拉伸、沖擊強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)高填充，減少樹脂用量，改善加工流動(dòng)性，提高表面光潔度。

偶聯(lián)劑改善的是聚合物與無機(jī)填料之間的界面黏結(jié)，相容劑一般是相對(duì)于兩種不同聚合物而言，所以如果只是玻纖增強(qiáng)PP的話就沒必要再加相容劑，除非還有其他聚合物組分，例如彈性體之類的增韌劑。如果一定要同時(shí)使用，最好是先用偶聯(lián)劑處理玻纖再添加到基體中。

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問：PE木塑復(fù)合材料使用什么相容劑最好？

答：應(yīng)用于木塑復(fù)合材料的相容劑主要有兩類：（1）極性單體（如MAH、丙烯酸、丙烯酸酯）和非極性烯烴單體（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）在熱塑性彈性體或聚烯烴中接枝了極性單體的接枝共聚物，接枝單體有MAH、丙烯酸、丙烯酸丁醋、丙烯酸酸胺、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）等。最常見的接枝單體是MAH，接枝共聚物包括PP－g－MAH、PE－g－MAH、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠（EPDM－g－MAH）、SBS－g－MAH等。

這些相容劑中大部分含有羧基或酯基等極性基團(tuán)，能夠與植物纖維中的極性基團(tuán)發(fā)生酯化反應(yīng)或形成氫鍵，從而降低植物纖維的極性和吸濕性。并且相容劑中還含有與聚合物相容性較好的非極性鏈段，起著類似“橋梁”的作用將植物纖維和聚合物界面有效地黏結(jié)在一起，提高兩者的界面黏結(jié)性能。推薦的相容劑有CB101、乙烯－辛烯共聚物（POE）、馬來酸酐接枝聚合物等。

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