嵌段共聚物对PPO／PP共混物的增容作用

Vo1．1 2 高分子材料科学与 1996年 7月 POLYMERIC MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING ． 4 j u】 1996 嵌段共聚物对 PPO／PP共混物的增容作用 (二) ．』 丝 ●’_。■。●_。。。一 华南理工 尢学材料科学研 究所 ．广州．510641 石小华 (中国科学院广 j 磊 ，广州．510650) 摘 要 A 研究表日月革乙烯乙烯／丙烯嵌段共聚物亚其混合顺序对聚(2，6一二甲基l， 一苯氧)／聚丙烯共 混物 开j志和性能有一定影响 PPO．／PP共混物加凡增容剂后+分散相颗粒变得精细均匀+缺口冲击强 度太 大提 高。文中计 算 1 SL~／PPO 赴 SEP／PP共 ；冕袖 的相互作 用能 密度 8．计 算表 明 ，EP体积分敷 高的SEP与 PPO的亲和 力比 SEP与PP的亲和力小，因此当SEP克与 pPO预混合，然后与PP混合+ SEP易于迁移到两相界面，降低 了界面张力，减小 了分散 相足寸，提 高了两相 间粘台力，具有更好的 增容 效果 。 关键词 ．聚合物共混物 堕!型 ，相互作用，混合顺序 ⋯ 二 4- 瓣(P PO 萎 聚(2，6二甲基l，苯氧) )是无定形高聚 玻 PP() 聚两 查温度约为205 c，耐热性 能、电性能和物理力学性能优异，但纯 PPO熔融粘度高，熔融稳定性差，加工流动性不好。实际 应用上多为PPO共混物或台金 ，其中PPO／聚丙烯(PP)共混物或台金具有 良好的发展前景。PP 是结晶高聚物，价格低、无毒性 、比重轻、易加工，而且耐化学腐蚀性能和电绝缘性能 良好 ，但 PPO／PP的简单共混物容易分层、物理力学性能差。欲开发具有优异性能的 PPO／PP共混物需 要有效的增容技术。由于合成PPO和PP接枝或嵌段共聚物以及熔融反应“就地”形成接枝共 聚物有一定限制 ，因此可选择 D—E型非反应性共聚物增容剂 本文利用扫描电镜等研究了苯乙烯一乙烯／雨烯二嵌段共聚物(SEP)及其混合顺序对 PPO／ SEP／PP共混物形态和性能的影响， 及增容剂在共混物中的分布+为进一步有效地使用增容 剂提供了依据。 1 实验部分 1．1 原材料 。 聚(2+6 =：甲基 l，4-苯氧)(PPO)：美国产品。聚丙烯(PP)：美国产品．MI：0．4。增吝剂为 苯乙烯 乙烯／丙烯二嵌段共聚物(SEP)，苯乙烯／橡胶为 33／67。 1．2 共混物试样制备 收精 日期 !l9 l1—24 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4期 游 长江等 ： 段# 壤韧对 PPOiPP共棍 物 的增替 悸 使用德国产 PL 2000型 Brabender机 分 3种顺序混台 【：增容刺、PP、PPO同时加 入。方法 Ⅱ：先将增容剂与PPO混合，然后与PP混合 方法 Ⅱ：先将增容剂与PP混合，然后与 PPO混台 所有性能按 ASTM试样制作。 1．3 流变行为测定 用 lnstron毛细管流变仪测定 PPO、PP和增容剂 SEP在 280 C下的熔融流动行为，毛细管 直径为 O．1275 cm，长径 比为 40。 1．4 透射电子显微镜(TEM)观察 将洋品染色，超薄切片后在日本产 HITACHIH 0600型透射电镜上观察并拍照。照片中 SEP的聚苯乙烯相被染成黑色，均聚物 PPO~分散相)稍浅，PP(连续相)呈白色。 2 结果与讨论 Fig．1为PPO、PP和SEP的表观粘度与表观剪切速度的关系，其粘度均随剪切速度的增大 而降低，呈剪切变薄行为。 Fig．2为未加增容剂的 PP0／PP共混体系的热变形温度和缺 口冲击强度与共混组成的关 系。Fig．2表明，随着 PPO含量的增加，共混物的热变形温度从 9O℃提高到约 2OO℃，但缺 口 冲击强度从 4．8 J／cm 降至约 1．5 J／cm ，共混物呈脆性 ' f、 ⋯I } j ；i 、、、 } 、 L ． ．一 一 l ‘ j J ) 、j 】I E ji r_|_、· - Fig-1 Ap r∞I vi~ 4ty (m ) appatena shear F ．2 Relmlio~hip betw~n abe heaa dislortion teml~eretute ( )f0|the ∞ins and eotnl~libilLzeF●l 2g q]℃ (1)．tml~et sffe~glh (2j and tJle PPO collienb in 1：PPO；2；SEP}3{PP． alae PPO／PP b l Fig．3为未加增容剂的 PPO／PP共混物的透射电镜照片。从 Fig．3可见，PPO分散相在连续 相中分散不均匀，颗粒大小差别很大 ，两相界面清晰，并存在空隙、成为共混体系的薄弱环节， 因而物理力学性能较差。 PPO／PP共混物加入增容剂 SEP后 ，I颗粒变得精细均匀，分散程度大大提高 TEM观察发 现大量SEP均匀地分布在两相界面 少量分布在 PP连续相(F ．4) PPo／PP(4~／60)共混物加 ^ 1 0份 SEP后，缺 口冲击强度提高了 13倍，明显地显示了增容效果．这是 由于嵌段共聚物 SEP的苯乙烯与乙烯／丙烯链节之间相互排斥，苯乙烯嵌段与 PPO相容与 PP不相容 ，相反．乙 烯／丙烯嵌段与PP部分相容．而与 PPO不相容。在混合过程中．体系从混合放热中获得更大的 自由能来推动链段之间的相互扩散 ．使 PPO与苯乙烯嵌段和PP与乙烯／丙烯嵌段连接在一起 维普资讯 http://www.cqvip.com 而降 胝界面张力t提高了两相牯台力 共混钧因而获得良好的性能。 增容剂的混合顺序对共混物的形态有 一定黔晌 比较了 3种不同的混台顺序对增窖效 果的影响 ，结果表明 责法 Ⅱ制蔷的共混扬分散程度和性能更好，Fig．5为方法 制备的共混物 的透射电镜照片 坟 Fig．5 】 ，大部分 F,EP嵌段共聚物分布在共混物的界面，起到两相间的 连 J-EM · rug珀 ot PP0 PP f 4 丁J M mj盯钾 p力of PPO／SEP— J s rl mi~ogrspb of PPO， (40／B0)bIend PP(4*1／10 50)bknd sEP．PP(40 I6，50)btend cmixing order ■) 根据简单的 Van Laar表达式，聚合物 A和 I5单位体积的混合焓为： J圩⋯／( + h )= B“ (1) 式中 和 是共混物中组分 i的体积和体积分数 是混台物的相互作用能密度。假没共聚物 A由单倬 1和 2组成，它们的体积分数用 表示 均聚物 B由完垒不同的单体 3组成，经简化 求得馄台共混物 A和均聚物 n的相互怍用模型 ： B ： 』 J__ 3 。一 』 2 (2) 式中右边前二项是均聚物 3与共聚物中 1和 2 ／ 之间的相互作用；最后～项 是共聚物中 1和 2 ／ 之间的相互作用。 ／ 相互作用能密度 随 SEP中 EP的体积分 ／-／ 数的变化见 Fig．6。随 SEP中 EP体积分魏的增 ／ 加，sEP／PP共混物的 B值减小．而 SEP／PPO其 混物的 B值增加 根据计算 ，EP体积分数高的 一 二二： ～ —— SEP与 PPO的亲台力 比 SEP与 PP的亲和力 ， ． 小。在本研究中，SEP中 EP的体积分数 为 0． Fig 6 InteraCtion densiti~for b n of pPo 63，SEP／PP共混物和 SEP／PPO共混物的 B值 。 ‘ 分别为 0．01和 2．Ol。因此当 SEP先与 PPO预混合．然后与 PP混合，SEP易于迁移到两相界 面，降低了界面张力，减少了分散枢尺寸 ，因而具有更好的增容效果。 致谢 ：衷心感谢美国s ven 理工学院化工乐C．G．Gog 敦搔的热情指导干I：帮助。 l 游长江 (You Changjiang) (【)：7 2 游长江 (You Changjiang)． 】 参 考 文 献 高{}子村料科学与工程 (Polymeric Materials Science＆ Engineering)，L994，10 高分子材料科学与工程 (Polymeric Materials Science＆Engineering) 【993+9(2) 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 d期 赫 K江等 嵌段等聚物x PpO／PP Jt桃物的增容作用 3 W i Ll J M ．Favls B D．Polym． Eng． Sci．， 1988．28．1 4I6 薪长江 (You Changjiang)．高讣子村料科学 与工程 (Polymeric Materials Science 8 E n ing I 4 j u (4)：61 5 Paul D R ．Barlow J W ．Polymer， 1984．25：487 coMPATIBILIZATION OF PPO／PP BLENDs W ITH BLoCK CoPoLYM ERS You Changfiang (Materzals Sei~rlce lk,search lnstit~tle Sonth(Vlina Univeesity of Tecfmotogg Gaaad t 1 Shi Xiaohua (Gnaaqzhou bts~ilv2e。 Chemi．sCry，d(Ⅶdem HtcⅡ，G 9z^u ) Al} IRA CT The effects of styrene ethylene／propylene diblock copolymer and its order of mixing OD the morphology and properties of blends of poly(2．6 dimethyl 1，4 phenylene ether)and polypropylene were studied· W hen the compatibilizers were used the blends had finer dispe rsion and much higher impact toughness．The values of interaction energy density for the blends of SEP and PPO ．and SEP and PP were calculated． Based on our calculation．the SEP with higher fraction of EP had affinity for PP than for PPO．Therefore，by preblending SEP containing higher fraction of EP with PPO and then mixing with PP，SEP could move easily to the PPO／PP interface，and the blends had finer dispersion and better prope rties． Keywords polymer blends，compatibilizer，interaction，mixing mode 下期部分内容预告 高孔隙度泡沫塑料的一种近似非线性本构关系 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． 高分子材料辐射接枝苯乙烯的研究进展 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． PP—g—AA的制备和表征 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． 玻璃纤维增强 PET工程塑料性能及界面研究 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一 PEK—C动态力学松弛性质 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． AM DEAM—AA共聚物的台成及性能研究 ⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ PET —PBT共聚酯的结构与结晶性能 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． 衣康酸接枝 PP对 PA6／PP共混物增容作用机理的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． PANI PVC原位复台材料的制备及性能 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． 丙烯酸酯在淀粉表面原位聚合的动力学研究 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． 卢 子兴等 葛学武等 张晓民等 安 军 等 李 谜等 蔡文胜等 刘佑习等 沈经纬等 曾幸荣等 黄少慧等 维普资讯 http://www.cqvip.com