近年来,聚合物共混物引起了相当大的关注,因为两种聚合物共混后可以获得更好的力学性能。但是,大多数聚合物共混物都是不相容体系并表现出很差的力学性能,而力学性能主要取决于两种聚合物的相容性,并且界面张力会阻碍熔融共混过程中形成聚结,导致界面粘结很差。因此需要对共混物进行增容以获得性能良好的聚合物共混物。目前最常用的方法是通过添加增容剂来提高共混物的相容性。增容剂在聚合物共混过程中分散在相界面上,与两种组分都有较好相容性,可显著降低两相间的界面张力,增强界面粘结力,达到增容的效果。
通常可以在聚合物共混时加入反应型增容剂通过化学反应提高共混物的相容性。众所周知,链端中含有羟基(-OH)、羧基(-COOH)、氨基(-NH2)的聚合物可以与反应型聚合物,比如马来酸酐(MAH)、丙烯酸、环氧化物、乙烯基硅烷,发生化学偶联。在聚合物分子链之间发生化学反应起到增容效果的增容剂可以称为原位增容剂。马来酸酐具有良好的化学反应活性,并且带有MAH的反应型共聚物容易制备,是反应型增容剂中应用最广泛的一种。此外,环氧型增容剂也是常用的反应型增容剂,其含有的环氧基具有高反应活性。
近期协同创新中心先进高分子膜材料团队张军老师课题组博士研究生陈婷婷等人选择环氧型增容剂苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)和酸酐型增容剂马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS-g-MAH)对ABS/PETG共混物进行反应性增容,从而改善ABS/PETG共混物的力学性能。主要制备了不同类型增容剂增容的ABS/PETG共混物,利用SEM和DSC判断共混物的相容性,考察增容剂的增容效果,同时研究不同类型增容剂对共混物的力学性能和亲水性的影响。SAG的加入可以显著改善ABS/PETG=70/30共混物的相容性,明显提升ABS/PETG=70/30共混物的冲击韧性,加入10份SAG的共混物的冲击强度比未增容共混物提高了200%。同时还可以提升共混物的刚性和亲水性,达到“增韧-增刚-亲水”的效果。
该工作得到了江苏先进无机功能复合材料协同创新中心、江苏省优势学科等项目的资助和支持。
示意图1 SAG和PETG间可能存在的增容和交联反应
示意图2 SAG和ABS-g-MAH对ABS/PETG共混物的增容效果
文章链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433217337558
|