共混物的制备方法与设备.

• 选择熔体共混法时应注意： 1.各混合组分均应为易熔聚合物; 2.共混组分的Tf应相近，Td也应相近； 3.共混组分应具有相近的熔体粘度； 4.共混组分的弹性模量值不应悬殊过大; 5.避免混炼时间过长而发生降解；
3.溶液共混法
• 将共混组分加入到共同溶剂中搅拌溶解混 合均匀，然后加热蒸出溶剂或加入非溶剂 共沉淀以获得共混物的方法。 • 此法应用场合： 1.难熔易溶的共混组分； 2.直接以溶液状态使用的场合； 3.用于相容性方面的研究。
• 聚合物干粉混合的同时，也可加入增塑剂、 润滑剂、防老剂、着色剂以及填料等各种 配合剂。 • 经干粉共混所得物料，在某些情况下可直 接用于压制、压延、注射或挤出成型，也 往往经过挤出造粒后再用以成型。
此法优点：设备简单、操作容易。
此法缺点：①所用聚合物原料必须呈细粉状， 若原料颗粒较大，需粉碎，但韧性大的聚合 物粉碎困难；②干粉混合温度低于其Tf，物 料不易流动，故混合分散效果较差。共混物 的相畴较粗大，制品的性能受到一定的影响。 • 适于此法的场合： 1.某些难溶难熔的聚合物共混体系； 2.组分间相容性较好，且某些组分用量较少。
• 接枝共聚－共混法的典型操作程序如下：
单体Ⅱ 引发剂或
制备聚合物Ⅰ
均匀溶解
加热
溶解(胀)
接枝共聚 以聚合物Ⅰ为骨架接枝聚合物Ⅱ 单体Ⅱ均聚 聚合物Ⅱ 原聚合物Ⅰ 聚合物Ⅰ
共混物
• 由上所示，共聚物中由于接枝共聚组分的 存在促进了两种聚合物组分的相溶，所以 接枝共聚－共混产物的相畴较机械共混法 的产物相畴微细。
• 剪切——剪切作用是依靠剪切力促使颗粒 产生变形（偏转和拉长）以使破碎分散。 • 剪切的效果同剪切力的大小、作用力的距 离和作用力的方向有关。剪切力越大，作 用力的距离越小，剪切力作用互为90°的 交替方向变化时，混合效果越好。 • 由于聚合物的熔体（或溶液）粘度较大， 所以其物理共混过程主要凭借对流和剪切 两种作用完成。
6定的设备来完成，故也称之为 机械共混法，相应的设备称为混合或混炼 设备。
• 物理共混中可能会由于强剪切作用而形成 少量的共聚物。
1.干粉共混法
• 将两种或两种以上品种不同的细粉状聚合 物在各种通用的塑料混合设备中加以混合， 形成各组分均匀分散的粉状聚合物 的方法 称为干粉（粉料）共混法。 • 常用设备：球磨机，V型混合机，倒锥式混 合机，Z型捏合机，高速混合机等。 以上设备大多常温操作，能产生较大的剪 切作用。
2.熔体共混法
• 熔体共混法有称熔融共混法。此法是将共 混组分在其Tf以上用混炼设备制取聚合物 共熔体，然后再冷却，粉碎或造粒的方法。 其工艺过程示意图如下：
• 初混合设备类似于干粉混合设备。
• 混炼设备主要有：双辊混炼机，密闭式混 炼机，单螺杆挤出机。 此法优点： 1.共混原料的粒度要求不严格； 2.混炼设备的强剪切作用使共混组分混合效 果较好，制品相畴较小； 3.可能形成一定数量的接枝或嵌段共聚物， 从而促进组分之间的相容。
第六章
6.1制备方法
6.1制备方法 制备聚合物共混物的方法主要有物理共混 法和共聚－共混法（化学共混法）两类， 此外还有较新的IPN（互穿聚合物网络）法。 各种共混法所制得共混物的理想形态结构 应为稳定的微观多相体系或亚微观多相体 系。这里所指的“稳定”是指共混物在成 型及使用过程中不产生宏观的相分离。
6.2物理法共混过程原理
1.混合过程
• 混合过程一般包括混合作用和分散作用两 方面的意义。 • 混合作用——指不同组分相互分散到对方所 占据的空间中，即使得两种（或多种）组 分所占空间得最初分布情况发生变化。以 均匀程度表示效果。
• 分散作用——指参与混合的组分发生颗粒 尺寸减小的变化。极端情况达到分子程度 的分散。以分散程度表示其效果。 • 在聚合物共混中，混合作用和分散作用大 多同时存在。
6.1.3 IPN法
• IPN法形成互穿网络聚合物共混物，是一种 以化学法制备物理共混物的方法。 • 其典型操作是先制备一交联聚合物网络 （聚合物Ⅰ），将其在含有活化剂和交联 剂的第二种聚合物单体中溶胀，然后第二 种单体聚合，于是两交联聚合物网络相互 贯穿，实现两种聚合物的共混。其相态为 两相连续结构，相分离因网络贯穿而无法 完全实现，称之为“强迫互溶”。
• 接枝共聚－共混法制得的共混物，其性能 通常优于机械共混法的产物，所以近年来 发展很快，应用范围推广。目前，主要用 于生产橡胶增韧塑料。例如HIPS及ABS（以 接枝法取代机械共混法）树脂，另外，橡 胶增韧PVC等也开始研究并用此法生产。
• 影响接枝共聚－共混产物性能的因素很多， 其中主要有原料聚合物组分Ⅰ和Ⅱ的性质， 比例，接枝链的长短，数量等。 • 此外制作共混物所用设备为一般聚合设备， 即间歇式聚合釜或釜式、塔式连续操作设 备。 • 在操作方式上除以上的本体法外，还有本 体－悬浮法,乳液法等。
6.3干粉共混设备
• 高速捏合（和）机 用途——树脂初混合 结构——如图 作用——剪切与对流 特点——产生效率高，混合效果好，物料适 应性强。
• Z型捏合机 用途——初混合 结构——如图 作用——剪切为主，分布混合 特点——适合于粘稠的物料
2.混合机理 • 物料得混合过程通常依靠扩散，对流和剪 切三种作用来完成。 • 扩散——指各组分的微粒总是从其浓度较 高的区域向浓度较低的区域迁移。 参与混合的各组分在不同区域的浓度差是 扩散作用的推动力。 • 对流——对流作用是各种物料在空间位置 上的相互变模。 机械作用（如搅拌）是促进对流作用的主 要手段。
4.乳液共混法
• 乳液共混法的基本操作是将不同种的聚合 物乳液一起搅拌混合均匀后，加入凝聚剂 使异种聚合物共沉析以形成聚合物共混体 系。
6.1.2共聚共混法
• 共聚－共混法制取混合物是一种化学方法， 不同于以物理法为主的机械共混法。共聚 －共混法又有接枝共聚和嵌段共聚之分， 在制取共混物方面，接枝共聚－共混法更 为重要。