劉道春

（湖北十堰市化工材料公司）

技術(shù)發(fā)展方向—技術(shù)研究

探密聚合物改性中的相容技術(shù)

劉道春

（湖北十堰市化工材料公司）

高分子增容劑應(yīng)用在塑料改性中，得到性能很好的共混性材料。近些年，相容化技術(shù)推動了改性工程塑料的迅猛發(fā)展，廣受業(yè)內(nèi)重視。針對塑料物改性相容劑的作用、性能及其品種，介紹了相容劑改善聚合物性能應(yīng)用廣泛，研究了塑木材料專用相容劑，同時提出了塑料改性相容劑的應(yīng)用。

聚合物改性 相容技術(shù) 應(yīng)用發(fā)展

聚合物即高分子化合物，是指那些由眾多原子或原子團主要以共價鍵結(jié)合而成的相對分子量在一萬以上的化合物。有機高分子化合物可以分為天然有機高分子化合物（如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠、順丁橡膠等）和合成有機高分子化合物（如聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂等等），它們的相對分子質(zhì)量可以從幾萬直到幾百萬或更大，但他們的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)比較簡單，往往是由無數(shù)（n）結(jié)構(gòu)小單元以重復(fù)的方式排列而成的。改性塑料是指在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過填充、共混、增強等方法加工，提高了阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等方面的性能的塑料制品，通過改性的塑料部件不僅能夠達到一些鋼材的強度性能，還具有質(zhì)輕、色彩豐富、易成型等一系列優(yōu)點，因此目前“以塑代鋼”的趨勢在很多行業(yè)都顯現(xiàn)出來，而現(xiàn)階段要找出一種大規(guī)模替代塑料制品的材料幾乎是不可能的。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，進而得到穩(wěn)定的共混物的助劑，這里是指高分子增容劑。PE－g－ST、PP－g－ST、ABS－g－MAH、PE－g－MAH、PP－g－MAH等，應(yīng)用在塑料改性中，得到性能很好的共混性材料。近些年，相容化技術(shù)推動了改性工程塑料的迅猛發(fā)展，廣受業(yè)內(nèi)重視。

1.塑料物改性相容劑的作用、性能及其品種

聚合物按材料的性能可把高分子分成塑料、橡膠和纖維三大類。塑料按其熱熔性能又可分為熱塑性塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）和熱固性塑料（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等）兩大類。前者為線型結(jié)構(gòu)的高分子，受熱時可以軟化和流動，可以反復(fù)多次塑化成型，次品和廢品可以回收利用，再加工成產(chǎn)品。后者為體型結(jié)構(gòu)的高分子，一經(jīng)成型便發(fā)生固化，不能再加熱軟化，不能反復(fù)加工成型，因此，次品和廢品沒有回收利用的價值。塑料的共同特點是有較好的機械強度（尤其是體形結(jié)構(gòu)的高分子），作結(jié)構(gòu)材料使用。纖維又可分為天然纖維和化學(xué)纖維。后者又可分為人造纖維（如粘膠纖維、醋酸纖維等）和合成纖維（如尼龍、滌綸等）。人造纖維是用天然高分子（如短棉絨、竹、木、毛發(fā)等）經(jīng)化學(xué)加工處理、抽絲而成的。合成纖維是用低分子原料合成的。纖維的特點是能抽絲成型，有較好的強度和撓曲性能，作紡織材料使用。橡膠包括天然膠和合成橡膠。橡膠的特點是具有良好的高彈性能，作彈性材料使用。

無論是日常用品、家居建材，還是汽車、電子產(chǎn)品、家用電器上，都可以看到塑料的身影。塑料的應(yīng)用可謂愈來愈廣泛。但是呈現(xiàn)在消費者面前的產(chǎn)品不同，對材料性能的要求自然不同。市場對塑料性能越來越高的要求，一系列助劑產(chǎn)品的出現(xiàn)能促使普通材料高性能化，從而使之能夠部分取代市場對高端材料的需求。作為研究界面化學(xué)的一種細分產(chǎn)品，相容劑就是促使普通材料高性能化的助劑之一。它在促使聚合物相容化、形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)上起到了重大的作用。相容劑對塑料制品的性能有提升作用，其體現(xiàn)在方方面面。從原理上來說，相容劑是研究界面化學(xué)的，如果簡單分類的話，主要有兩個作用：一個是使不太可能的變成可能的，因為如果是熱力學(xué)不可行的東西，再怎么做也不能起到很好的相態(tài)結(jié)構(gòu)，不可能得到性能很好的材料；第二方面，就是把組分的貢獻最大化。有一部分天然相容材料共混時，基本上是符合線性加和，也就是把兩個東西平均，所以就是揚長避短。但加了相容劑后，通過相態(tài)的控制可以把每個組分的貢獻最優(yōu)化。相容劑的作用不可忽視，相容劑的發(fā)展不得不提塑料共混改性，它作為一個創(chuàng)新、活躍的領(lǐng)域，與國外的發(fā)展狀況有所不同。國外從事塑料共混改性的主要是石化企業(yè)或者石化企業(yè)的延伸部門，而國內(nèi)是以獨立的共混改性廠家為主，所以相容劑這一塊是相對缺失的領(lǐng)域，尤其是做聚合型的相容劑。

聚合物改性的方法多種多樣，包括共混改性、填充改性、復(fù)合材料、化學(xué)改性、表面改性等內(nèi)容。改性塑料屬于石油化工產(chǎn)業(yè)鏈中的中間產(chǎn)品，主要由五大通用塑料和五大工程塑料為塑料基質(zhì)加工而成，具有阻燃、抗沖、高韌性、易加工性等特點。改性塑料是典型的技術(shù)進步和消費升級受益行業(yè)，得益于全球家電、電腦、電動工具和玩具等產(chǎn)能加速向中國轉(zhuǎn)移，憑借在勞動力以及其他生產(chǎn)要素方面的成本優(yōu)勢，我國已成為這些領(lǐng)域的制造業(yè)大國，并籍此推動了國內(nèi)改性塑料行業(yè)的發(fā)展。消費升級使中國的汽車、建筑等產(chǎn)業(yè)進入高速增長期，隨著人們對材料性能要求的不斷提高，我國正成為全球改性塑料最大的潛在市場和主要需求增長動力。增加兩種聚合物的相容性，使之兩種聚合物間粘接力增大，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使分散相和連續(xù)相均勻，即相容化。相容劑之所以能使兩種性質(zhì)不同的聚合物相容化，是因為在其分子中具有分別能與兩種聚合物進行物理或化學(xué)結(jié)合的基團的緣故。

所謂相容劑在熱力學(xué)本質(zhì)上可以理解為界面活性劑，但在高分子合金體系中使用的相容劑一般具有較高的分子量，在不相容的高分子體系中添加相容劑并在一定溫度下經(jīng)混合混煉后，相容劑將被局限在兩種高分子之間的界面上，起到降低界面張力、增加界面層厚度、降低分散粒子尺寸的作用，使體系最終形成具有宏觀均勻微觀相分離特征的熱力學(xué)穩(wěn)定的相態(tài)結(jié)構(gòu)。由于相容劑對高分子合金體系的混合性和穩(wěn)定性會產(chǎn)生重要的影響，因此，相容劑的合理選擇和使用對高分子合金技術(shù)的實現(xiàn)是至關(guān)重要的。根據(jù)相容劑的基體高分子之間的作用特征，相容劑可分為非反應(yīng)型相容劑和反應(yīng)型相容劑兩類。相容劑的品種如下：

環(huán)狀酸酐型類反應(yīng)型相容劑是目前最常用的一類反應(yīng)型相容劑。其中，以馬來酸酐接枝到聚烯烴上的馬來酸酐相容劑為主，其接枝率一般為0.8%－1.0%，主要應(yīng)用于聚烯烴塑料的改性。將馬來酸酐接枝到PS或以PS為基體的二元或多元共聚反應(yīng)型相容劑，可應(yīng)用于PA／PC、ABS／GF、PA／ABS的改性、共混或合金。一般用量5%－8%。但此類相容劑可能會降低塑料合金的熱變形溫度，易使共混組分產(chǎn)生一結(jié)不需要的交聯(lián)和降解，使反應(yīng)不再能被控制。主要應(yīng)用于 PP／PA6、PP／PA66等合金或共混。一般用量為5%－8%。

羧酸類中的代表產(chǎn)品為丙烯酸型相容劑。通常是將丙烯酸接枝到聚烯烴樹脂上，用途大體與馬來酸酐型相同。環(huán)氧型反應(yīng)型相容劑是環(huán)氧樹脂或具有環(huán)氧基的化合物與其他聚合物接枝共聚而成。這類反應(yīng)型能起到良好的相容作用。用惡唑啉接枝的PS，即RPS，是一種比較重要的相容劑，接枝率為1%，特點是應(yīng)用領(lǐng)域較廣，不僅能與一般的含氨基或羧基的聚合物反應(yīng)，還可與含羰基、酸酐、環(huán)氧基團反應(yīng)，生成接枝共聚物。因此，它可以用于PS及多種工程塑料或經(jīng)改性的聚烯烴樹脂。此外，它還可以“就地”相容化，直接用于塑料改性、共混和合金。酰亞胺型為改性聚丙烯酸酯、主要適用于PA／PO、PC／PO、PA／PC等工程塑料合金或共混。異氰酸酯型其成分為間－異丙烯基－2，2－二甲基苯酰異氰酸酯?？捎糜诤邪被棒然墓こ趟芰虾辖?。低分子型相容劑是反應(yīng)型相容劑，以反應(yīng)型單體及低分子量聚合物，包括一些能與塑料合成的一個組分相容，并與另一組分反應(yīng)、交聯(lián)或鍵合，從而形成塑料合金的有機和無機化合物。這樣，不僅簡化了制造塑料合金的過程，而且原料易得，成本較低。不過，對擠出機的要求較高，采用混煉型擠出機，是生產(chǎn)低分子相容劑的重要關(guān)鍵。

目前比較好的相容劑通常以馬來酸酐接枝，馬來酸酐單體和其它單體比較極性比較強，相容效果比較好。馬來酸酐接枝相容劑通過引入強極性反應(yīng)性基團，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、分散促進劑。主要用于無鹵阻燃、填充、玻纖增強、增韌，金屬粘結(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)合材料機械強度。馬來酸酐接枝相容劑可改善無機填料與有機樹脂相容性，提高產(chǎn)品的拉伸、沖擊強度，實現(xiàn)高填充，減少樹脂用量，改善加工流變性，提高表面光潔度。

2.相容劑改善聚合物性能應(yīng)用廣泛

按是否與共混組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相容劑可分為反應(yīng)型和非反應(yīng)型兩類。反應(yīng)型相容劑是指本身含有反應(yīng)基團，在聚合物混煉時能與原料聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而提高相容性。國外很多公司對反應(yīng)型高分子相容劑的開發(fā)相當重視，日本、美國和英國等國家都向市場提供了較多的品種。已開發(fā)的反應(yīng)型高分子相容劑的特點如下：烯烴和苯乙烯系樹脂采用共聚法引入羧酸（酐）者居多；反應(yīng)型高分子相容劑用于PA與聚烯烴或苯乙烯系樹脂共混者居多，用于熱塑性聚酯和其他工程塑料共混則相對較少，其中有些屬于氫鍵鍵合增容；添加量少，效果明顯，而且成本不高，一般加入3%～5%（質(zhì)量分數(shù)），最多可達20%左右；反應(yīng)型接枝共聚物相容劑居多，嵌段共聚物占少數(shù)；使用反應(yīng)型高分子相容劑時副反應(yīng)多，可能影響合金性能和質(zhì)量，混煉和成型條件不易控制；應(yīng)用廣泛，不僅可以使聚合物合金具有各共混組分的優(yōu)良性能，還可以增加或改善某些性能，并兼具其他用途，如涂料、表面改性劑等。

反應(yīng)型相容劑是一種同非極性高分子主鏈Pc及活性基團（如羥基、環(huán)氧基組成，多為無規(guī)的）組成的聚合物。由于它的非極性高分子主體能與共混物中的非極性聚合物相容，而極性基團又能與共混物的極性聚合物的活性基團反應(yīng)或鍵合，故能起到很好的相容作用。一般是大分子型的，其活性官能團可以在分子的末端，也可以在分子的側(cè)鏈上，其大分子主鏈可以和共混體系中的至少一種高分子基體相同，也可以不同，但在不同的情況下，其大分子主鏈應(yīng)和共混體系中的至少一種高分子基體有較好的相容性。

聚丙烯（PP）作為第一個實現(xiàn)工業(yè)化的合成立體規(guī)整聚合物品種，經(jīng)過近半個世紀得到了迅速發(fā)展。它有耐化學(xué)性好，電絕緣性良好等優(yōu)點，但其耐老化性差，易發(fā)生光、熱降解等缺點影響了聚丙烯材料的發(fā)展。目前，人們?yōu)榱烁纳凭郾┑男阅?，采用了嵌段、接枝、共混、表面處理等多種方法。共混改性因其簡便有效，應(yīng)用較多。由于大分子不同于小分子，有特殊的分子結(jié)構(gòu)，使得共混體系具有特殊的相態(tài)結(jié)構(gòu)。通過共混，人們可以獲得許多性能突出的改性聚合物材料。在兩相體系中，兩相間的相互作用決定了共混體系的特殊兩相結(jié)構(gòu)，直接影響了材料的熱性能、機械性能、光學(xué)性能，以及與相界面有關(guān)的材料吸濕性、試劑（包括染料）可及性等材料使用性能的各個方面。

PP由于其為非極性高結(jié)晶聚合物，與其它聚合物的相容性差，共混物的機械性能往往達不到使用要求。由此，在PP共混體系中，為了改善兩相問的相互作用，往往使用相容劑增容。一般認為相容劑可分別與兩相界面發(fā)生作用，增強界面問相互作用力，使原來不相容或相容性差的體系兩相分布均勻，分散相徑粒減小，相界面增大，相間隙減小，從而改善材料結(jié)構(gòu)，使材料應(yīng)力傳遞性能改善，大大提高材料機械性能、光學(xué)性能等。此外，還有報道認為有的相容劑可富集于聚合物表面形成功能層。

反應(yīng)型共混物相容劑以官能團劃分，可分為馬來酸酐型、羧酸型、羧酸衍生物型、伯胺和仲胺型、羥基或環(huán)氧基團型、具有離子鍵合能力型等六種類型。相容劑分子結(jié)構(gòu)對增容作用有很大影響。一般來說以共聚型反應(yīng)型相容劑的分子結(jié)構(gòu)一接枝、嵌段形式和分子量影響尤為突出。一般嵌段相容劑增容作用優(yōu)于接技型。不同載體的同種官能團增容劑的效能比較表明，載體的鏈結(jié)構(gòu)對增容作用也有影響。當相容劑分子量過大時，相容劑不易進入相應(yīng)的共混高聚物中反應(yīng)。當作為增容劑的共聚物鏈段分子量小于或等于共混高聚物分子量時，相容劑才有較好的增容效果。反應(yīng)型共聚物相容劑的合成已有成熟的工藝路線，

在聚丙烯纖維染色改性中，反應(yīng)型相容劑有較多應(yīng)用。一般情況下PP是不可染的。丙綸染色改性需解決以下問題；使纖維結(jié)構(gòu)足夠“疏松”，染料分子能夠擴散進纖維內(nèi)部，但不損失丙綸纖維原有的優(yōu)良機械性能；使纖維內(nèi)部具有染座，表面具有一定親和力，使染料能吸附、能固著。纖維的結(jié)構(gòu)與性能是解決上染問題的前提和關(guān)鍵。在PP與非極性、弱極性高聚物共混時，通過相容劑的使用，增大相界面，有利于染料附著，適用與分散染料可染纖維。PP與極性可染添加劑共混時，添加劑組分粒徑大、分布不勻。反應(yīng)型相容劑的使用能有效改善體系相容性，使可染相粒徑減小，分布均勻。同時保持了PP纖維原有的優(yōu)良機械性能。通過接枝型反應(yīng)型相容劑為PP基體引入柔軟劑、吸濕劑，而相容劑本身可富集于材料表面，提高表面粘著性。研究表明，添加劑對PP結(jié)晶度、拉伸強度影響不大。在聚丙烯塑料改性中，反應(yīng)型相容劑的應(yīng)用更為廣泛。

非反應(yīng)型高分子相容劑是指那些不含反應(yīng)基團，在混煉過程中不參加化學(xué)反應(yīng)的聚合物。它通過對原料聚合物的乳化作用提高體系相容性。非反應(yīng)型相容劑多為接枝共聚物和嵌段共聚物。接枝共聚物的支鏈和主鏈的分子量、支鏈的數(shù)目及其分布等結(jié)構(gòu)特征對增容效果的影響較大。支鏈分子量過大、數(shù)目過多時，會阻礙主鏈對原料聚合物的貫穿。因此，嵌段共聚物的增容效果比接枝共聚物好，而且純的雙嵌段共聚物比多嵌段共聚物更好。當雙嵌段共聚物鏈段長度相等時，增容效果最佳。

非反應(yīng)型相容劑是目前比較通用相容劑。在不相容的高分子體系中通過添加非反應(yīng)型相容劑而實現(xiàn)相容化的方法，在高分子合金技術(shù)中是最常見的。非反應(yīng)型相容劑一般為共聚物，可以是嵌段共聚物，也可以是接枝共聚物或無規(guī)共聚物。非反應(yīng)型相容劑是靠分子間吸引力或氫鍵與聚合物發(fā)生作用?，F(xiàn)有的一些商品化高分子材料就可以作為相容劑使用，例如二元乙丙橡膠（EPM），其分子鏈中既含有乙烯均聚物鏈段，又含有丙烯均聚物鏈段，故是PE／PP共混體系良好的相容劑。同理NBR可充當SBR／PVC共混體系的相容劑EVA－14樹脂可充當NBR／EPDM體系的相容劑。除了上述無規(guī)共聚物以外，某些嵌段共聚物或接枝共聚物也是常用的非反應(yīng)型相容劑。通過大分子單體法合成的簾狀或梳型接枝共聚物是一種優(yōu)良的相容劑，增容效果優(yōu)于普通的嵌段共聚物和接枝共聚物，結(jié)構(gòu)規(guī)整，且相容性可調(diào)整。相容劑類型：與塑料合金成分相同的相容劑；與塑料合金成分相容的其他成分或，部分相同于合金成分的相容劑；不是預(yù)先添加相容劑，而是在摻混時通過高分子間的反應(yīng)，部分形成接枝共聚物或嵌段共聚物而起相容劑作用等。

3.塑木材料專用相容劑

由于木粉中主要成分是纖維素，纖維素中含大量的羥基，這些羥基形成分子間氫鍵或分子內(nèi)氫鍵，使木粉具有吸水性，吸濕率可達8%～12%，且極性很強。而熱塑性塑料多數(shù)為非極性的，具有疏水性，所以兩者之間的相容性較差，界面的黏結(jié)力很小。使用適當?shù)奶砑觿﹣砀男跃酆衔铮痉郾砻妫梢蕴岣吣痉叟c樹脂之間的界面親和能力，且改性的木粉填料具有增強的性質(zhì)，能夠很好地傳遞填料與樹脂之間的應(yīng)力，從而達到增強復(fù)合材料強度的作用。因此，要得到性能優(yōu)良、符合條件的塑木復(fù)合材料，首先要解決的是材料相容性的問題。相容性問題主要靠加入各種添加劑來解決。不同的添加劑的用量對復(fù)合材料的拉伸強度、相容性都有不同程度的影響，故篩選合適的添加劑至關(guān)重要。

木粉與廢舊塑料復(fù)合材料的開發(fā)與研究不但可以提供充分利用自然資源的機會，而且也可以減輕由于廢舊塑料而引起的環(huán)境污染。因此，這種塑木復(fù)合材料是一種節(jié)約能源、保護環(huán)境的綠色環(huán)保材料。其應(yīng)用范圍也很廣，主要應(yīng)用在建材、汽車工業(yè)、貨物的包裝運輸、裝飾材料及日常生活用具等方面，有廣闊的發(fā)展前景。木粉作為塑料的一種有機填料，具有許多其他的無機填料所無法比擬的優(yōu)良性能：來源廣泛、價格低廉、密度低、絕緣性好、對加工設(shè)備磨損小。但它并沒有像無機填料那樣得到廣泛應(yīng)用，原因主要有與基體樹脂的相容性差、在熔融的熱塑性塑料中分散效果差、流動性差、擠出成型加工困難等。

目前世界各國對各種廢舊塑料污染進行了全方位治理，并已取得了一定的成效，其中用木粉或植物纖維填充，經(jīng)專用設(shè)備擠出、壓制或注射成型，可用來在某些場合替代木材制品的塑木制品尤為實用。該成果是近年來國外發(fā)展較快且經(jīng)濟效益顯著的實用型新技術(shù)，主要應(yīng)用在建材、汽車工業(yè)、貨物的包裝運輸、裝飾材料及日常生活用具等方面，產(chǎn)品可制成板材、型材、片材、管材等，并具有木材的加工優(yōu)點。塑木復(fù)合材料是一種節(jié)約能源、保護環(huán)境的綠色環(huán)保材料。木粉作為塑料的一種有機填料，具有許多其他的無機填料所無法比擬的優(yōu)良性能：來源廣泛、價格低廉、密度低、絕緣性好、對加工設(shè)備磨損小。隨著塑木技術(shù)的不斷發(fā)展和環(huán)保需求的日益提高，塑木技術(shù)已由單一組分的廢舊塑料和木粉共混合生產(chǎn)塑木制品，向多組分廢舊塑料和木粉共混合生產(chǎn)塑木制品過渡，這樣多組分的廢舊塑料間的相容性就變得十分重要。

偶聯(lián)劑的用量與填料的活化效果并非成正比關(guān)系，而是與偶聯(lián)劑在木粉顆粒表面的狀況有關(guān)。木粉顆粒在基體中并不是理想的單獨分散狀態(tài)，而以某種聚集狀態(tài)的形式存在。呈聚集態(tài)的木粉對填充體系流動性能的影響是不利的，可加人適量的硬脂酸來降低木粉顆粒的集聚數(shù)量，改善成團現(xiàn)象，使其向基體樹脂中充分分散。此外，塑木復(fù)合材料在熔融狀態(tài)時屬于假塑性流體，隨著剪切速率的增加，表觀黏度下降。所以為了使填充體系具有良好的加工流動性能，應(yīng)當盡可能采用較高的剪切應(yīng)力，以降低填充體系的剪切黏度，使之適合于擠出成型加工，針對塑木加工工藝而開發(fā)專用相容劑是塑木生產(chǎn)技術(shù)的一個重要方面。

在實際生產(chǎn)使用不同種類相容劑體系，加入份數(shù)不同，對塑木材料的沖擊強度、彎曲強度和彎曲模量及熱變形溫度等指標都有一定影響。氯化聚乙烯體系綜合性能較好，在使用最低份數(shù)相容劑的條件下，基本達到生產(chǎn)要求的各項技術(shù)指標。在只添加較少的相容劑條件下就能達到實際的使用要求，這是較為理想的結(jié)果，且經(jīng)濟成本低，更有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

高聚物共混合可以提高其某些性能，但會損失某方面的力學(xué)性能，回收單一聚合物其耐熱性、耐沖擊性、剛性、加工性等特性不能滿足制品性能要求時，和其他聚合物共混可獲得所需要制品的性能。可根據(jù)制品對力學(xué)性能的要求側(cè)重點不同進行混合，如PVC與ABS共混可提高沖擊性能，但模量下降。PE與PP共混使PE制品力學(xué)性能、耐熱性提高等，所以通過聚合物共混技術(shù)可制造性能良好的共混聚合物產(chǎn)品。

回收的塑料往往是多種塑料的混合物，使用共混技術(shù)制造良好的塑料產(chǎn)品即省去了塑料的分離工序，可以直接實施熔融共混并有選擇性地加入某些再生塑料，以調(diào)節(jié)再生塑料合金的性能，降低了成本，又比用低分子助劑進行改性更持久，可保持塑料制品的長期使用效能及充分發(fā)揮回收利用再生塑料的使用價值。生產(chǎn)聚合物共混物常用混煉的設(shè)備有雙輥開煉機、單（雙）螺桿擠出機、密煉機等。

4.塑料改性相容劑的應(yīng)用

相容劑在塑料改性中起著表面活性劑的作用，分布于兩種聚合物的表面上，其作用為降低界面張力、增加界面層厚度、減小分散粒子直徑、阻止分散相的凝聚、穩(wěn)定已形成的相形態(tài)結(jié)構(gòu)。塑料改性技術(shù)的關(guān)鍵是解決不同聚合物的相容性，相容性的好壞決定是否能夠達到改性的目的。相容劑技術(shù)的進步極大地推動塑料改性技術(shù)的發(fā)展。相容劑一般分為非反應(yīng)型相容劑和反應(yīng)型相容劑（含有酸基型、環(huán)氧基型、異腈酸酯基型、乙烯基型）。非反應(yīng)型相容劑無特別官能基，F(xiàn)PR、SEBS等為此例，特別是SEBS對許多體系具有相容劑效果。反應(yīng)型相容劑在分子中有官能基，這是合金成分的一方或雙方反應(yīng)，因此成型物具有相容劑功能，典型的例子有馬來酸酐改性PP，乙烯2縮水甘油甲基丙烯酸酯等。

改性塑料是涉及面廣、科技含量高、能創(chuàng)造巨大經(jīng)濟效益的一個塑料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。而塑料改性技術(shù)—填充、共混和增強改性更是深入幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程。從原料樹脂的生產(chǎn)到從多種規(guī)格及品種的改性塑料母料，為了降低塑料制品的成本，提高其功能性，離不開塑料改性技術(shù)。相容劑的出現(xiàn)主要是為高分子材料合金技術(shù)服務(wù)的。所謂高分子合金，即由兩種或兩種以上具有不同性質(zhì)的高分子材料經(jīng)共混并采用相應(yīng)的相容化技術(shù)而得到的多相多組分體系。而這樣的高分子合金、共混、改性的重要關(guān)鍵材料就是相容劑。相容劑對合金技術(shù)的微觀相態(tài)結(jié)構(gòu)起到很好的調(diào)整和控制作用，而使共混材料實現(xiàn)高性能化和功能化的效果。相容劑廣泛應(yīng)用于PP／PE、PP／PA、PA／PS、PA／ABS、ABS／PC、PBT／PA、PET／PA、PP／POE、PE／EPDM、TPE／PU等合金。由于相容劑是以活躍自由基分子羧基摻入非極性與極性聚合物之間起“橋梁”作用，將其改性成為極性的改性聚合物，再使其與極性的聚合物共混，兩者之間進行反應(yīng)而制得良好的改性共混效果。

利用相容劑回收廢舊塑料，使之成為新的塑料合金或新的改性塑料，是“廢物綜合利用”比較好的可行辦法，并可解決“白色污染”問題，具有很大的社會效益和企業(yè)經(jīng)濟效益。在國外已有很多先例，如荷蘭國家礦業(yè)公司生產(chǎn)的BENNET相容劑，就是用于回收廢舊塑料再生的專用相容劑，可以把兩種或多種不同品種、不同性質(zhì)的舊塑料，如聚烯烴塑料與工程塑料的邊角料的共混再生，添加5%－10%相容劑作為海相或島相之間的界面層，發(fā)揮相容劑的鍵合力極性相容基團效率，而制備成為一種新的塑料合金或改性塑料。

現(xiàn)在國內(nèi)外許多研究機構(gòu)都在致力于相容劑的研究，并不斷開發(fā)成功一些性能優(yōu)良的相容劑。Polyrell公司開發(fā)了過氧化物母料，用于PP、PE和乙丙橡膠合金改性。Exxon公司開發(fā)的Exxelor-PO1015具有較高和較有效的反應(yīng)官能度，使其成為PA／PP共混物出色的相容劑。AmeriHass公司推出的聚戊二酰胺共聚物相容劑，對PA、PC共混物具有相互作用，使用該相容劑后，共混物性能的均衡性優(yōu)于未改性前的各組分的性能，即共混物既具有PA的耐化學(xué)藥品性和加工性，又具有PC的耐熱性和耐沖擊性能。該相容劑與PA、PC均能反應(yīng)，改進了共混物的微觀結(jié)構(gòu)，PA在其中為連續(xù)相。

相容劑又稱大分子偶聯(lián)劑。由于具有高分子部分與高分子聚合物相容，因此，相容劑對聚合物與填料之間的偶聯(lián)效率優(yōu)異，可用于PE／CaCO3、PE／滑石粉、PA／GF、PRT／GT等偶聯(lián)處理，效果良好。熱塑性彈性體，具有良好的柔軟性、高彈性和低溫性能，添加一定量的相容劑可以作為PP、PE、PS、PA、PC等塑料的增韌劑。而相容劑正是這些增韌劑的最關(guān)鍵性的“核”、“殼”相容作用。如EPDM接枝MAH增韌劑，可在－45℃的溫度下，保持優(yōu)良的物理性能和堅韌性能。一般用量5%－10%。相容劑還可用于改善塑料的粘接性和改善塑料的抗靜電、印刷性、光澤性等的表面性能。

5.結(jié)束語

總之，大多數(shù)聚合物之間在分子水平上是不相容的，但通過采用相容化技術(shù)可使原來不相容的聚合物對變得相容，并可獲得性能優(yōu)異的共混物。近年來有關(guān)相容化技術(shù)發(fā)展得很迅速，許多不同功能的相容劑已先后商品化。目前世界各國對各種廢舊塑料污染進行了全方位治理，并已取得了一定的成效，其中用木粉或植物纖維填充，經(jīng)專用設(shè)備擠出、壓制或注塑成型，可用來在某些場合替代木材制品的塑木制品尤為實用。該成果是近年來國外發(fā)展較快且經(jīng)濟效益顯著的實用型新技術(shù)，可廣泛用于包裝、建筑等行業(yè)。相容劑的添加使塑料的應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊，對于一些特殊產(chǎn)品的制造有著不可替代的作用。

［1］胡俊梅.一種ABS／PET相容劑及其相容技術(shù)研究.塑料2010年第5期31－33頁.

［2］陳緒煌，彭少賢主編.聚合物共混改性原理及技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社2011（50－100頁）.

［3］王琛著.聚合物共混改性－高分子材料改性技術(shù).北京：中國紡織出版社2012（50－100頁）.

Explore the secret compatible technology in polymer modification

Liu dao chun
（Hubei shiyan chemicalmaterials company）

polymer compatibilizer application in plastic modification，obtain good blendingmaterials properties.In recent years，incompatible technology promoted the rapid development of modified engineering plastics，widely trained in value.For plasticsmodified the effect of compatilizer，performance，and its varieties，widely used compatilizer improves performance of the polymer were introduced，the special compatilizer plastic wood materials，at the same time put forward the application of plastic modification compatilizer.

polymermodified compatible technology application development