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橡塑聚合物的结晶能力

所谓橡塑结晶能力是指可否结品、结晶的难易和可达到的最大结晶程度。橡塑聚合物的结晶能力愈大,其分子间的内聚力愈大。因此,在橡塑并用体系中组分的结晶能力越相近,其相容性越好。

橡塑聚合物的结晶能力与其分子结构关系密切。凡能使分子链间紧密的、规整排列的结构因素(包括构型和构象因素)皆有利于结晶。线型聚合物、支链聚合物以及轻微交联的聚合物都可以结晶,但体、型结构聚合物、硬质橡胶等,就根本不可能结晶。在聚乙烯中,中密度聚乙烯的结晶度比高密度聚乙烯高。这表明:聚合物结构上微细的差异都会影响其结晶能力。

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橡塑结晶对相容性的影响

在橡塑非晶态聚合物共混体系中常发现理想的混合行为,其相容性较好;在含结晶聚合物(晶态/非晶态或晶态/晶态聚合物)共混体系中只有出现混晶时才具有相容性,一般其共混物性能仅是起始组分的平均值,其相容性差。因此,在聚丙烯/三元乙丙橡胶休系中,为提高其抗冲击强度,应降低聚丙烯的结晶度。在高密度聚乙烯/丁基橡胶体系中丁基橡胶含量≥50%时,绝大部分丁基橡胶在结晶时即与高密度聚乙烯分相;丁基橡胶≥70%时熔体中的高密度聚乙烯借助过冷可按均相成核历程结晶,因而在高密度聚乙烯中加入少量丁基橡胶可是著改善其力学性能。在聚丙烯/丁基橡胶体系中,为了提高聚丙烯的耐环境应力开裂性和韧性,亦应降低聚丙烯的结晶度。在聚丙烯/顺丁橡胶体系中,组分的结晶性反而不利于改善其相容性。同样,结晶性聚酞胺与极性橡胶并用时,为了获得高强度和高弹性,还应兼顾二者的溶解度参数相近,因而聚酞胺与丙烯睛含量26%的丁睛橡胶并用的橡塑相容性较好。

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橡塑的界面粘合力的张力

橡塑共混物的性能主要取决于橡塑两相间的界而粘结结合力很小,体系内必然存在薄弱部分,共混物的性能很差;相容性介于二者间的体系是比较理想的,其组分间部分相容。最理想的体系是组分间不相容但界面结合得很好的体系,其性能可超过原始组分的性能,而不是其简1Y单的平均值。由此可见,界面粘合力对共混聚合物的性能十分重要。

在聚合物共混体系中两相间的界面结合越好,其界面粘合力越大,共混物的性能越好。

低能添加物可以大大降低聚合物的表面张力和共混聚合物的界面张力,从而增加共混体系的相容性,因而这种低能物质又称为增容剂。以共混组分的接枝或嵌段共聚物作为增容剂时,其改善体系相容性的效果最佳。加入1-2%的增容剂就能大大降低界面张力。

橡塑聚合物的表面张力

橡塑共混时其稳定性及分散程度决定于聚合物的表面张力(或表面能)。表层剖面深度分析的结果表明;即使是相容均并用休系,也是表面张力小的聚合物富集于表面层。由于聚合物的表面张力与溶解度参数有关系,因而可用表面张力来估算橡塑并用体系中两相间的界面状态。

例如,在选择改性聚丙烯用的橡胶时,聚丙烯的表面张力为32.2x1O(N/Cmn) ,而氯丁橡胶、乙丙橡胶和天然橡胶的表面张力分别为32.67x 10N/cm, 32.1x 10N/cm:和33.4×10一N/cm丁苯橡胶、氯丁橡胶和丙烯精含量40%的丁腈橡胶其表面张力都高达40 x l0 ( N/cm ) 。其中乙丙橡胶、氯丁橡胶与聚丙烯间的表面张力较接近,因而聚丙烯/乙丙橡胶和聚丙烯/顺丁橡胶两个体系的界面结合较好,由此可见,橡塑并用体系中组分的表面张力越相近,两相间的接触越好,相互扩越容易,因而两相间的界而粘合力越大,界面结合得越好。

橡塑聚合性的积极性

在制备聚介物溶液时聚合物与溶剂的选择原则是极性相近。在橡塑并用体系中组分的极性越相近,其相容性越好。在橡塑熔融共混时,如果一个组分的极性大大强于另一组分,则强极性组分就会缔合。

聚合物的极性与其结构的关系密切。聚合物由于分子结构中侧基不同或结构对称性不同而具有不同极性。聚合物分子链上侧基的极性大小决定着分子内吸引力和分子间作用力的大小。侧基的极性越小,分子间作用力越小;侧基的极性越大,分子间作用力也越大。例如,聚丙烯的甲基、聚氯乙烯的氯原子和聚丙烯腈的腈基,它们的极性递增次序为:-C H 3

橡塑的聚合物组成

橡塑共聚弹性休与塑料相容的范围还与其组成及其序列分布有关。丁睛橡胶的丙烯腈含量与溶解度参数的关系所示。乙烯一醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量与溶解度参数的关系。

聚氯乙烯/丁腊橡胶体系形态结构的研究表明:当内烯腈含量为零时,两相界面分明,为不相容体系;为8%时丁腈橡胶呈明显的孤立分散状态;到15%时两相界面开始模糊;为20%时两相界面分不清,为半相容体系;为20-30%时两相为相互渗透的网络;为40%时达到分子水平混容,为相容体系。由玻璃化转变温度的测定表明:丙烯腈含量18%和26%的丁腈橡胶与聚氯乙烯共混时仅有限相容,而丙烯腈含量40%的丁睛橡胶与聚氯乙烯溶液共混时完全相容。聚合物溶液的相容性具有重要的实用意义,由此可预见胶粘剂、清漆和涂料的行为。