聚苯醚/聚酰胺合金
PP0/PS型合金在PPO的發展史上具有重要的意義,它具有優異的性能,但是存在熱變形溫度低、耐油性和耐溶性差的缺點。尼龍(PA)是一種性能優異的工程塑料,由于它的高結晶度而使其具有優異的耐溶劑性,并且還具有機械強度高、易于加工等優點,但其沖擊強度低、耐熱性較差,又由于其高的吸水性而造成制品的尺寸穩定性較差。將美國 GE NORYL EXNL1285 PPO與PA共混,即改善了PPO的加工性能和耐溶劑性能,又提高了PA的耐熱性和尺寸穩定性,從而實現了優勢互補。但非結晶性的美國 GE NORYL EXNL1285 PPO與結晶性的PA相容性很差,兩者的共混物屬于完全不相容體系,共混合金的相分離嚴重,由于兩相之間不存在相互作用,造成合金的脆性。國內外從事這一領域研究的科技工作者在PPO/PA合金的增容、增韌、增強、商品化等方面做了大量的工作,已取得了很多的研究成果,并使PPO/PA合金得到廣泛應用。
美國 GE NORYL EXNL1285 PPO/PA共混體系的增容
聚合物共混物的形態結構對其性能有著重要的影響,而形態結構又受制于參與共混的聚合物之間的熱力學相容性。相容性好的聚合物共混物,分散相在基質中分散均勻且相疇較小,兩組份間界面粘結力較高、相態穩定、性能優良;而不相容的聚合物共混物正好相反,一般沒有實用價值,因此必須采取適當的方法增加兩組份的相容性,即增容。PPO與PA是完全不相容的,如果兩者進行簡單的共混,會造成分散相不穩定,加工成型時會產生分層現象,使制品發脆。為提高PPo與PA的相容性,通常采取使PPO官能化或直接添加增容劑等方法。
美國 GE NORYL EXNL1285 PPO的官能化所謂官能化,是使分子鏈帶上官能團,當官能化的高分子鏈與其他帶有可反應基團聚合物進行共混時,便有共聚物鏈生成,實現了原位增容,這是提高不相容共混物相容性的一種有效的方法。對PPO/PA共混體系而言,PPO的官能化是使PPO分子鏈上帶上可與PA的端基反應的官能團,當PPO與PA熔融共混時,生成PPO.分PA,從而增加PPO與PA之間的相互作用,達到細化分散相的相疇、減少相分離、提高性能的目的。能夠使PPO官能化的化合物應該是雙官能團或多官能團化合物,這種化合物應帶有一個碳.碳雙鍵或碳.碳三鍵,與PPO反應,另外還應含有一個羧酸基團或酸酐、酰胺基、亞氨基、氨基、羧酸酯、環氧基、羧酸胺等,與PA的端基反應,這些雙官能團或多官能團化合物有時被稱作相容劑。PPO通過反應擠出法(熔融法)或溶液法與相容劑反應,從而獲得官能化的PPO,例如馬來酸酐化的PPO。馬來酸酐化的PPO作為PP0/PA合金體系的增容劑早有報道,PPO的酸酐化過程一般是采用反應擠出的方式,將預先混好的PPO粉末和馬來酸酐(MAH)在擠出機中進行熔融反應,其特點是有無引發劑該反應均可發生,所用引發劑一般為過氧化物型。MAH可以接在PPO的主鏈上,形成PPO.g.MAH,也可以接到PPO的端基位置,形成PPO—MAH。
由于美國 GE NORYL EXNL1285 PPO的端羥基在高溫下易氧化分解,因而在PPO的合成后期要對其進行封端處理,包括酯化和醚化。前述的PP0的官能化利用的是封端以后的PPO,PP0的端基官能化是利用封端這一過程,直接引入帶有反應活性的小分子化合物,而用作PPO/PA合金的相容劑。David用偏苯三酸酐酰氯(TACC)與未封端的PPO以甲苯為溶劑進行溶液反應,生成PPO.TACC,用它作為PPO/PA66體系的增容劑,達到較好的增容效果。Br0、Ⅳn利用氰脲酰氯的高反應活性與縮水甘油醚反應,得到2.氯.4,6.二環氧甘油.1,3,5.三嗪(DGCC),再用DGCC與帶羥基的PPO在溶液中反應得到PP0.DGCC,帶上環氧基的PPO加入到PP0/PA體系中有利于提高PPO與PA兩相的界面粘結力,細化分散和增容效果明顯。
添加型增容劑添加型增容劑是指增容劑與高分子集體同事共混、熔融擠出。對PPo/PA共混體系而言,這種添加型增容劑可以是低分子化合物,也可以是高分子聚合物。
低分子增容劑一般是通過催化劑或“橋聯”反應而生成共聚物進行增容,具有添加量少、簡單易行的特點。例如,Me一19采用低分子氧化聚烯烴蠟和三苯磷酸酯作為PPO與PA的增容劑,使性能得到改善;Gallucci用l,4.苯醌做增容劑也取得了較好的效果;還有加入有機磷酸鹽、三磷酸酯或聯胺改善PPO與PA的相容性。但加入低分子添加型增容劑會帶來尺寸的熱穩定性下降。
除了低分子型增容劑,在美國 GE NORYL EXNL1285 PPO/PA共混體系中還可以高分子增容劑。這種增容劑一般是含有苯乙烯和不飽和酸衍生物的共聚物,且多為反應型,因為PP0與聚苯乙烯(PS)是熱力學相容體系,共聚物中PS段可以滲透到PPO相中,不飽和酸衍生物的反應官能團與PA的端基反應,使PPO與PA聯系起來,達到增容的目的。例如,苯乙烯.對苯乙烯酚接枝共聚物、苯乙烯.甲基丙烯酸縮水甘油醚共聚物等。用這種帶官能團的高分子作為非相容概念共混體系的增容劑可以實現高分子合金的反應擠出,而反應擠出可以簡化共混工藝、節約能源,是相容化技術的發展趨勢。日本東亞合成化學公司開發成功反應型增容型RESEDA系列產品,其中GP.500是環氧基位于主干上,大分子Ps位于側鏈上,整個大分子具有簾狀結構,主要用于PPO/PA共混體系的增容,在PPO/PA的共混體系中添加少量的GP.500,于擠出機中熔融共混時,分子中的環氧基于PA6的端氨基起反應,立即生成新的增容劑,該增容劑的支鏈部分一端象多把鉤子鉤住了PA6,而另一端深入到PPO中,具有這種簾狀結構的增容劑比一般嵌段、接枝共聚物的增容效果好。
美國 GE NORYL EXNL1285 PPO/PA合金的增韌
PPO與PA本身的韌性均較差,兩者共混后,韌性自然不高,為滿足更高性能的使用要求,必須對體系進行增韌。對PPO/PA共混體系增韌的方法多為加入熱塑性彈性體,但不同的彈性體對該體系的增韌效果不同。Meer用MBS或MAS成功地對PPo/PA體系進行了增韌;而后,他又提出用兩種增容劑sBs或SEBs和含丙烯酸、馬來酸酐等反應活性基團的核殼共聚物(如乙烯.丙烯酸乙酯EEA、乙烯.丙烯酸丁酯.馬來酸酐EAM)或馬來酸酐化的三元乙丙橡膠(EPDM.哥MAH)分別對PPO和PA進行增韌,其效果明顯增加,尤其是EPDM.g.MAH的增韌效果*佳;Giallchalldai在SBS對PPO/PA增韌的基礎上,用徑向SBR進一步對該體系進行增韌.