塑料共混改性技术培训讲义
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2019-2020年人教统编塑料共混改性粒料的配制课件
熔融共混法由于共混物料处在熔融状态下，各种聚合物分
子之间的扩散和对流较为强烈，共混合效果明显高于其它方 法。 在混炼设备的强剪切力的作用下，有时会导致一部分聚合 物分子降解并生成接枝或嵌段共聚物，可促进聚合物分子之 间的相容。 熔融共混流程 要求：各组分工艺温度、粘度、弹性模量均相近。 共混设备
塑料阻燃合金：在PS、ABS、POM中混入PVC、CPE、PPO或 PPS，可提高合金阻燃性。
珍珠光彩制品：在PC中混入PMMA。
降低成本或提高性价比 工程塑料和聚烯烃的共混改性。 在PC、PSF中混入ABS或SAN后，既可改善性能，又可降低成 本。 废旧塑料回收
废旧聚合物的回收是必须解决的世界性难题，废旧高分 子材料的复合回收是主要途径之一，也是很有发展潜力的一 条途径，不同的废弃物共混回收已经被证明是可行的提高回 收制品性能的方法。
从热力学角度出发，聚合物共混物中有两种类型：①两 个组分能在分子水平上互相混合而形成均相体系；②不能达 到分子水平的混合，两个组分分别自成一相，共混物为非均 相体系。这两种共混物的聚集态结构具有不同的相形态特征， 而赋予它们不同的物理机械特性。
2.塑料共混改性的目的
均衡各聚合物组分的性能以改善材料的综合性能 例如：将PP与PE共混，制得的PP/PE共混物克服了聚丙
高分子合金（Polymer alloy）
在科学研究领域中，大多把具有良好的相容性的多组分聚 合物体系称为聚合物合金，其形态结构应为均相或微观非均相。
一般认为，那些相容性不很好，形态结构呈亚微观非均相 或宏观相分离的聚合物共混物不属于高分子合金之列；
另一方面，高分子合金却可包含嵌段和接枝共聚物，因为 他们具有可明显区分的高分子链（组分），并且一般不呈现宏 观的相分离。
子之间的扩散和对流较为强烈，共混合效果明显高于其它方 法。 在混炼设备的强剪切力的作用下，有时会导致一部分聚合 物分子降解并生成接枝或嵌段共聚物，可促进聚合物分子之 间的相容。 熔融共混流程 要求：各组分工艺温度、粘度、弹性模量均相近。 共混设备
塑料阻燃合金：在PS、ABS、POM中混入PVC、CPE、PPO或 PPS，可提高合金阻燃性。
珍珠光彩制品：在PC中混入PMMA。
降低成本或提高性价比 工程塑料和聚烯烃的共混改性。 在PC、PSF中混入ABS或SAN后，既可改善性能，又可降低成 本。 废旧塑料回收
废旧聚合物的回收是必须解决的世界性难题，废旧高分 子材料的复合回收是主要途径之一，也是很有发展潜力的一 条途径，不同的废弃物共混回收已经被证明是可行的提高回 收制品性能的方法。
从热力学角度出发，聚合物共混物中有两种类型：①两 个组分能在分子水平上互相混合而形成均相体系；②不能达 到分子水平的混合，两个组分分别自成一相，共混物为非均 相体系。这两种共混物的聚集态结构具有不同的相形态特征， 而赋予它们不同的物理机械特性。
2.塑料共混改性的目的
均衡各聚合物组分的性能以改善材料的综合性能 例如：将PP与PE共混，制得的PP/PE共混物克服了聚丙
高分子合金（Polymer alloy）
在科学研究领域中，大多把具有良好的相容性的多组分聚 合物体系称为聚合物合金，其形态结构应为均相或微观非均相。
一般认为，那些相容性不很好，形态结构呈亚微观非均相 或宏观相分离的聚合物共混物不属于高分子合金之列；
另一方面，高分子合金却可包含嵌段和接枝共聚物，因为 他们具有可明显区分的高分子链（组分），并且一般不呈现宏 观的相分离。
聚丙烯的共混改性优秀课件
二、PP/尼龙６（ＰＡ６）共混体系
聚酰胺（PA）具有较高的强度、耐磨性和抗疲劳性，抗 冲击性能较好，广泛应用于工程领域。尼龙6（PA6）是PA中 最韧的一种，它具有弹性好、冲击和拉伸强度高、耐磨和加 工流动性好等优点，但也存在吸水性大、吸水后冲击强度和 弹性模量下降、形状和尺寸稳定性变差等缺点。
安徽建筑大学
8
将PP与PA6共混不仅可达到增韧PP的目的，使其耐磨性 、刚性等得到改善，还可以改善PA6尺寸稳定性等，克服了 PP及PA6各自固有的缺点，性能上取长补短，而且由于PP价 格低廉。因此，对于PP与PA6共混，人们进行了大量的研究 。但PP是一个非极性的高聚物，在大分子链上无可反应的 基团，其溶解度参数为8.2~9.2，而PA6大分子链节中含有 酰胺基团，是一个极性很强的聚合物，其溶解度参数达 12.7，因此，PP与PA6是严格的不相容体系。需要在共混物 中加入增容剂，以改善体系的相容性。
安徽建筑大学
13
目前解决相容性的主要方法还是加入带反应性官能团的 增容剂与PA6和PP共混，使增容剂与PA6在共混过程中生成 具有增容作用的共聚物，实现PA6与PP相容性共混，进而影 响PP/PA6共混物的微观结构和性能。早期的研究者认为， 共混过程中增容剂发生了迁移，分布到了PP和PA6两相界面 上，减小了两相界面张力，产生了一种强的物理相互作用 ，与液—液不相容体系的乳化机制相似。后来研究者发现 ，增容剂能与PA6反应生成新的共聚物，正是该共聚物对 PP、PA6起实质性的增容作用，即通过相间的化学反应，产 生类似于聚合物—玻纤或矿物填料的偶联机制，增容剂可 视为一种聚合物—聚合物化学偶联剂。已研究的增容剂主
安徽建筑大学
4
下面主要介绍几种塑料、橡胶和热塑性弹性体对PP共混增 韧改性。
聚酰胺（PA）具有较高的强度、耐磨性和抗疲劳性，抗 冲击性能较好，广泛应用于工程领域。尼龙6（PA6）是PA中 最韧的一种，它具有弹性好、冲击和拉伸强度高、耐磨和加 工流动性好等优点，但也存在吸水性大、吸水后冲击强度和 弹性模量下降、形状和尺寸稳定性变差等缺点。
安徽建筑大学
8
将PP与PA6共混不仅可达到增韧PP的目的，使其耐磨性 、刚性等得到改善，还可以改善PA6尺寸稳定性等，克服了 PP及PA6各自固有的缺点，性能上取长补短，而且由于PP价 格低廉。因此，对于PP与PA6共混，人们进行了大量的研究 。但PP是一个非极性的高聚物，在大分子链上无可反应的 基团，其溶解度参数为8.2~9.2，而PA6大分子链节中含有 酰胺基团，是一个极性很强的聚合物，其溶解度参数达 12.7，因此，PP与PA6是严格的不相容体系。需要在共混物 中加入增容剂，以改善体系的相容性。
安徽建筑大学
13
目前解决相容性的主要方法还是加入带反应性官能团的 增容剂与PA6和PP共混，使增容剂与PA6在共混过程中生成 具有增容作用的共聚物，实现PA6与PP相容性共混，进而影 响PP/PA6共混物的微观结构和性能。早期的研究者认为， 共混过程中增容剂发生了迁移，分布到了PP和PA6两相界面 上，减小了两相界面张力，产生了一种强的物理相互作用 ，与液—液不相容体系的乳化机制相似。后来研究者发现 ，增容剂能与PA6反应生成新的共聚物，正是该共聚物对 PP、PA6起实质性的增容作用，即通过相间的化学反应，产 生类似于聚合物—玻纤或矿物填料的偶联机制，增容剂可 视为一种聚合物—聚合物化学偶联剂。已研究的增容剂主
安徽建筑大学
4
下面主要介绍几种塑料、橡胶和热塑性弹性体对PP共混增 韧改性。
PP与PE共混改性
原料的称量与干燥
称量： 称量：用电子秤分别称取 PP 850g 、LDPE 150g 设备： 设备：干燥机 塑料名称 PP LDPE 吸水率 0.01%~0.04 % <0.01% 干燥温度 80~100℃ ℃ （热风循环） 70~80℃ ℃ 干燥时间 2小时左右 小时左右 1～2小时 ～ 小时
注：PP，LDPE为非极性的结晶塑料，吸水率很低， ， 为非极性的结晶塑料，吸水率很低， 为非极性的结晶塑料 一般可不干燥。 一般可不干燥。
PP与PP/LDPE共混流变性检测 与 共混流变性检测
仪 器 物（混）料 量 切出样条规 格 温度设 切样时 间 定
熔体流动速率仪 砝码： （砝码：21.18g 电子秤、 ） 、电子秤、天 平
5g
长1~2.5cm
230℃ ℃
30s
试验注意事项： 试验注意事项：
• 试验前需对物料进行干燥将所用仪器、容器进行洁净 试验前需对物料进行干燥将所用仪器、 • 加料需在一分钟内完成并用压料杆压紧物料 • 样条要求：无气泡，不发黄，无杂质，外观良好 样条要求：无气泡，不发黄，无杂质， • 样条冷却后，分别称量 精确至 样条冷却后，分别称量(精确至 精确至0.1mg)。若所切样条中的 。 重量最大值和最小值超过其平均值10％，试验必须重做。 ％，试验必须重做 重量最大值和最小值超过其平均值 ％，试验必须重做。
1. 吸湿性小 易发生融体破裂 容易高温热氧老化，长期与热金属 吸湿性小,易发生融体破裂 容易高温热氧老化， 易发生融体破裂,容易高温热氧老化 接触易分解。 接触易分解。 2. PP熔体的粘度随剪切速率的增大而降低。 熔体的粘度随剪切速率的增大而降低。 熔体的粘度随剪切速率的增大而降低 3.保压时间长，制品的收缩率低，但由于凝封压力增加，制品会 保压时间长，制品的收缩率低，但由于凝封压力增加， 保压时间长 产生内应力，故保压时间不能太长。 产生内应力，故保压时间不能太长。 4.塑料壁厚须均匀 避免缺胶 尖角 以防应力集中。 塑料壁厚须均匀,避免缺胶 尖角,以防应力集中 塑料壁厚须均匀 避免缺胶,尖角 以防应力集中。 5.收缩范围及收缩值大 易发生缩孔 凹痕 变形。 收缩范围及收缩值大,易发生缩孔 凹痕,变形 收缩范围及收缩值大 易发生缩孔.凹痕
塑料改性技术 ppt课件
POE、PE、MBS、SEBS、EPDM、EVA、其他橡胶增 韧剂
作用：
使材料变的柔韧有弹性，避免脆性断裂，甚至任意弯曲 都不断，但强度会降低。
相关指标：
冲击强度MPa=材料破坏时吸收的冲击能量/断裂面积
（悬臂梁Izod，简支梁Charpy法，落球冲击）
断裂伸长率%=材料断裂时增加的长度/标距 9
1.2.4阻燃消烟改性
方法： 树脂+主阻燃剂+辅助阻燃剂+抑烟剂+抗滴落剂…..
常用材料： 十溴二苯醚DBDPO---溴含量85%，阻燃效果最好，不环保，析出
严重， 十溴二苯乙烷----溴含量83%，阻燃效果较好，环保，析出，热稳定
性较DBDPO好。 溴化环氧BER----溴含量53%，添加量较大，环保，不析出，330℃
PC
聚碳酸酯
花果臭味。
ABS
丙烯晴-丁二烯- 淡黄色不透明粒子，可燃烧，黄色火焰明亮，有黑烟，特殊肉桂气味。
苯乙烯共聚
燃烧时火焰上黄下绿，有白烟，有刺激性酸味，离火即灭。
PVC
聚氯乙烯
燃烧非常迅速，火焰明亮上黄下蓝，滴落，强烈的甲醛气味。
POM
聚甲醛
18
电气电子设备中限制使用某些有害物质（RoHS）指令
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
1 塑料改性基本概念和方法
几点说明：
1. 针对我们公司的客观条件，根据改性的目的，介绍最 常用、最重要的改性方法。
2. 以下提到的指标适用于绝大多数树脂原料和改性产品， 且非常重要。
3. 以下介绍的改性方法，主要是针对热塑性塑料。 4. 本公司产品不涉及POM、PVC。
作用：
使材料变的柔韧有弹性，避免脆性断裂，甚至任意弯曲 都不断，但强度会降低。
相关指标：
冲击强度MPa=材料破坏时吸收的冲击能量/断裂面积
（悬臂梁Izod，简支梁Charpy法，落球冲击）
断裂伸长率%=材料断裂时增加的长度/标距 9
1.2.4阻燃消烟改性
方法： 树脂+主阻燃剂+辅助阻燃剂+抑烟剂+抗滴落剂…..
常用材料： 十溴二苯醚DBDPO---溴含量85%，阻燃效果最好，不环保，析出
严重， 十溴二苯乙烷----溴含量83%，阻燃效果较好，环保，析出，热稳定
性较DBDPO好。 溴化环氧BER----溴含量53%，添加量较大，环保，不析出，330℃
PC
聚碳酸酯
花果臭味。
ABS
丙烯晴-丁二烯- 淡黄色不透明粒子，可燃烧，黄色火焰明亮，有黑烟，特殊肉桂气味。
苯乙烯共聚
燃烧时火焰上黄下绿，有白烟，有刺激性酸味，离火即灭。
PVC
聚氯乙烯
燃烧非常迅速，火焰明亮上黄下蓝，滴落，强烈的甲醛气味。
POM
聚甲醛
18
电气电子设备中限制使用某些有害物质（RoHS）指令
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
1 塑料改性基本概念和方法
几点说明：
1. 针对我们公司的客观条件，根据改性的目的，介绍最 常用、最重要的改性方法。
2. 以下提到的指标适用于绝大多数树脂原料和改性产品， 且非常重要。
3. 以下介绍的改性方法，主要是针对热塑性塑料。 4. 本公司产品不涉及POM、PVC。
PP与PE共混改性PPT优秀课件
16
试验流程：
称取试样 调温 机器预热 投料
称量
计算
出料
MFR计算公式 ： 600W/t
单位:g/min
m——切取样条质量的算术平均值 t——切取时间间隔
17
实验数据统计：
试样 数量
（个 ）
总量 (g )
单量 (g )
MFR
(g/10 min)
PP 7
1.2 0.171 3.4 4
PP/LD 6
断裂力值 (N) 893.7
二
三
四
75
75
50
1500 1200 1500
1090.9 1116.4 未
14.2 15.4
拉
断
1090.5 1116.1
973.4 953.0
22
燃烧试验
• 仪器：铁架台，酒精喷灯，秒表 • 试样规格：长8.76㎝ • 试验过程：
各取PP，PP/LDPE试样五个，分别放在铁架台上 作水平燃烧试验，记录其在1min内所燃烧的长度。
• ④夹具夹持试样时，试样纵轴与上，下夹具中心线重合， 并防止试样滑脱，或断在夹具内。
• ⑤试样断裂在中间平行部分之外时，应另取试样补做。
21
实验数据统计：
PP
实验一
拉伸速度
100
(mm/min)
拉伸力值 (N) 1500
最大力值 (N) 1121.0
最大位移（ 19.5 mm) 应服力值 (N) 1120.8
前言
1951 年制成了结晶聚丙烯,此后发展了PP/ PE 共混物，通过对聚丙烯进行共混改性,克服其纸 温脆性、易老化、耐候性差等缺点,使其综合性 能大大提高,进入了工程塑料领域,并成为通用工 程塑料及合金的强用力的对手。
试验流程：
称取试样 调温 机器预热 投料
称量
计算
出料
MFR计算公式 ： 600W/t
单位:g/min
m——切取样条质量的算术平均值 t——切取时间间隔
17
实验数据统计：
试样 数量
（个 ）
总量 (g )
单量 (g )
MFR
(g/10 min)
PP 7
1.2 0.171 3.4 4
PP/LD 6
断裂力值 (N) 893.7
二
三
四
75
75
50
1500 1200 1500
1090.9 1116.4 未
14.2 15.4
拉
断
1090.5 1116.1
973.4 953.0
22
燃烧试验
• 仪器：铁架台，酒精喷灯，秒表 • 试样规格：长8.76㎝ • 试验过程：
各取PP，PP/LDPE试样五个，分别放在铁架台上 作水平燃烧试验，记录其在1min内所燃烧的长度。
• ④夹具夹持试样时，试样纵轴与上，下夹具中心线重合， 并防止试样滑脱，或断在夹具内。
• ⑤试样断裂在中间平行部分之外时，应另取试样补做。
21
实验数据统计：
PP
实验一
拉伸速度
100
(mm/min)
拉伸力值 (N) 1500
最大力值 (N) 1121.0
最大位移（ 19.5 mm) 应服力值 (N) 1120.8
前言
1951 年制成了结晶聚丙烯,此后发展了PP/ PE 共混物，通过对聚丙烯进行共混改性,克服其纸 温脆性、易老化、耐候性差等缺点,使其综合性 能大大提高,进入了工程塑料领域,并成为通用工 程塑料及合金的强用力的对手。
通用塑料-聚乙烯的共混改性
共混改性
通用塑料——
聚乙烯（PE）的共混改性
• 聚乙烯是最重要的通用塑料之一，应 用广泛，产量居各种塑料首位。聚乙 烯是由乙烯聚合而得到的高分子化合 物，具有优良的耐酸、碱以及耐极性 化学物质腐蚀的性质。其来源丰富， 价格便宜，电气性质和加工性质优良， 广泛应用于日用品。包装、汽车、建 筑以及家用电器等方面。
聚乙烯与其他聚合物的共混
1. 聚乙烯大量用于生产包装、装饰薄膜， 但其印刷性不良，因此要设法提高聚乙烯 与油墨的粘结力。提高聚乙烯印刷性的措 施有： （ 1 ）用硫酸、铬酸的高浓度水溶液浸 渍聚合物表面，由于酸的氧化作用使聚合 物表面生成羧基等极性基团。 （ 2 ）用热空气和火焰加热氧化聚合物 表面。 （3）电晕放电处理聚合物表面。 （4）聚合物中加入表面活性剂。 2. 由于以上方法均需特殊处理，使操作复 杂化。聚乙烯与印刷性能良好的聚合物共 混以改善印刷性能的方法效果显著，操作 简单。例如：聚丙烯酸酯类树脂改性高密 度聚乙烯，优点是提高了油墨对聚乙烯的 粘结力，缺点是拉伸强度及伸长率有所下 降。
• LLDPE主要用于吹塑薄膜、编织袋、管材、中空 制品、复合薄膜及交联发泡制品，还可与一些橡 胶或其他塑料（如LDPE、HDPE、PP等）进行 掺混。 • VLDPE目前可以代替热塑性聚氨酯、EVA做管、 瓶、桶内衬、密封件、垫圈、电缆、玩具等；还 可代替聚氯乙烯作医用软管、热收缩膜、拉伸包 装膜等。也可以作为抗冲击改性剂，提高其他材 料的抗冲击、耐穿刺和柔韧性。 • ULDPE作为添加剂，可改善薄膜的抗冲击强度、 抗撕裂强 比例及CPE中氯含量的关系 如下图： 由图可见，采用CPE含氯 量较高者作为HDPE的改 性剂时效果较好。 CPE具有优良的耐燃性， 所以将其掺入PE可以提高 后者耐燃性，若同时加入 三氧化二锑，则耐燃改性 的效果更显著。
通用塑料——
聚乙烯（PE）的共混改性
• 聚乙烯是最重要的通用塑料之一，应 用广泛，产量居各种塑料首位。聚乙 烯是由乙烯聚合而得到的高分子化合 物，具有优良的耐酸、碱以及耐极性 化学物质腐蚀的性质。其来源丰富， 价格便宜，电气性质和加工性质优良， 广泛应用于日用品。包装、汽车、建 筑以及家用电器等方面。
聚乙烯与其他聚合物的共混
1. 聚乙烯大量用于生产包装、装饰薄膜， 但其印刷性不良，因此要设法提高聚乙烯 与油墨的粘结力。提高聚乙烯印刷性的措 施有： （ 1 ）用硫酸、铬酸的高浓度水溶液浸 渍聚合物表面，由于酸的氧化作用使聚合 物表面生成羧基等极性基团。 （ 2 ）用热空气和火焰加热氧化聚合物 表面。 （3）电晕放电处理聚合物表面。 （4）聚合物中加入表面活性剂。 2. 由于以上方法均需特殊处理，使操作复 杂化。聚乙烯与印刷性能良好的聚合物共 混以改善印刷性能的方法效果显著，操作 简单。例如：聚丙烯酸酯类树脂改性高密 度聚乙烯，优点是提高了油墨对聚乙烯的 粘结力，缺点是拉伸强度及伸长率有所下 降。
• LLDPE主要用于吹塑薄膜、编织袋、管材、中空 制品、复合薄膜及交联发泡制品，还可与一些橡 胶或其他塑料（如LDPE、HDPE、PP等）进行 掺混。 • VLDPE目前可以代替热塑性聚氨酯、EVA做管、 瓶、桶内衬、密封件、垫圈、电缆、玩具等；还 可代替聚氯乙烯作医用软管、热收缩膜、拉伸包 装膜等。也可以作为抗冲击改性剂，提高其他材 料的抗冲击、耐穿刺和柔韧性。 • ULDPE作为添加剂，可改善薄膜的抗冲击强度、 抗撕裂强 比例及CPE中氯含量的关系 如下图： 由图可见，采用CPE含氯 量较高者作为HDPE的改 性剂时效果较好。 CPE具有优良的耐燃性， 所以将其掺入PE可以提高 后者耐燃性，若同时加入 三氧化二锑，则耐燃改性 的效果更显著。
改性工程塑料行业培训教程-2塑_料_的_成分_Microsoft_PowerPoint_幻灯片
塑料的主要成分是合成树脂。
何为树脂？
树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名， 如松香、虫胶等。 目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。 天然树脂：松香、虫胶......
树脂
合成树脂：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)......
塑料的成分
树脂约占塑料总重量的40%～100%。
有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或 少含添加剂，如有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。 塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但是 添加剂也起着十分重要的作用(强化或改性)。 所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形 状跟天然树脂中的松树脂相似，但它是经过化学 反应合成得到的具有可塑性的材料，而被称之为 塑料。
CH2
O
n
O
聚甲醛
CH3 O C CH3
O
O S
O
O
n
聚砜
O R' C O R' C n 聚氨酯 n 聚酯
O
R
O
C O
NH
R
NH
C
这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性， 易水解，醇解或酸解。 优点：耐热性好，强度高； 缺点：易水解； 这类聚合物主要用作工程塑料
元素高分子：分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge 等元素的高分子。如硅橡胶：
碳链 按主链结构 杂链 非碳链---元素有机高分子
按其热行为 热塑性 热固性
碳链高分子：分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分 子（大多由加聚得到）如：
CH2 CH2 n
X
Cl
CH3
COOCH3
X
特点：不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。
何为树脂？
树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名， 如松香、虫胶等。 目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。 天然树脂：松香、虫胶......
树脂
合成树脂：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)......
塑料的成分
树脂约占塑料总重量的40%～100%。
有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或 少含添加剂，如有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。 塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但是 添加剂也起着十分重要的作用(强化或改性)。 所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形 状跟天然树脂中的松树脂相似，但它是经过化学 反应合成得到的具有可塑性的材料，而被称之为 塑料。
CH2
O
n
O
聚甲醛
CH3 O C CH3
O
O S
O
O
n
聚砜
O R' C O R' C n 聚氨酯 n 聚酯
O
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O
C O
NH
R
NH
C
这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性， 易水解，醇解或酸解。 优点：耐热性好，强度高； 缺点：易水解； 这类聚合物主要用作工程塑料
元素高分子：分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge 等元素的高分子。如硅橡胶：
碳链 按主链结构 杂链 非碳链---元素有机高分子
按其热行为 热塑性 热固性
碳链高分子：分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分 子（大多由加聚得到）如：
CH2 CH2 n
X
Cl
CH3
COOCH3
X
特点：不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。
共混改性专题知识讲座
29
ABS
商品化ABS是由苯乙烯－丙烯腈旳无规共聚物(SAN)及其和橡胶 旳接枝共聚物构成，橡胶一般为聚丁二烯(PB)、丁腈橡胶(NBR)或丁 苯橡胶(SBR)等。
ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛旳聚合物共混物。它将 PS、PBR和PAN旳多种性能有机地统一起来，不但具有韧、硬、刚 相均衡旳优良力学性能，而且具有很好旳耐化学药物性、尺寸稳定性 、表面光泽度、耐低温特征、着色性能和加工流动性等优点，是一种 很主要旳工程塑料。
13
嵌段共聚物及嵌段共聚物/均聚物共混物形态构造模型
白色为组分A；黑色为组分B
14
相逆转（phase inversion）
• 聚合物共混物可在一定旳构成范围内发生相旳逆转，原来 是分散相旳组分变成连续相，而原来是连续相旳组分变成 份散相。
• 在相逆转旳构成范围内，常可形成两相交错、互锁旳共连 续形态构造，使共混物旳力学性能提升。这就为混合及加 工条件旳选择提供了一种主要根据。
二元共混物按相旳连续性可分为下列三种基本类型：
1. 单相连续构造； 2. 相互贯穿旳两相连续构造； 3. 两相互锁或交错构造。
3
1. 单相连续构造
• 指构成聚合物共混物旳两个相或者多种相中只有一种相连 续。此连续相可看作是分散介质，又称之为基体(matrix)， 其他旳相分散于连续相中，称为分散相(dispersed phase)，又称为相微区(phase domain)。
• 缺陷：性脆、冲击强度低、耐环境应力开裂性和耐热性差 • 改性目旳：提升抗冲性能。耐热性、耐环境应力开裂性和
阻燃性，同步保持其透明性、耐候性和表面光泽度。
25
机械共混法生产HIPS
将SBR／PS(15／85)经过 双辊筒混炼机(150℃左右，约 20min)或密炼机(为预防氧化可 充入氮气)共混，抗冲击PS旳冲 击强度不小于25KJ／m2，挠曲 强度高于60MPa，维卡软化温 度超出80℃。
ABS
商品化ABS是由苯乙烯－丙烯腈旳无规共聚物(SAN)及其和橡胶 旳接枝共聚物构成，橡胶一般为聚丁二烯(PB)、丁腈橡胶(NBR)或丁 苯橡胶(SBR)等。
ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛旳聚合物共混物。它将 PS、PBR和PAN旳多种性能有机地统一起来，不但具有韧、硬、刚 相均衡旳优良力学性能，而且具有很好旳耐化学药物性、尺寸稳定性 、表面光泽度、耐低温特征、着色性能和加工流动性等优点，是一种 很主要旳工程塑料。
13
嵌段共聚物及嵌段共聚物/均聚物共混物形态构造模型
白色为组分A；黑色为组分B
14
相逆转（phase inversion）
• 聚合物共混物可在一定旳构成范围内发生相旳逆转，原来 是分散相旳组分变成连续相，而原来是连续相旳组分变成 份散相。
• 在相逆转旳构成范围内，常可形成两相交错、互锁旳共连 续形态构造，使共混物旳力学性能提升。这就为混合及加 工条件旳选择提供了一种主要根据。
二元共混物按相旳连续性可分为下列三种基本类型：
1. 单相连续构造； 2. 相互贯穿旳两相连续构造； 3. 两相互锁或交错构造。
3
1. 单相连续构造
• 指构成聚合物共混物旳两个相或者多种相中只有一种相连 续。此连续相可看作是分散介质，又称之为基体(matrix)， 其他旳相分散于连续相中，称为分散相(dispersed phase)，又称为相微区(phase domain)。
• 缺陷：性脆、冲击强度低、耐环境应力开裂性和耐热性差 • 改性目旳：提升抗冲性能。耐热性、耐环境应力开裂性和
阻燃性，同步保持其透明性、耐候性和表面光泽度。
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机械共混法生产HIPS
将SBR／PS(15／85)经过 双辊筒混炼机(150℃左右，约 20min)或密炼机(为预防氧化可 充入氮气)共混，抗冲击PS旳冲 击强度不小于25KJ／m2，挠曲 强度高于60MPa，维卡软化温 度超出80℃。
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在这些收缩薄膜中，用量最大的是聚乙烯和聚 氯乙烯。
性能要求： GBT 13519-1992 聚乙烯热收缩薄膜.pdf GBT 19787-2005 包装材料 聚烯烃热收缩薄 膜.pdf QBT 2020/4/13 3632-1999 聚氯乙烯热收缩薄膜、套23管
2、选择原材料
用于收缩包装的薄膜主要有聚氯乙烯和聚乙烯薄膜，其次还 有聚丙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、离子型聚合物和 以些新型收缩薄膜。 1、PVC薄膜：作业性好，加工后透明、漂亮、封合部也美观 但其缺点是（1）冲击强度低，尤其低温脆性，因此作为工业 用的重型包装不如聚乙烯；（2）封合强度不高，熔封时、有 可能产生恶臭的腐蚀性气体；（3）使用含增塑剂的薄膜有可 能出现迁移粘连现象，薄膜会粘在商品上失去光泽。 2、PE薄膜：聚乙烯冲击强度度大、价格便宜、加工后的热 封部分强度高、破断少，故常用了运输包装，但其光降、透 明件等方面则不如PVC。
聚合物的共混改性。
2020/4/13
12
（2）填充改性
在聚合物基体中添加与基体组成和结构不同 的固体添加物以降低成本，或是聚合物制品的 性能有明显改变。
（3）纤维增强改性
在聚合物基体中加入增强材料（纤维）以改 进聚合物性能，特别是力学性能的改性方法
2020/4/13
13
（4）化学改性
通过聚合物的化学反应，改变大分子链上的原 子或原子团的种类及其结合方式，如嵌段和接枝共 聚、交联、互穿聚合物网络等化学的方法进行的改 性。
34
2、开机前工艺准备： ①确认口模和间隙是否符合生产制品要求； ②确认加热器温度（设置、加热、恒温等）； 如：LDPE(2102TN26)：温度（℃）：165-180-
190-180 ③确认机械传动等运行情况； ④按制品要求安装调整好剖刀、切刀、收卷轴等生
产器具
2020/4/13
35
3、开机
①主机起动前全部机组运转部分须供电备用；
2020/4/13
24
聚乙烯（PE）类型
PE种类：
1)低密度聚乙烯(LDPE)。 2)线形低密度聚乙烯(LLDPE)： 3)超低密度聚乙烯(U/VLDPE)。 4)高密度聚乙烯(HDPE)： 5)高分子量高密度聚乙烯(HMW—HDPF) 6)超高分子量聚乙烯(1UHMWPF)。 7)茂金属催化聚乙烯(mPE)， 8)可发性聚乙烯(EPE)。 9)回收聚乙烯(PCR)。 目前使用量最大的是LDPE、LLDPE和HDPE
2020/4/13
42
2、共混物形态结构 （1）形态类型 A 均相体系：
组分完全相容，形成分子级别分散的均一相 态。 B 非均相体系： 组分部分相容，体系由两组分各自单独相及 两相过渡区域组成。 C 术语：连续相、分散相、相畴
2020/4/13
43
思考：非均相体系中各相是以何种结构共存。
（2）非晶聚合物构成的多相体系结构 A 分散相形状不规则（P154—图4-3） B 分散相较规则（P154—图4-4） C 分散相为胞状结构或香肠状结构（P154—图4-5） D 分散相为片状结构（P154—图4-6）
2020/4/13
16
2、共混改性的方法
溶液共混法： 将共混聚合物溶解到共溶剂中，搅拌混合均匀或
将聚合物各组分分别溶解在混合均匀，然后加热驱除 溶剂而得到共混物。 乳液共混法：
将不同聚合物分别制成乳液，再将其混合搅拌均 匀后加入凝聚剂使聚合物共沉析而得到共混物。
2020/4/13
17
2、共混改性的方法
2020/4/13
37
5、停机 ①先停止供料，尽量挤净料筒内剩余的物料； ②逐渐降低主机转速至零，关闭主机； ③待薄膜卷取完毕，逐个关闭牵引、卷取等辅机。 ④关闭加热。 ⑤最后关闭电源、风包、气源。 6、停机后 清理操作现场。并进行诸项记录的填写。
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38
注意事项：
1、吹膜过程中因需要须停机换网时，必须关闭所有的加热电源。
一名组长。 • 项目成绩评定：nM=(M1+M2+···+Mn)
小组成绩M——老师评定 组员成绩M1、···、Mn——小组长评定
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• <5>参考资料
• 吴培熙 张留城 编著《聚合物共混改性原理及 工艺》、《聚合物共混改》
• 王国全编著《聚合物共混改性原理与应用 》 • 图书馆电子资源中读秀、维普、知网查询相关
科技论文。
2020/4/13
8
本次课的主要内容：
高分子材料的改性方法 共混改性的目的 共混改性的方法
能力目标：能区别不同的改性方法 知识目标： 1. 了解高分子改性的主要方法 2. 理解共混改性的目的及方法。
2020/4/13
9
• 通过什么方法可以改变现有原料性能？ • （1）改变分子运动状况 • （2）改变化学结构 • （3）添加其它物质
2020/4/13
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5、拟定实施步骤
（1）原材料及配方确定 （2）工艺选择及参数确定 （3）原材料准备，设备准备 （4）生产实施 （5）性能检验 （6）效果评价与分析
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31
课后任务：
预习薄膜吹塑成型机组的使用
2020/4/13
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任务二：啤酒包装用PE热收缩膜用料的制备
原材料准
（2）化学共混法：
共聚-共混： 包括接枝共聚共混和嵌段共聚共混
接枝共聚流程（聚合物1溶解到聚合物2单体中，使 单体聚合得到共混物）
如：HIPS（PS+BR/SBR接枝共聚）， ABS,MBS
IPN：（制备一种交联聚合物，在含有活化剂和交 联剂的另一种聚合物单体中溶解，然后聚合而形成互 相贯穿的网络聚合物共混物。
2020/4/13
40
项目一：啤酒包装用PE热收缩膜用料的制备
总结汇报
1、原料及配方 2、共混目的 3、共混工艺流程 4、产品质量标准及工艺控制要领 5、共混物结构分析
2020/4/13
41
任务三：分析共混物形态结构及影响因素
1、共混物形态 （1）完全相容： （举例：水和酒精） （2）部分相容： （举例：水和食盐） （3）完全不相容： （举例：水和油）
2020/4/13
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学习情境一：啤酒包装用PE热收缩膜用料的制备 任务一：共混原材料选择及方案拟定
任务分析： 1、热收缩膜及性能要求 2、选择原材料 3、确定成型工艺及设备 4、确定初步的工艺条件 5、拟定实施步骤
2020/4/13
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1、收缩膜及性能要求
热收缩薄膜是一种在生产过程中被拉伸定向而 在使用过程中受热收缩的一种塑料薄膜，因这种使 用功能而成为了一类收缩包装薄膜。
2020/4/13
5
• <3>学习内容及任务
• 塑料共混改性理论 • 塑料共混改性所需原材料品种、性能及相
互作用机理
• 共混改性设备、工艺过程及操作
2020/4/13
6
• <4>学习安排
• 学习时间：课堂+课外 • 学习方法：学生主动学习，老师督促 • 课堂安排：同学汇报+老师讲解+讨论 • 学习分组：两个大组，四个小组，每个小组
2020/4/13
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2、共混改性的方法
（2）化学共混法： 其它化学共混法
动态硫化： （用于制备热塑性弹性体） 反应挤出：（共混反应在成型设备中0/4/13
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总结复习：
共混改性的目的 共混改性的方法
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作业
• 1、共混改性的利弊分析 • 2、拟定啤酒包装用PE热收缩膜制备方案。
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4
<2>课程性质
《塑料共混改性技术》是高分子材料加工技术专 业的一门专业核心课，教学内容是从事塑料加工技 术人员必须具备的专业知识。该课程是在学习了高 分子材料化学基础、高分子材料物理基础、塑料原 材料与配方、材料性能测试技术等专业理论课程基 础上开设的一门实践性和综合性都很强的课程。它 与材料成型加工设备、材料成型加工工艺、材料配 方与配制技术、毕业设计、顶岗实习等课程有着紧 密的联系。
（5）纳米复合材料
通过在高聚物中添加纳米级尺寸的单元而制得 的复合材料。
本课程主要学习共混改性相关知识
2020/4/13
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任务二 为何要进行共混改性，如何实现 二 共混改性的目的与方法 1、共混改性的目的 （1）均衡各聚合物组分的性能，以改善材料的综 合性能 （2）一种聚合物（小量）作为另一种聚合物的改 性剂，以获得显著的改性效果。 （3）改善聚合物的加工性能 （4）制备具有特殊性能的聚合物材料 （5）提高性能/价格比 （6）回收利用废弃聚合物材料
6、提膜时避免正对口模上方，以免烫伤；引膜时在上牵引、下牵引、卷 取等处注意松开胶辊操作，避免挤伤。挂刀时注意刀片，以免划伤；
7、操作过程中注意周边环境，避免烫伤、碰撞、物品坠落砸伤等现象发 生。
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2、工艺流程
生产工艺流程： 料斗上料一物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→
人字夹板→牵引辊牵引→电晕处理→薄膜收卷
2020/4/13
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2、共混改性的方法
（1）物理共混法：
机械共混：依靠分子链之间的物理作用实现共混的 方法，包括干粉、熔融、溶液和乳液四种常用方法。
干粉共混法： 在非熔融态混合设备（高混机、捏合机、球磨机等
）中完成。
熔融共混法： 各组分在软化或熔融流动状态下（Tf以上）用混炼
设备（挤出机、高温开炼机等）加以混合。（工艺流 程：如：P149-图4-1）
原料
用量
LDPE
80
HDPE
20
生产用量 2000g 500g
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性能要求： GBT 13519-1992 聚乙烯热收缩薄膜.pdf GBT 19787-2005 包装材料 聚烯烃热收缩薄 膜.pdf QBT 2020/4/13 3632-1999 聚氯乙烯热收缩薄膜、套23管
2、选择原材料
用于收缩包装的薄膜主要有聚氯乙烯和聚乙烯薄膜，其次还 有聚丙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、离子型聚合物和 以些新型收缩薄膜。 1、PVC薄膜：作业性好，加工后透明、漂亮、封合部也美观 但其缺点是（1）冲击强度低，尤其低温脆性，因此作为工业 用的重型包装不如聚乙烯；（2）封合强度不高，熔封时、有 可能产生恶臭的腐蚀性气体；（3）使用含增塑剂的薄膜有可 能出现迁移粘连现象，薄膜会粘在商品上失去光泽。 2、PE薄膜：聚乙烯冲击强度度大、价格便宜、加工后的热 封部分强度高、破断少，故常用了运输包装，但其光降、透 明件等方面则不如PVC。
聚合物的共混改性。
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（2）填充改性
在聚合物基体中添加与基体组成和结构不同 的固体添加物以降低成本，或是聚合物制品的 性能有明显改变。
（3）纤维增强改性
在聚合物基体中加入增强材料（纤维）以改 进聚合物性能，特别是力学性能的改性方法
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（4）化学改性
通过聚合物的化学反应，改变大分子链上的原 子或原子团的种类及其结合方式，如嵌段和接枝共 聚、交联、互穿聚合物网络等化学的方法进行的改 性。
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2、开机前工艺准备： ①确认口模和间隙是否符合生产制品要求； ②确认加热器温度（设置、加热、恒温等）； 如：LDPE(2102TN26)：温度（℃）：165-180-
190-180 ③确认机械传动等运行情况； ④按制品要求安装调整好剖刀、切刀、收卷轴等生
产器具
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3、开机
①主机起动前全部机组运转部分须供电备用；
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聚乙烯（PE）类型
PE种类：
1)低密度聚乙烯(LDPE)。 2)线形低密度聚乙烯(LLDPE)： 3)超低密度聚乙烯(U/VLDPE)。 4)高密度聚乙烯(HDPE)： 5)高分子量高密度聚乙烯(HMW—HDPF) 6)超高分子量聚乙烯(1UHMWPF)。 7)茂金属催化聚乙烯(mPE)， 8)可发性聚乙烯(EPE)。 9)回收聚乙烯(PCR)。 目前使用量最大的是LDPE、LLDPE和HDPE
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2、共混物形态结构 （1）形态类型 A 均相体系：
组分完全相容，形成分子级别分散的均一相 态。 B 非均相体系： 组分部分相容，体系由两组分各自单独相及 两相过渡区域组成。 C 术语：连续相、分散相、相畴
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思考：非均相体系中各相是以何种结构共存。
（2）非晶聚合物构成的多相体系结构 A 分散相形状不规则（P154—图4-3） B 分散相较规则（P154—图4-4） C 分散相为胞状结构或香肠状结构（P154—图4-5） D 分散相为片状结构（P154—图4-6）
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2、共混改性的方法
溶液共混法： 将共混聚合物溶解到共溶剂中，搅拌混合均匀或
将聚合物各组分分别溶解在混合均匀，然后加热驱除 溶剂而得到共混物。 乳液共混法：
将不同聚合物分别制成乳液，再将其混合搅拌均 匀后加入凝聚剂使聚合物共沉析而得到共混物。
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2、共混改性的方法
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5、停机 ①先停止供料，尽量挤净料筒内剩余的物料； ②逐渐降低主机转速至零，关闭主机； ③待薄膜卷取完毕，逐个关闭牵引、卷取等辅机。 ④关闭加热。 ⑤最后关闭电源、风包、气源。 6、停机后 清理操作现场。并进行诸项记录的填写。
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注意事项：
1、吹膜过程中因需要须停机换网时，必须关闭所有的加热电源。
一名组长。 • 项目成绩评定：nM=(M1+M2+···+Mn)
小组成绩M——老师评定 组员成绩M1、···、Mn——小组长评定
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• <5>参考资料
• 吴培熙 张留城 编著《聚合物共混改性原理及 工艺》、《聚合物共混改》
• 王国全编著《聚合物共混改性原理与应用 》 • 图书馆电子资源中读秀、维普、知网查询相关
科技论文。
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本次课的主要内容：
高分子材料的改性方法 共混改性的目的 共混改性的方法
能力目标：能区别不同的改性方法 知识目标： 1. 了解高分子改性的主要方法 2. 理解共混改性的目的及方法。
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• 通过什么方法可以改变现有原料性能？ • （1）改变分子运动状况 • （2）改变化学结构 • （3）添加其它物质
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5、拟定实施步骤
（1）原材料及配方确定 （2）工艺选择及参数确定 （3）原材料准备，设备准备 （4）生产实施 （5）性能检验 （6）效果评价与分析
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课后任务：
预习薄膜吹塑成型机组的使用
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任务二：啤酒包装用PE热收缩膜用料的制备
原材料准
（2）化学共混法：
共聚-共混： 包括接枝共聚共混和嵌段共聚共混
接枝共聚流程（聚合物1溶解到聚合物2单体中，使 单体聚合得到共混物）
如：HIPS（PS+BR/SBR接枝共聚）， ABS,MBS
IPN：（制备一种交联聚合物，在含有活化剂和交 联剂的另一种聚合物单体中溶解，然后聚合而形成互 相贯穿的网络聚合物共混物。
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项目一：啤酒包装用PE热收缩膜用料的制备
总结汇报
1、原料及配方 2、共混目的 3、共混工艺流程 4、产品质量标准及工艺控制要领 5、共混物结构分析
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任务三：分析共混物形态结构及影响因素
1、共混物形态 （1）完全相容： （举例：水和酒精） （2）部分相容： （举例：水和食盐） （3）完全不相容： （举例：水和油）
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学习情境一：啤酒包装用PE热收缩膜用料的制备 任务一：共混原材料选择及方案拟定
任务分析： 1、热收缩膜及性能要求 2、选择原材料 3、确定成型工艺及设备 4、确定初步的工艺条件 5、拟定实施步骤
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1、收缩膜及性能要求
热收缩薄膜是一种在生产过程中被拉伸定向而 在使用过程中受热收缩的一种塑料薄膜，因这种使 用功能而成为了一类收缩包装薄膜。
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• <3>学习内容及任务
• 塑料共混改性理论 • 塑料共混改性所需原材料品种、性能及相
互作用机理
• 共混改性设备、工艺过程及操作
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• <4>学习安排
• 学习时间：课堂+课外 • 学习方法：学生主动学习，老师督促 • 课堂安排：同学汇报+老师讲解+讨论 • 学习分组：两个大组，四个小组，每个小组
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2、共混改性的方法
（2）化学共混法： 其它化学共混法
动态硫化： （用于制备热塑性弹性体） 反应挤出：（共混反应在成型设备中0/4/13
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总结复习：
共混改性的目的 共混改性的方法
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作业
• 1、共混改性的利弊分析 • 2、拟定啤酒包装用PE热收缩膜制备方案。
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<2>课程性质
《塑料共混改性技术》是高分子材料加工技术专 业的一门专业核心课，教学内容是从事塑料加工技 术人员必须具备的专业知识。该课程是在学习了高 分子材料化学基础、高分子材料物理基础、塑料原 材料与配方、材料性能测试技术等专业理论课程基 础上开设的一门实践性和综合性都很强的课程。它 与材料成型加工设备、材料成型加工工艺、材料配 方与配制技术、毕业设计、顶岗实习等课程有着紧 密的联系。
（5）纳米复合材料
通过在高聚物中添加纳米级尺寸的单元而制得 的复合材料。
本课程主要学习共混改性相关知识
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任务二 为何要进行共混改性，如何实现 二 共混改性的目的与方法 1、共混改性的目的 （1）均衡各聚合物组分的性能，以改善材料的综 合性能 （2）一种聚合物（小量）作为另一种聚合物的改 性剂，以获得显著的改性效果。 （3）改善聚合物的加工性能 （4）制备具有特殊性能的聚合物材料 （5）提高性能/价格比 （6）回收利用废弃聚合物材料
6、提膜时避免正对口模上方，以免烫伤；引膜时在上牵引、下牵引、卷 取等处注意松开胶辊操作，避免挤伤。挂刀时注意刀片，以免划伤；
7、操作过程中注意周边环境，避免烫伤、碰撞、物品坠落砸伤等现象发 生。
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2、工艺流程
生产工艺流程： 料斗上料一物料塑化挤出→吹胀牵引→风环冷却→
人字夹板→牵引辊牵引→电晕处理→薄膜收卷
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2、共混改性的方法
（1）物理共混法：
机械共混：依靠分子链之间的物理作用实现共混的 方法，包括干粉、熔融、溶液和乳液四种常用方法。
干粉共混法： 在非熔融态混合设备（高混机、捏合机、球磨机等
）中完成。
熔融共混法： 各组分在软化或熔融流动状态下（Tf以上）用混炼
设备（挤出机、高温开炼机等）加以混合。（工艺流 程：如：P149-图4-1）
原料
用量
LDPE
80
HDPE
20
生产用量 2000g 500g
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