关于橡胶塑料共混物制备的概述

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所属分类:弹性体文章

工业上聚合物共混物的制备方法有熔融共混法、溶液共混法和胶乳共混法。橡胶塑料共混物一般采用熔融混合技术来制备,不同聚合物的共混采用熔融混合法既方便又经济,可以采用多种混合设备如开炼机、密炼机、各种型号的双螺杆挤出机等实施熔融混合,其中开炼机混合因为敞开的原因会诱发氧化降解,密炼机是间歇混合器,双螺杆挤出机是连续混合器。

1、简单熔融混合法制备共聚物

橡胶和塑料的简单共混可在高于塑料熔点或软化温度的情况下,按一定的转速,在密炼机中将各组分混合一定时间,转速和混合时间根据设备型号和共混物料来匹配。适宜的混合温度由塑料或树脂材料的性质来确定,但温度必须足够高,使塑料处于熔融流动状以便于混合。同时为了避免氧化降解的发生,温度又需要尽可能的低。混合后的混合料切碎或造粒供挤出、注塑成型、热压延等使用。下表给出部分特殊共混物的典型熔融温度。

塑料进料混合温度/ ℃成型温度/ ℃
聚丙烯(PP)185-190210
聚乙烯(PE)160-180210
聚苯乙烯(PS)170-190210
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)170-190210
聚苯乙烯-co-丙烯腈(SAN)170-190210
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)170-180210
聚对苯二甲酸四亚甲酯(PTMT)220-230250
尼龙-6,9(PA)210220
聚碳酸酯(PC)200-220250

2、轻度硫化橡胶与塑料的共混物

EPDM与聚烯烃树脂如PP共混时,在有机过氧化物的作用下使橡胶产生轻度交联,选择好混合温度和混合时间,以保证产生良好的熔融流动,从而达到最大程度的均质混合,橡胶的部分硫化明显的改善了共混物的永久变形性能。与聚烯烃混合前进行橡胶硫化的工艺,其缺点是共混物中会含有较大橡胶粒子。

3、动态硫化法制备共混物

pk10开奖记录动态硫化法是共混物在混合器内混合时,橡胶和塑料均质共混的硫化橡胶过程。1962年Gessler开发的共混工艺称之为“动态硫化法”,他制备了含有少量硫化胶的橡胶塑料共混物。1963年,Fisher以他对动态硫化的独特见解,制备出含有不同数量部分硫化胶的共混物。在有聚丙烯存在的情况下,采用有机过氧化物来交联橡胶,聚丙烯会受到较大程度的损害,发生降解的情况严重。1978年,Coran与他的团队发现,只要不使用过氧化物硫化剂,采用动态硫化法就能制得高强度EPDM/PP的弹性共混物。如果在熔融态下,塑料相达到一定比例,则这种共混物可以像热塑性塑料一样加工成型。在硫化开始前,把橡胶和塑料混合好非常重要,在此期间以及在硫化反应完成后的一段时间,混合应连续进行。增塑剂或填充油可用来扩大橡胶相的容积,熔融态时增塑剂同时扩充橡胶相和塑料相的容积,若塑料是如聚丙烯类结晶聚合物,则冷却时,材料的结晶作用将迫使增塑剂或填充油从塑料相析出并进入橡胶相中,因此,增塑剂在熔融态下起加工助剂作用,而在使用温度下起软化剂作用。

20世纪80年代后期,工业上采用这种工艺生产了大量新型热塑性弹性体,在动态硫化技术工业化过程中,以路易斯酸催化的羟甲酚动态硫化体系的发现,对新型热塑性弹性体起到了重要的推动作用。

动态硫化法已应用于许多橡胶塑料共混体系,建议采用由细粒状橡胶粒子分散到少量塑料中的特殊步骤,以保证得到理想的弹性橡塑共混物。

首先为简单共混,将橡胶和塑料以同样方式进行熔融共混,然后经过充分熔融混合的共混料,再加入硫化剂,在混合连续进行中开始硫化反应,硫化速率越快,混合程度也必须越激烈,以保证最终共混物具有良好的加工性能。当混合扭矩或功率曲线达到最大值后,再连续混合一段时间,以改善共混物的加工性能,在这段时间内,混合扭矩或功率可能会有所下降,出料后进行切碎或造粒供挤出、注塑、压延等使用。

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