马来酸酐接枝相容剂在塑料改性上的应用
塑料改性与相容剂应用
目 录
一、相容剂及生产 二、相容剂对PBT增韧改性 三、相容剂对PP/PA6合金的改性
四、相容剂对PC/ABS合金的改性
相容剂的制作
相容剂的种类 基料 LDPE LLDPE HDPE POE PP EPDM SBS SEBS ABS HIPS 接枝单体 马来酸酐，丙烯酸酯，双马来酰亚胺等
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A—B型的具体品种有
聚合物A PS PS PS PS PS PS PS PS
聚合物B A—B型相容剂 PI PS-b-PI PMMA PS-b-PMMA或PS-g-PMMA PP PS-g-PP PE PSb-PE或PS-g-PE PA PS-b-PA或PS-g-PA PPO PS-α -PPO PC Ps-g-Pc PF PS-α-PF
相容性原则 溶解度相近相近原则 极性相近原则 结构相近原则 结晶能力相近原则 表面张力相近原则 粘度相近原则
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溶解度相近原则
溶解度参数：单位体积内聚能密度的平方根 小分子 ｜δ A－δ B｜<1.5
CCl4 δA =8.6 天然橡胶 δB＝8.5 ｜δA－δB｜=0.45 相容性好
塑料改性原理及相容剂应用
苑会林
北京化工大学
材料科学与工程学院
塑料改性的意义
宗旨: 满足用户的使用要求 目的: 1. 改善加工性能(如:PVC、LLDPE、PPO) 2. 改善树脂的内在性能 3. 降低成本
2
改善树脂的内在性能
阻燃性 抗静电性 导电性
阻隔性
耐热性 增强改性
降解性
耐磨性 增韧改性
防老化性
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结构相近原则
熔融法马来酸酐接枝改性三元乙丙橡胶及其氯化聚乙烯共混物
三元 乙丙 橡 胶 （ＥＰＤＭ）是 乙烯 、丙 烯 及 不 饱 和第 ３单 体 的共 聚物 ，是 一种 饱 和橡胶 ，具有 高 性 价 比 ，优 异 的化学 稳定 性 、耐天候 老化 、耐臭 氧 、耐 酸 碱 、电绝缘 性 、冲击 弹性 、耐热 性及低 温性 能等 ， 广 泛应 用 于 汽 车 制 造 业 、建 筑 业 （防 水 及 密 封 等 ）、电线 电缆和 聚合 物 改 性 等 领域 。近几 年 来 ， ＥＰＤＭ 的发 展很 快 ，生 产 能力 和 产耗 量仅 次 于 丁 苯 橡胶 、顺 丁橡胶 和异 戊 橡 胶 而位 居合 成 橡 胶 第 ４位 。但 ＥＰＤＭ 是 非 极 性 橡 胶 ，本 身 自黏 性 不好 ，更 难与 其他 聚合 物 等共 混 或 并 用 制 备 出综 合性 能 良好 的 材 料 ，因此 ，有 必 要 对 ＥＰＤＭ 进 行 改 性 以增 强 其与极 性 聚合物 的相 容性 。 由于马来 酸 酐 （ＭＡＨ）等 单 体 具 有 与 聚 合 物 在 熔 融加 工 温 度 下易接 枝 的特点 ，在 塑 料材 料 的共 混 增 容 中也 得 到 了广 泛 的 应 用 ，而 在 橡 胶 类 中应 用 比较 少 ， 尤 为 是熔 融 接 枝 改 性 方 面 。本 工 作 采 用 熔 融 接 枝 法 ，用 密 炼 机 制 备 了 ＭＡＨ 接 枝 ＥＰＤＭ （ＥＰＤＭ —ｇ—ＭＡＨ），再 与 橡 胶 型 氯 化 聚 乙 烯 （ＣＭ）共 混 ，考 察 了 ＥＰＤＭ —ｇ—ＭＡＨ 接 枝 率 的 影 响 因 素 ，研 究 了 ＥＰＤＭ —ｇ—ＭＡＨ及 其 共 混 物 的 性 能 、微 观形 态 ，以期 改 善 非 ．熔 融 法 马 来 酸 酐 接 枝 改 性 三 元 乙 丙橡 胶及 其 氯 化 聚 乙烯 共 混 物
马来酸酐接枝物原理与特性
马来酸酐接枝物原理与特性不同于物理共混增韧，马来酸酐接枝物兼具极性基团醛基和烯烃非极性链段，能够通过与聚合物、填料之间的化学键合，很好地实现强度和韧性的完美结合，具有广阔的应用前景。
概述马来酸酐接枝物是一种以马来酸酐为单体，在合适的温度条件下与其他材料进行接枝而得到的聚合物。
通常，接枝方法主要有溶液法、熔融法、辐射法和固相法等。
其中，熔融法是最常用也是最重要的方法。
由于兼具马来酸酐提供的极性基团醛基和烯烃非极性链段，马来酸酐接枝物可被广泛应用于PA、PP和PE等材料的改性，电线电缆母料，木塑行业，包胶TPE以及热熔胶等行业，主要起偶联相容的作用。
作用原理在马来酸酐接枝物中，酸酐基团在高温和螺杆剪切的作用下，能够与极性基团（-NH2、-OH）发生广义的脱水反应并形成化学键，从而将不相容的极性和非极性物质进行化学偶联。
以马来酸酐接枝物增韧PA为例。
PA具有优异的力学性能，但低温下的韧性差，而烯烃具有良好的加工和低温韧性。
然而，由于PA 属于极性聚合物，烯烃属于非极性聚合物，两者之间很难相容。
此时，若采用马来酸酐接枝物，则能很好地实现两者的结合（其反应原理如图1所示）。
在用于其他用途时，马来酸酐接枝物的作用原理也类似。
图1马来酸酐接枝物和PA反应图优质马来酸酐接枝物的判断在判断优质马来酸酐接枝物时，需要考虑的几个关键因素包括：气味、接枝率、黄变指数以及反应后期是否分离未接枝马来酸酐等。
需要注意的是，在接枝反应中，接枝率普遍偏低，这是因为许多加入的马来酸酐并没有接枝到主链上去。
未接枝的马来酸酐大部分以聚马来酸酐的形式存在于反应体系中，因此，接枝反应后的产物如不作分离，最终得到的将是含有接枝物和聚马来酸酐的混合物。
也就是说，马来酸酐在分离前和分离后测试的接枝率有很大的偏差。
通常，优质的马来酸酐接枝物具有低刺激气味、接枝率高和黄变指数低的物理特性。
例如，埃克森美孚化工的ExxelorTM马来酸酐接枝物。
该产品具有低气味、低黄变指数、高接枝率以及良好的批次稳定性等特点，可应用于PA、PP和PE等材料的改性，电线电缆母料、木塑等行业以及热熔胶、TPE和多层薄膜共挤等领域。
一文看懂相容剂的分类及应用
一文看懂相容剂的分类及应用相容剂又称增容剂。
塑料共混、改性、合金的关键是解决不同聚合物的相容性，而加入适量的相容剂使其具有良好的相容性，正解决了这个课题。
如何正确地选用相容剂，充分发挥不同组分的性能，防止产品在最终使用过程中失效是很重要的。
根据相容剂的基体高分子之间的作用特征，相容剂可分为非反应型相容剂和反应型相容剂两类。
非反应型相容剂非反应型相容剂是指那些本身并不含反应基因，在聚合物的混炼过程不参加化学反应的共聚物。
从结构上看，非反应型相容剂大多为嵌段共聚物和接枝共聚物或无规共聚物，如EAA、EEA、EVA、CPE、SEBS等。
但这类相容剂所要加入量较大。
反应型相容剂反应型相容剂主要通过自身的反应基团在混炼时同原料聚合物发生化学反应形成化学键提高相容性。
一般是大分子型的，其活性官能团可以在分子的末端，也可以在分子的侧链上。
其大分子主链可以和共混体系中的至少一种高分子基体相同，也可以不同。
但在不同的情况下，其大分子主链应和共混体系中的至少一种高分子基体有较好的相容性。
这类相容剂优点是作用效率高、所要加入量少，缺点是副反应较大，对混炼条件要求相对较高。
主要分类及品种01、环状酸酐型(MAH)环状酸酐型类反应型相容剂是目前最常用的一类反应型相容剂。
其中，以马来酸酐接枝到聚烯烃相容剂为主，其接枝率一般为0.8%-1.0%，主要应用于聚烯烃塑料的改性。
将马来酸酐接枝到PS或以PS 为基体的共聚反应型相容剂，可应用于PA/PC、ABS/GF、PA/ABS的改性、共混或合金。
一般用量5%-8%。
02、羧酸型羧酸类中的代表产品为丙烯酸型相容剂。
通常是将丙烯酸接枝到聚烯烃树脂上，用途大体与马来酸酐型相同。
03、环氧型环氧型反应型相容剂是环氧树脂或具有环氧基的化合物与其他聚合物接枝共聚而成。
这类反应型相容剂能起到良好的相容作用。
诺信反应型相容剂NX-001添加量小，只要2%-4%，就能有效提高相容性。
04、恶唑啉型用恶唑啉接枝的PS，即RPS，是一种比较重要的相容剂，接枝率为1%，特点是应用领域较广，不仅能与一般的含氨基或羧基的聚合物反应，还可与含羰基、酸酐、环氧基团反应，生成接枝共聚物。
相容剂在PET材料共混改性中的应用研究进展
相容剂在PET材料共混改性中的应用研究进展作者：匡新谋苏敏茹蒋钰莎顾若啸来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第05期摘要：本文从相容剂的选择角度，综述了相容剂在PET材料共混改性方面的研究进展。
同时展望了以后PET材料共混改性的研究方向。
关键词：PET；相容剂；共混改性0 引言聚对苯二甲酸乙二酯（简称为PET），由于其在很宽的温度范围内具有很好的力学性能，且成本低廉，所以应用非常广泛，因此对PET材料的不断改进成为研究的热点，特别是在共混改性研究PET新材料在管材、薄膜及注塑产品方面研究的学者特别多[1]；这些学者通过PET材料共混改性PP、PE、ABS及PC等材料，进而得到各种性能各异的新型材料[2]。
仍而，为了促进PET与其他高分子材料的共混，如何解决材料之间的相容性是其中一个关键的问题。
本文从相容剂的选择角度，综述了相容剂在PET材料共混改性方面的研究进展。
1 PET/PP共混体系中的应用PP具有优良的物理化学性能，是用途非常广泛的一种高分子材料。
仍而由于PP材料的低温下脆性大及较大的收缩率等缺点，阻碍了PP材料的更广泛的用途；而 PET材料在很宽的温度范围内具有很好的力学性能，且成本低廉等特点[3]，因此，经常使用PET材料改性PP，仍而PET及PP之间具有不兼容性，因此，选择不同的相容剂以提高PET及PP的相容性能是研究PET/PP材料共混改性的关键问题。
王春广[4]等，制备了不同的相容劑，研究了不同相容剂对回收的PET/PP共混体系性能影响，其研究发现，PP-g-MA、POE-g-MA、EVA-g-MA等相容剂的加入，能提高 r-PET/PP 共混体系的拉伸、弯曲及冲击强度等方面的力学性能。
林新土[5]等以马来酸酐接枝乙烯—辛烯共聚物（POE-g-MAH）为相容剂通过熔融共混技术，研究了POE-g-MAH对回收的PET/PP共混体系的影响。
研究表明，加入5%的POE-g-MAH相容剂时，回收的PET/PP共混体系相容性能得到了明显的提升，同时回收的PET/PP共混体系的复数黏度、储能模量和损耗模量等指标均有明显提高。
马来酸酐水相异相接枝改性聚丙烯粉料的研究
马来酸酐水相异相接枝改性聚丙烯粉料的研究肖祥雄，张兴华广东工业大学材料与能源学院，广州（510006）Email：xhzhang@摘要：用过硫酸铵（APS）作引发剂，本文研究了用水相异相法在聚丙烯粉料的表面接枝马来酸酐(MAH),用红外光谱证实了接枝反应，用化学滴定法测定产物的接枝率。
考察了单体用量、引发剂用量、反应温度及反应时间对接枝反应的影响。
结果表明：在合适的条件下，产物的接枝率可以高达1.1%。
同时，MAH的循环利用，使其利用率提高3倍之多。
关键词：聚丙烯，水相异相接枝，马来酸酐用马来酸酐接枝改性聚丙烯，即在聚丙烯的主链上引入极性的单体，经改性后的聚丙烯与极性聚合物的共混性能大为改观，同时也减少了叔碳氢的含量，进而使其耐老化性能也有所提高。
聚丙烯接枝马来酸酐的研究在国内外一直非常重视［1~6］。
接枝反应分为匀相与异相两类，本文的接枝方法属于异相反应，即反应物在不同相中，PP粉料属于固相，MAH和APS溶解在水相中，接枝反应主要在固-液界面上进行，MAH单体接枝到PP的链上，形成类似嵌段共聚物的结构，使其作为增溶剂或相溶剂时更具有优势。
1. 实验部分1. 1 主要原料PP粉：7726（80目），燕化化工二厂；MAH：分析纯，天津科密欧化学试剂开发中心；APS：分析纯，天津市福晨化学试剂厂；丙酮：分析纯，湖北大学化工厂；蒸馏水：自制。
1. 2 主要设备超级数显恒温水浴:501A型，上海浦东跃欣科学仪器厂；红外光谱仪：Nicolet 380型，美国热电集团；电热鼓风干燥箱：101-2型，上海沪南科学仪器联营厂。
1. 3接枝方法在装有温度计、拌器和回流冷凝管的250ml三颈烧瓶中放入200ml蒸馏水,加热到预定的反应温度,按设定好的量称取APS、MAH和4.5g的PP颗粒,反应一定时间后,过滤，洗涤,用丙酮抽提10h纯化产物后,80℃干燥至恒重。
1. 4 接枝率的测定本实验采用化学滴定法测定产物的接枝率。
聚丙烯接枝马来酸酐的研究
聚丙烯接枝马来酸酐的研究聚丙烯接枝马来酸酐是一种重要的功能材料，具有广泛的应用前景。
本文将围绕聚丙烯接枝马来酸酐的研究展开，从合成方法、物化性质和应用领域等方面进行探讨。
一、合成方法聚丙烯接枝马来酸酐的合成方法主要有两种：化学合成和辐射引发合成。
化学合成主要通过将丙烯与马来酸酐在一定条件下进行共聚反应得到。
该方法操作简单、成本低廉，适用于大规模生产。
然而，该方法合成的产物分子量较低，分子结构较不规则，限制了其在某些领域的应用。
辐射引发合成是利用辐射源诱导丙烯和马来酸酐共聚反应。
该方法可以获得高分子量、分子结构较规则的产物，具有更好的性能和更广泛的应用前景。
但辐射源的选择和剂量的控制对合成产物的质量和产率有着重要影响，需要精确控制实验条件。
二、物化性质聚丙烯接枝马来酸酐具有良好的热稳定性、溶解性和吸水性。
其热稳定性主要取决于聚丙烯主链和马来酸酐侧链的结构。
较高的热稳定性使其能够在高温条件下进行加工和应用。
溶解性方面，聚丙烯接枝马来酸酐在水中具有良好的溶解性，可以形成高分散度的溶液，便于进一步加工。
吸水性方面，聚丙烯接枝马来酸酐具有较高的亲水性，可以吸附水分子，形成水凝胶。
这种性质使其在生物医学、涂料和纺织等领域具有广泛的应用。
三、应用领域聚丙烯接枝马来酸酐在多个领域具有广泛的应用前景。
1. 生物医学领域：聚丙烯接枝马来酸酐可以作为药物缓释材料，通过控制其溶解度和降解速度，实现对药物的缓慢释放，提高药物疗效和减少毒副作用。
此外，聚丙烯接枝马来酸酐还可以用于制备人工骨骼和修复组织等方面。
2. 涂料领域：聚丙烯接枝马来酸酐可以用于制备具有优异性能的水性涂料，具有良好的附着力和耐腐蚀性能，同时还能提高涂料的流变性能和稳定性。
3. 纺织领域：聚丙烯接枝马来酸酐可以用于改性纤维的制备，通过将其接枝到纤维表面，改善纤维的亲水性和染色性能，提高纤维的耐久性和舒适性。
4. 环境领域：聚丙烯接枝马来酸酐可以用作水处理剂，通过与水中的污染物发生化学反应或物理吸附作用，实现对水质的净化和处理。
台橡SEBS
Taipol 7131是一款马来酸酐接枝SEBS产品，每包20公斤、一托盘800公斤，颗粒呈现浅黄色。
Taipol 7131的特性是具有高接枝含量；与工程塑料有优异的相容性；与极性物质有优异的贴合性。
主要应用于:弹性体包胶掺配之相容剂；工程塑料之改质剂；极性物质之粘着剂。
Taipol SEBS 7131Taipol 7131是一款马来酸酐接枝SEBS产品，每包20公斤、一托盘800公斤，颗粒呈现浅黄色。
Taipol 7131的特性是具有高接枝含量；与工程塑料有优异的相容性；与极性物质有优异的贴合性。
主要应用于:弹性体包胶掺配之相容剂；工程塑料之改质剂；极性物质之粘着剂。
综合其特点：合成阶段接枝，接枝率高且稳定。
和工程塑料相容性极佳。
改善制品表面极性，获得优异附着力。
故其应用大致如下：工程塑料改性,合金相容剂，提高界面相容性,改善制品表面粘性。
SEBS 7131 data台橡原名「台湾合成橡胶股份有限公司」，成立于1973年，由创办人殷之浩先生，配合政府发展石油化学工业政策而设立。
从当时台湾唯一的合成橡胶生产厂商，到今日成为亚洲市场举足轻重的橡胶产业领导者；台橡除了坚持优异质量，持续累积专业能力，更不断为本业投入新思维，寻求每一个创新研发的机会，让产品绽放出无限价值，开创企业永续经营。
今日，台橡不仅是亚洲首屈一指的橡胶产业供应者，更以优异稳定的质量，受到亚洲主要客户的高度推崇与采用。
台湾高雄工厂所生产的SBR、BR、TPE及应用材料等合成橡胶，年产量已达218,000公吨；并陆续取得ISO9001、14001的国际认证。
同时，台橡更积极拓展亚太地区版图，除台湾外，已分别于江苏南通、上海松江、山东济南及泰国等地区建立生产基地及服务团队，以充分满足客户成长的需求。
台橡SEBS物性表集合TPE SEBS6150 6151 6152 6154 6159 CapabilityPolymer Structure Linear Linear Linear Linear Linear BD(or Isoprene)/SM 71 / 29 68 / 32 71 / 29 69 / 31 71 / 29 Diblock % ─────Specific Gravity 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 Volatile Matters % < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 Ash < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 < 0.5 Extended Oil (phr) ─────Oil Type ─────5% WT% Toluene Solution Viscosity ( CP ) ─────10% WT% Toluene Solution Viscosity ( CP ) ─1700 ─370 ─20% WT% Toluene Solution Viscosity ( CP ) 1500 ────25% WT% Toluene Solution Viscosity ( CP ) 8800 ─1200 ──Color White White White White WhiteForm Powder Powder Pellets Powder Powder Melt Flow ( g/10min,190°/5kg ) ─────Melt Flow ( g/10min,190°/1.05kg ) ─────Tensile Strength (kg/cm2) >200 ─>150 ──Elongation (%) >500 ─500 ──Hardness (JISA) 76 ─75 ──ApplicationsPlastic modification,Adhesives, Industry/Sports/other compounding goods。
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从一般意义上讲，塑料改性是指向被改性的塑料材料(合成树脂)中添加合适的成分，采用一定的加工成型工艺，从而制得具有新颖结构特征，能够满足适用性能要求的新型塑料材料和制品的方法。
这就要求在改性的过程中，将不同种类的材料共混实现优势互补。
而不同材料往往是热力学不相容的，如果不能解决材料的相容性问题，其共混物的力学性能就会很差，实用价值低。
有用的共混材料必须是宏观相容，微观上不相容的体系。
故我们必须加入第三组份以改善聚合物在共混时相容性不好的缺点。
第三组份的主要作用就是降低界面张力，增大界面层厚度，阻止分散相凝聚，以增加两种聚合物的相容性，使得相与相之间的作用力增大，从而形成稳定的(共混)结构。
在共混材料的共混相容性研究中，相容剂就是近年发展起来的一种新型功能塑料助剂,也称增容剂、高分子偶联剂，其在热力学本质上可以理解为界面活性剂。
相容剂之所以能使两种性质不同的聚合物相容化，是因为在其分子中具有分别能与两种聚合物进行物理或化学结合的基团。
在高分子合金体系中使用的相容剂一般具有较高的分子量，在不相容的高分子体系中添加相容剂并在一定温度下经混合混炼后，相容剂被局限在两种高分子之间的界面上，起到降低界面张力、增加界面层厚度、降低分散粒子尺寸的作用，使体系最终形成具有宏观相容而微观相分离特征的热力学稳定的相态结构。
由于相容剂对高分子合金体系的混合性和稳定性会产生重要的影响，因此，相容剂的合理选择和使用对高分子合金技术的实现是至关重要的。
相容剂很大程度上应用于的塑料合金改性，聚合物改性，回收废话旧塑料改性，极性树脂的增韧改性，塑料特殊性能的改善，塑料矿物填充及增强的增容改性。