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增韧剂的分类

小肉包1年前 (2023-12-23)阅读数 6#综合百科
文章标签橡胶共聚物

增韧剂可分为橡胶类增韧剂和热塑性弹性体类增韧剂:

(1)橡胶类增韧剂 该类增韧剂的品种主要有液体聚硫橡胶、液体丙烯酸酯橡胶、液体聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶及丁苯橡胶等。

增韧剂的分类

(2)热塑性弹性体 热塑性弹性体是一类在常温下显示橡胶弹性、在高温下又能塑化成型的合成材料。因此,这类聚合物兼有橡胶和热塑性塑料的特点,它既可以作为复合材料的增韧剂,又可以作为复合材料的基体材料。这类材料主要包括聚氨酯类、苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、间规1,2-聚丁二烯类和聚酰胺类等产品,目前作为复合材料的增韧剂用得较多的是苯乙烯类和聚烯烃类。

其它增韧剂 适用于复合材料的其它增韧剂还有低分子聚酰胺和低分子的非活性增韧剂,如苯二甲酸酯类。对于非活性的增韧剂也可称为增塑剂,它不参与树脂的固化反应。

(一) 橡胶类

1. 乙丙橡胶(EPR)

乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体原料,采用有机金属催化剂,在溶液状态下共聚而成的无定形橡胶。根据是否加入非共轭二烯类作为不饱和的第三单体,乙丙橡胶又可分为二元共聚物和三元共聚物两大类。通常丙烯的含量约为40%-60%左右,第三单体的含量约为2%-5%,平均分子量25万以上,且分布较宽。 乙丙橡胶中由于引入的丙烯以无定型排列,破坏了原来的聚乙烯结晶,因而成为不规整共聚非结晶橡胶,同时又保留了聚乙烯的某些特性。二元乙丙橡胶在分子链上没有双键,成为饱和状态,因而构成丁该橡胶的独特性能。三元乙丙橡胶虽然引进了少量不饱和基因但双键处于侧链上,因此基本性能无多大差异。乙丙橡胶基本上是一种饱和的高分子化合物,分子内没有极性取代基,链节比较柔顺。它的抗臭氧性、耐候性、耐老化性在通用橡胶中是最好的,其电绝缘性、耐化学品性和抗冲击性都较好。

乙丙橡胶是常用的增韧剂之一,在聚乙烯中的用量高达40%。

2. 聚丁二烯橡胶(BB)

聚丁二烯橡胶是以丁二烯为单体,采用不同催化剂和聚合方法制得的一种通用型合成橡胶。采用不同储化系统和聚合方法制得的聚丁二烯橡胶在结构和性能上均有所不同。聚丁二烯橡胶的玻璃化温度为-105℃,分子量分布较窄、支化比较少,灰分总含量0.10%-0.15%,冷流性小。

3. 丁基橡胶

丁基橡胶是以异丁烯与少量异戊二烯为单体,采用三氯化铝或三氟化硼作催化剂,在低温下(-95℃)聚合物的共聚物。这是一种黄白色粘弹性固体,有冷流性,比重为0.92g/ml。

丁基橡胶的耐热性、耐候性都很好,耐溶剂性、电绝缘性能也较好。

4. 丁腈橡胶

通用型丁腈橡胶是由丁二烯1,3和丙烯腈共聚而成,其耐油性随丙烯腈含量增加而提高。丁腈橡胶的低温性能较差,。玻璃化温度与丙烯腈含量有关,含量越多则玻璃化温度也越高。丁腈橡胶的耐热性较好,可在120℃下连续使用,电绝缘性一般。

5. 丁苯橡胶

丁苯橡胶是以丁二烃与苯乙烯为单体,在乳液或溶浓中用催化剂催化共聚而成的高分子弹性体,比重0.98g/ml,玻璃化温度-52℃。一般的乳聚丁苯橡胶中含有23.5%的苯乙烯,聚合物的微结构随聚合条件的变化也有很大差异.

(二) 树脂类增韧剂

1. 苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS)

热塑性弹性体SBS是由丁二烯与苯乙烯通过阴离子聚合而得的嵌段共聚物。SBS在常温下有两相结构——聚丁二烯的橡胶连续相和聚苯乙烯的树脂微区。连续相聚丁二烯具有橡胶的弹性和良好的耐低温性能。聚苯乙烯链段聚集在一起呈分散相(微区),起着交联和增强橡胶的作用。 当温度升高时由于聚苯乙烯微区加热熔融,交联点熔化产生根好的流动性。所以SBS可与其它树脂热熔共混,而且工业产品大多入粒状,可直接在挤出机中挤出共混连续生产。

2. 甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(MBS)

MBS可由丁苯胶乳42份(按干质计)、苯乙烯28份、甲基丙烯酸甲酯30份在水中聚合而得。MBS耐无机碱、酸,不耐酮、芳烃、脂肪烃和氯代烃等溶剂。

3. 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)

ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体聚合而成的。在树脂的连续相中分散着橡胶相。ABS不透明,水、无机盐、碱和酸对它无什么影响,不溶于大部分醇和烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS有极好的抗冲强度且在低温下也不迅速下降,但是它的抗冲性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散程度有关。

4. 氯化聚乙烯(CPE)

聚乙烯是结晶高聚物,随着氯的取代破坏了它的结晶性而使它变软、玻璃化温度降低。但在CPE中若氯的含量超过一定量时,玻璃化温度反而增高,因此CPE的玻璃化温度和熔融温度可比原来的聚乙烯高或低。 CPE的性能取决于原料聚乙烯的分子量、氯化程度、分子链结构和氯化方法。由于这些可变因素,所以可得到软性、弹性、韧性、或刚性的不同材料。当含氯量少时其性能接近聚乙烯,而含氯量大时性能接近聚氯乙烯。作为增韧剂用时的CPE含氯量应控制在25%-40%之间,成橡胶状物质。由于CPE不存在双键结构,所以用它增韧的共混物的耐老化性要比用MBS的好。此外超细的碳酸钙表面用硬脂酸处理后也可用作增韧剂,它可与聚合物类增韧剂起偶联作用。

5. 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)

EVA是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物,它是一类具有橡皮似弹性的热塑性树脂,密度为0.94g/ml。EVA的性能取决于醋酸乙烯酯(VA)的含量及分子量。 当熔融指数小变、VA含量增高时,它的弹性、柔软性、粘合性、相溶性、透明性和溶解件均有所提高:VA含量降低,则性能近似聚乙烯;若VA含量不变而熔融指数降低,则分子量增大能提而它的抗冲强度。

(三) 环氧树脂用增韧剂

环氧树脂用的增韧剂可分为反应性和非反应性增韧剂两类。反应性增韧剂是指含有不饱和键和酰胺基的聚酰胺树脂。液体状的聚硫化合物、聚壬二酸酐等既有增韧作用也有固化作用。作反应性增韧剂是指常见的增塑剂,如DOP、DBP、TCP、TPP等,因它们与环氧树脂的相溶性不太好,故用量不宜过多。

不少聚合物在室温下呈脆性,因而大大降低了它的使用价值、例如聚苯乙烯有良好的透明性、电绝缘性、易加工性但需加入橡胶类的增加韧性才有较高的抗冲强度。这种赋予塑料更好韧性的助剂称为增韧剂,也称为抗冲改性剂。

聚丙烯最突出的性质是多面性,它能适合于许多加工方法和用途。它的价值和多面性主要来自与优良的耐化学品性能、在宗的热塑性塑料中中最低的密度和最高的熔点、适中的成本。

聚丙烯(简称PP)与聚乙烯PE不同之处在于,前者每隔一个碳原子上就有一个甲基,这起到使链硬化的作用。除非这些甲基处于链的同一侧位置上,聚合物不会结晶。在Natta和Ziegler(互相独立地)开发出立体定向催化剂之前,只能生产出软且粘连的的无规立构聚丙烯。商业塑料的硬度和耐溶剂性来源与结晶性。PP的链比PE的硬,因而PP具有较高的熔化温度和抗张强度,但结晶度较低。PP均聚物的熔点约为330?,取决于加热速度和热历史。

在PP链上间隔地插上乙烯(无规共聚),聚合物链会变得更缺乏规则和更柔软,从而降低共聚物的结晶度、模量、熔点和熔点锐度。典型的无规共聚物是比较透明的,熔点在293-305?范围内。当乙烯含量升高时,聚合物的结晶度越来越低,最后变成乙烯-丙烯橡胶(EPR)。

另一类重要的共聚物是抗冲击非均相共聚物。这些产品是由橡胶(有时为PE)在均聚物基体中聚合而制得的。所用橡胶通常为EPR,它生成一个与均聚物基体分离的相态,形成有光雾、半透明的外观。这些材料并非真正的嵌段共聚物,因为其中的橡胶相可被溶剂所萃取。用EPR和PP共混可得类似产品,抗冲击共聚物具有和均聚体物相似的熔点。

分子量和分子量分布在PP加工过程中很重要。在446?和4.75磅负荷下的熔体流动是熔体粘度的一个指数,该指数与重均分子量相关。商品聚丙烯的熔体流动有低至0.25克/10分钟到高达800克/10分钟。分子量分布用重均分子量和数均分子量的比值来表示,高结晶度PP的这个比值可以高达11;而用做熔吹织物的PP则可低至2.1。这个比值在纤维纺丝过程中极为重要,而且影响到挤压挤出物胀大模塑内应力和定向过程。

象大多数聚合物一样,聚丙烯会氧化,特别是在熔化加工过程中。就PP而言,采取清除攻击叔氢的自由基来保护聚合物。对于在高温下长期使用的PP,则采用复杂的多组分稳定剂体系;对于限制气味或味道的场合,稳定体系比较简单。如果用于防阳光(紫外线)可加入炭黑或用专门的稳定方法。

塑料粒子的黏度与注塑、吸塑、挤塑工艺要求:注塑的要求黏度在2.7;吸塑的要求黏度在2.2;挤塑的要求黏度在3.2 。黏度高的,流动性就低,用注塑肯定是不行的,最好是挤塑了。

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