【聚乙烯蠟】共混改性塑料的界面層
共混改性塑料的界面層
(1)界面層的形成
共混改性塑料兩相間界面層的形成可分為兩個(gè)步驟:首先是兩相之間相互接觸,第二步是兩種聚合物大分子鏈段之間相互擴(kuò)散。兩種聚合物接觸時(shí)相互擴(kuò)散的速度與聚合物大分子的活動(dòng)性相關(guān)。若兩種聚合物大分子活動(dòng)性相近,兩種聚合物大分子鏈段就以相近的速度相互擴(kuò)散;若兩種聚合物大分子活動(dòng)性相差懸殊,則發(fā)生單向擴(kuò)散。
(2)界面層厚度
界面層 (區(qū))的厚度取決于兩種聚合物大分子相互擴(kuò)散的程度。而大分子相互擴(kuò)散程度與兩種聚合物的相容性、大分子鏈段的大小、分子量大小及相分離的條件等因素有關(guān),所以,界而層的厚度也就與這些因素有關(guān)。
如果兩種聚合物間有一定相容性,在合適的工藝條件下進(jìn)行共混,形成的界面層厚度一般為幾個(gè)納米至幾十個(gè)納米。這種類型的二元共混改性塑料中實(shí)際上存在三種區(qū)域結(jié)構(gòu):兩種聚合物各自的相和界面層。在一般的共混改性塑料中,界面層區(qū)域占有相當(dāng)大的 比例,界面層可達(dá)到總體積的20%。
對(duì)于一定的共混改性塑料,要使其呈現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能,就應(yīng)具有一好的界面層比例。界面層比例大小直接與界面層的厚度和兩相接觸的面積有關(guān),也就是取決于共混改性塑料的熱力學(xué)因素和動(dòng)力學(xué)因素。兩組分間的相互作用能越大,界面層越厚;動(dòng)力學(xué) 因素是指在共混時(shí)增大剪切應(yīng)力、剪切速率,進(jìn)而提高兩相間相互分散的程度,減小相疇尺寸,增加接觸面積,增強(qiáng)兩組分大分子鏈段相互擴(kuò)散的能力。
聚乙烯蠟(賽諾)
(3)界面層中組分間相互作用力
界面層中兩組分間的相互作用力有兩種基本類型。一類是兩組分間化學(xué)鍵連接,如接枝共聚共混物和嵌段共聚物:第二類是兩組分間僅靠次價(jià)力(如范德華力、氫鍵)結(jié)合。由于范德華力是普遍存在的,所以接枝共聚共混物、嵌段共聚物界面層中組分間除了化學(xué)鍵連接外,還有范德華力結(jié)合。對(duì)于一般的熱機(jī)械共混改性塑料體系,若加人增容劑,在熱機(jī)械共混過(guò)程中組分間可能有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,這樣,界面層中組分間除了次價(jià)力結(jié)合外,也會(huì)有化學(xué)鍵連接。根據(jù)潤(rùn)濕-接觸理論,兩組分間結(jié)合強(qiáng)度主要取決于界面張力。界面張力越小,結(jié)合強(qiáng)度越大。界面張力與溫度有關(guān)。根據(jù)擴(kuò)散理論,兩組分間的結(jié)合強(qiáng)度主要取決于兩組分間的相容性。相容性越好,結(jié)合強(qiáng)度越大。
對(duì)于相容性差的兩種聚合物共混,不僅界面層厚度薄,組分間的結(jié)合強(qiáng)度也小,共混物的性能也比較差,尤其是力學(xué)性能,會(huì)比純基體樹脂的還低。為增加界面層的厚度,增強(qiáng)組分間的結(jié)合強(qiáng)度,制得具有優(yōu)異性能的共混改性塑料,常采用增容技術(shù)。
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