1、Dept.Polym.Sci.&Eng.,第七章第七章 高聚物的共混改性高聚物的共混改性7.1 通用塑料的共混改性通用塑料的共混改性7.2 工程塑料的共混改性工程塑料的共混改性7.3 橡胶的共混改性橡胶的共混改性11/21/20221Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.1.1PE的共混改性的共混改性PE：通用塑料用量最大通用塑料用量最大HDPE：常常压，配位阴离子聚合，链转移压，配位阴离子聚合，链转移反应少，基本无支链，反应少，基本无支链，M较高，较高，高；高；LDPE：O2引发，引发，200 oC，150200 MPa，自由基聚合，易发生链转移，支自由基聚合，易发生链转移，支化度高
2、，支链较长，化度高，支链较长，M较低，较低，低；低；7.1 通用塑料的共混改性通用塑料的共混改性11/21/20222Dept.Polym.Sci.&Eng.,丁烯丁烯1、戊烯、戊烯1己烯己烯1、辛烯、辛烯1分子结构：基本为线型，支链少、短小而规整。分子结构：基本为线型，支链少、短小而规整。LLDPE：70年代开发，是乙烯与年代开发，是乙烯与 烯烃烯烃的共聚物的共聚物11/21/20223Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/20224Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/20225Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.1.1.1不同品种的不同品种的PE
3、共混共混不宜制各种容器、齿轮不宜制各种容器、齿轮性能互补，使综合性能提高。性能互补，使综合性能提高。LDPE：柔软、强度及气密性差：柔软、强度及气密性差HDPE：韧性较差：韧性较差不宜制薄膜不宜制薄膜11/21/20226Dept.Polym.Sci.&Eng.,改变改变HDPE/LDPE配比配比硬度、硬度、MI、软化点不同的共混物、软化点不同的共混物11/21/20227Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/20228Dept.Polym.Sci.&Eng.,随随HDPE 药品渗透性药品渗透性 ，透气性，透气性 刚度、强度刚度、强度 包装薄膜厚度包装薄膜厚度 成本成本 11/
4、21/20229Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.1.1.2PE/EVA共混体系共混体系EVA：乙烯醋酸乙烯酯共聚物乙烯醋酸乙烯酯共聚物 EVA：VAc含量低时，有一定结晶度含量低时，有一定结晶度VAc：1020%，塑料用塑料用VAc：30%，弹性体用弹性体用(VAc)-C=C-C=C-COOCH311/21/202210Dept.Polym.Sci.&Eng.,PE：非极性聚合物，缺口冲击强度低，印非极性聚合物，缺口冲击强度低，印刷性、粘结性差，易应力开裂；刷性、粘结性差，易应力开裂；EVA：良好的挠曲性、韧性、耐应力开裂、良好的挠曲性、韧性、耐应力开裂、粘结性能好。粘结性能好。
5、PE/EVA：柔韧性、加工性能、透气性和柔韧性、加工性能、透气性和印刷性能好。印刷性能好。合金性能影响因素：合金性能影响因素：EVA中中VAc含量、含量、EVA的的MI、EVA用量及共混工艺。用量及共混工艺。11/21/202211Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202212Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.1.1.3PE/CPE共混体系共混体系CPE加入：改善加入：改善PE的印刷性、耐燃性和韧性的印刷性、耐燃性和韧性如：加入如：加入5%含含Cl量为量为55%的的CPE，与油墨粘结力，与油墨粘结力比比HDPE提高提高3倍。倍。CPE：Cl ，韧性，韧性，硬塑料
6、，硬塑料软弹性体软弹性体含含Cl 3040%的的CPE：非结晶或微结晶的橡胶类物质。：非结晶或微结晶的橡胶类物质。11/21/202213Dept.Polym.Sci.&Eng.,含氯量较高者对含氯量较高者对HDPE改性效果好改性效果好11/21/202214Dept.Polym.Sci.&Eng.,CPE：耐燃、可提高耐燃、可提高PE耐耐燃性燃性11/21/202215Dept.Polym.Sci.&Eng.,ESCR：以：以样品样品50%开裂的时间（开裂的时间（F50）表示表示CPE含量（含量（%）0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50F50（h）24 60 176
7、384 424 500 500 500 500 500500Environment Stress Crack Resistance CPE：改善改善HDPE耐环境应力开裂性耐环境应力开裂性HDPE：对环境应力开裂极为敏感，其制品实际寿命：对环境应力开裂极为敏感，其制品实际寿命11/21/202216Dept.Polym.Sci.&Eng.,增韧：两相体系，增韧：两相体系，CPE在在HDPE中分散均匀，中分散均匀，CPE形成形成分布适中的网络将分布适中的网络将HDPE包裹，增韧效果好。包裹，增韧效果好。11/21/202217Dept.Polym.Sci.&Eng.,HDPE/SBS：韧性、拉伸
8、性能、加工性能韧性、拉伸性能、加工性能 好，软化点好，软化点100 oC。保鲜膜保鲜膜HDPE/SIS（苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物）苯乙烯异戊二烯嵌段共聚物）HDPE/IIR（丁基橡胶）丁基橡胶）7.1.1.4PE/弹性体共混体系弹性体共混体系Isobutylene-Isoprene Rubber11/21/202218Dept.Polym.Sci.&Eng.,高阻隔膜高阻隔膜7.1.1.5PE/PA共混体系共混体系11/21/202219Dept.Polym.Sci.&Eng.,PE：印刷性能不良、与油墨粘结力差，包装、印刷性能不良、与油墨粘结力差，包装、装饰、薄膜应用方面受限。装饰、薄膜应用
9、方面受限。提高提高PE印刷性的措施有：印刷性的措施有：v用浓用浓H2SO4、HCrO3溶液浸渍溶液浸渍PE表面，酸的表面，酸的强氧化性使强氧化性使PE表面生成表面生成-COOH等极性基团；等极性基团；v用热空气和火焰加热氧化聚合物表面；用热空气和火焰加热氧化聚合物表面；7.1.1.6PE与与其它聚合物的共混其它聚合物的共混11/21/202220Dept.Polym.Sci.&Eng.,v电晕放电处理聚合物表面；电晕放电处理聚合物表面；v聚合物中表面活性剂。聚合物中表面活性剂。缺点：缺点：特殊处理，操作复杂。特殊处理，操作复杂。新途径：新途径：PE与印刷性能良好的聚合物共混与印刷性能良好的聚合
10、物共混如：如：PE/PMMA（520%），），粘结力粘结力 700%11/21/202221Dept.Polym.Sci.&Eng.,原理：原理：PEMA、PMMA与与PE相容性差，居于相容性差，居于薄膜外表，提高粘结。薄膜外表，提高粘结。11/21/202222Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.1.2PP的共混改性的共混改性优点：优点：v耐热性优于耐热性优于PE；长期使用温度长期使用温度100120 oCv拉伸强度、压缩强度、硬度高于拉伸强度、压缩强度、硬度高于HDPE；v成型加工性能好；成型加工性能好；v突出的刚性和耐折叠性（突出的刚性和耐折叠性（10000次，铰链）。次，铰链
11、）。11/21/202223Dept.Polym.Sci.&Eng.,缺点：缺点：成型收缩率大成型收缩率大低温脆性低温脆性热变形温度不高热变形温度不高耐光性差耐光性差不易染色不易染色耐磨性差耐磨性差11/21/202224Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.1.2.1PP/PEPP球晶较大球晶较大冲击性能冲击性能 PE加入，加入，PP与与PE各自结晶，但各自结晶，但PP晶与晶与PE晶之间相互制约，晶之间相互制约，PP球晶被球晶被PE分割成晶片，使分割成晶片，使PP不不能形成大的球晶。能形成大的球晶。球晶球晶细化细化冲击性能冲击性能 11/21/202225Dept.Polym.Sci
12、.&Eng.,11/21/202226Dept.Polym.Sci.&Eng.,LDPE加入：提高加入：提高PP人人MI，改善加工性能改善加工性能11/21/202227Dept.Polym.Sci.&Eng.,PP/EPR、PP/EPDM、PP/SBS、PP/SBR （效果最好）效果最好）三元体系：三元体系：PP/PE/EPR、PP/PE/EPDM、PP/PE/SBS HDPE：对：对PP球晶有插入、分隔、细化作用，球晶有插入、分隔、细化作用，而而PP球晶的细化是获取优良冲击性能的前提球晶的细化是获取优良冲击性能的前提之一。之一。7.1.2.2PP/弹性体共混体系弹性体共混体系11/21/2
13、02228Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202229Dept.Polym.Sci.&Eng.,结论：结论：PP/HDPE复合基体替代复合基体替代PP基体，增韧效果更明显。基体，增韧效果更明显。10弹性体：弹性体：PP/HDPE/弹性体弹性体 60kJ/m2 PP/弹性体弹性体 12.7kJ/m2HDPE加入：减少弹性体用量加入：减少弹性体用量强度、刚性、韧性均衡强度、刚性、韧性均衡11/21/202230Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202231Dept.Polym.Sci.&Eng.,PP/PA：提高提高PP的耐热性、耐磨性、着色的耐热性、耐磨
14、性、着色性性增容剂：增容剂：PP-g-MAH EPR-g-MAH SEBS-g-MAHPP/EVA：提高提高PP的加工性能、韧性、印刷的加工性能、韧性、印刷性能。性能。7.1.2.3PP与其他聚合物的共混改性与其他聚合物的共混改性11/21/202232Dept.Polym.Sci.&Eng.,PS优点：优点：电绝缘性、透明性、刚性、耐化学腐蚀性、耐水电绝缘性、透明性、刚性、耐化学腐蚀性、耐水性、着色性、加工性能好，价廉。性、着色性、加工性能好，价廉。广泛应用于：电子、仪表、包装、建筑等领域。广泛应用于：电子、仪表、包装、建筑等领域。缺点：缺点：脆、耐环境应力开裂与耐热性差。脆、耐环境应力开裂
15、与耐热性差。7.1.3PS的共混改性的共混改性11/21/202233Dept.Polym.Sci.&Eng.,可可提高提高PS的冲击性能，相容性差，须增容。的冲击性能，相容性差，须增容。PS/PE/SEBSPS/PP/氢化异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物氢化异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物7.1.3.1PS/PO11/21/202234Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.1.3.2HIPS的的制备制备机械共混法：机械共混法：相容性差相容性差 PS 天然橡胶天然橡胶SBR相容性较好，但相容性较好，但SBR的的Tg较高，不利于改善较高，不利于改善PS的低温抗冲性能。的低温抗冲性能。PS 顺丁橡胶顺丁橡
16、胶 PS 相容性差相容性差11/21/202235Dept.Polym.Sci.&Eng.,接枝共聚接枝共聚-共混法：共混法：以橡胶为骨架，接枝以橡胶为骨架，接枝St，也生成一也生成一定数量的定数量的PS均聚物。均聚物。将未经硫化的橡胶溶于将未经硫化的橡胶溶于St单体单体引发本体预聚合，完成相反转，转化率引发本体预聚合，完成相反转，转化率控制在控制在3335%在引发剂、分散在引发剂、分散剂、悬浮剂的水溶液中，剂、悬浮剂的水溶液中，80130 oC，转化率达转化率达99%水洗、离心分离、水洗、离心分离、干燥、造粒干燥、造粒HIPS 11/21/202236Dept.Polym.Sci.&Eng.
17、,HIPS冲击性能影响因素：橡胶种类（冲击性能影响因素：橡胶种类（PB、SBR）、）、用量、粒径大小及分布、交联密度，用量、粒径大小及分布、交联密度，PS分子量。分子量。11/21/202237Dept.Polym.Sci.&Eng.,产量最大，应用最广泛的工程塑料。产量最大，应用最广泛的工程塑料。刚、韧、硬均衡的力学性能。刚、韧、硬均衡的力学性能。具有耐化学药品性、尺寸稳定性、具有耐化学药品性、尺寸稳定性、表面光泽度高、易电镀、耐低温、着色性表面光泽度高、易电镀、耐低温、着色性能和加工流动性好等优点。能和加工流动性好等优点。7.1.3.3ABS11/21/202238Dept.Polym.S
18、ci.&Eng.,硬硬制品：制品：增塑剂增塑剂2000，可制造，可制造PVC热塑热塑性弹性体，但加工成型困难。性弹性体，但加工成型困难。HPVC/PVC：加工性能适中，富有弹性。加工性能适中，富有弹性。7.1.4.8不同品种不同品种PVC共混共混11/21/202254Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.2 工程塑料的共混改性工程塑料的共混改性7.2.1PA的共混改性的共混改性主要品种：主要品种：PA6、PA66、PA1010优点：优点：优良的力学性能、耐磨、耐腐蚀、自优良的力学性能、耐磨、耐腐蚀、自润滑性、加工流动性较好。润滑性、加工流动性较好。缺点：缺点：耐热性一般耐热性一般低温
19、冲击性能较差低温冲击性能较差强极性强极性吸水率高吸水率高尺寸稳定性和电性能不稳定尺寸稳定性和电性能不稳定11/21/202255Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.2.1.1PA/聚烯烃共混聚烯烃共混PA/LDPE：性能没有明显改善；性能没有明显改善；PA/LDPE-g-MAH(60/40)：冲击强度提冲击强度提高高78倍倍，吸水率下降。，吸水率下降。PA/PP/PP-g-MAH或或PA/PP-g-MAH吸水率吸水率 ，冲击强度，冲击强度 。11/21/202256Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202257Dept.Polym.Sci.&Eng.,a：PE颗粒
20、分散不均匀，颗粒分散不均匀，2030m，相界面清晰。相界面清晰。b：相畴均匀微细，相畴均匀微细，1m11/21/202258Dept.Polym.Sci.&Eng.,显著改善显著改善PA冲击强度，主要采用冲击强度，主要采用EPDM-g-MAH，当弹性体用量为当弹性体用量为20%时，冲击强度达到峰值。时，冲击强度达到峰值。7.2.1.2PA/聚烯烃弹性体共混聚烯烃弹性体共混11/21/202259Dept.Polym.Sci.&Eng.,热热变形温度变形温度 ，加工流动性，加工流动性，韧性，韧性 。适用于：汽车部件、机械、日用杂品方面。适用于：汽车部件、机械、日用杂品方面。7.2.1.3PA/A
21、BS共混共混11/21/202260Dept.Polym.Sci.&Eng.,PA/PBT、PA/PET：良好的耐热性、耐溶剂良好的耐热性、耐溶剂性和尺寸稳定性。性和尺寸稳定性。PA/PPO：St-MAH增容，优良的冲击强度、增容，优良的冲击强度、尺寸稳定性、耐热性、较低的吸湿性。尺寸稳定性、耐热性、较低的吸湿性。7.2.1.4PA/其它聚合物共其它聚合物共混混11/21/202261Dept.Polym.Sci.&Eng.,PC、PBT、PET7.2.2聚酯的共混改性聚酯的共混改性11/21/202262Dept.Polym.Sci.&Eng.,PC：主链含有碳酸酯基的高聚物；主链含有碳酸酯
22、基的高聚物；产量最大的产量最大的PC是双酚是双酚A型聚碳酸酯型聚碳酸酯7.2.2.1PC的共混改性的共混改性11/21/202263Dept.Polym.Sci.&Eng.,冲击韧性突出冲击韧性突出 非结晶非结晶 电绝缘性能好电绝缘性能好 耐热、使用温度范围广耐热、使用温度范围广 尺寸稳定性好尺寸稳定性好 广泛应用于：广泛应用于：电器、电子、汽车、医疗电器、电子、汽车、医疗器械、传动零件（齿轮等）。器械、传动零件（齿轮等）。透明材料透明材料优点：优点：11/21/202264Dept.Polym.Sci.&Eng.,缺点：缺点：v熔体粘度高熔体粘度高v缺口敏感性缺口敏感性v耐磨性差耐磨性差v价
23、贵价贵流动性差流动性差制造大型薄壁制品制造大型薄壁制品时，难成型，成型时，难成型，成型后残余应力大后残余应力大易易应力开裂应力开裂11/21/202265Dept.Polym.Sci.&Eng.,1.PC/ABS合金合金最早实现工业化的最早实现工业化的PC合金，提高了合金，提高了PC的冲击性能、加工性能、耐应力开裂的冲击性能、加工性能、耐应力开裂性、赋予性、赋予PC良好的电镀性能，汽车最适良好的电镀性能，汽车最适用的内装材料。用的内装材料。不宜采用高丁二烯含量的不宜采用高丁二烯含量的ABSABS含量含量性能影响因素：性能影响因素：ABS组成、组成、PC与与ABS中的中的AS部分相容性较好，与部
24、分相容性较好，与PB相相容性不好容性不好11/21/202266Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202267Dept.Polym.Sci.&Eng.,PC：非晶非晶PBT、PET：结晶结晶PC/PBT、PC/PET合金：合金：改善改善PC的成型加的成型加工性能、耐磨性、耐化学品性；改善工性能、耐磨性、耐化学品性；改善PET、PBT耐热性及冲击性能。耐热性及冲击性能。适用于：适用于：汽车保险杠、车身侧板等。汽车保险杠、车身侧板等。2.PC/PBT、PC/PET合金合金11/21/202268Dept.Polym.Sci.&Eng.,PE：改善改善PC加工流动性、韧性、耐老化
25、性、加工流动性、韧性、耐老化性、耐沸水性能，耐沸水性能，成本成本 。相容剂：相容剂：EPDM-g-MAH、EVA适用范围：适用范围：机械零件、电工零件、容器。机械零件、电工零件、容器。3.PC/PE合金合金11/21/202269Dept.Polym.Sci.&Eng.,PS：改善改善PC加工流动性加工流动性；冲击性能冲击性能；成本成本 。4.PC/PS合金合金11/21/202270Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202271Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202272Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202273Dept.Po
26、lym.Sci.&Eng.,5.PC/丙烯酸酯类合金丙烯酸酯类合金美丽的美丽的珍珠光泽珍珠光泽和和金属光泽金属光泽PC：n=1.59PMMA：n=1.49光的光的干涉干涉两相体系两相体系装饰品、化妆品容器装饰品、化妆品容器珍珠光泽珍珠光泽11/21/202274Dept.Polym.Sci.&Eng.,PC/NBR：缺口缺口冲击强度冲击强度 15%NBR，缺口缺口冲击强度冲击强度 600%PC/TPU：优异的低温冲击性能、耐化学优异的低温冲击性能、耐化学品性及耐磨性，可用作汽车车身部件。品性及耐磨性，可用作汽车车身部件。6.PC/橡胶合金橡胶合金11/21/202275Dept.Polym.S
27、ci.&Eng.,PET纤维用：涤纶纤维用：涤纶塑料用：薄膜、吹塑瓶塑料用：薄膜、吹塑瓶缺点：缺点：PET结晶速度非常慢结晶速度非常慢7.2.2.2PET、PBT的共混改性的共混改性不不适于注射和挤出加工成型适于注射和挤出加工成型11/21/202276Dept.Polym.Sci.&Eng.,PBT：70年代美国首先开发年代美国首先开发 结晶速度快，适合高速成型结晶速度快，适合高速成型 耐候性好耐候性好 电绝缘性能好电绝缘性能好 耐化学品性好耐化学品性好 吸水率低。尺寸稳定性好吸水率低。尺寸稳定性好 缺口冲击强度低，高载荷下热变缺口冲击强度低，高载荷下热变 形温形温 度低，成本较度低，成本较
28、PET高。高。低负荷低负荷(0.45MPa)：150 oC 高负荷高负荷(1.82MPa)：58 oC优点：优点：缺点：缺点：11/21/202277Dept.Polym.Sci.&Eng.,PET、PBT结构相似结构相似非晶相是相容的，只有一个非晶相是相容的，只有一个Tg；晶相分别结晶，但不生成共晶，晶相分别结晶，但不生成共晶，两个熔点两个熔点。1.PET/PBT合金合金成型温度成型温度 ，成型周期，成型周期 11/21/202278Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202279Dept.Polym.Sci.&Eng.,注意事项：注意事项：易发生酯交换反应，最终生易发生酯
29、交换反应，最终生成无规共聚物，使产物性能成无规共聚物，使产物性能 ；措施：措施：预先消除聚合物中残留催化剂预先消除聚合物中残留催化剂(促进酯促进酯交换反应交换反应)；控制共混时间控制共混时间(t不能过长不能过长)；加入防酯交换助剂：胺类加入防酯交换助剂：胺类11/21/202280Dept.Polym.Sci.&Eng.,适用范围：适用范围：PET/PBT合金价格合金价格190 oC，NIIS20kJ/m2 制造汽车外装材料制造汽车外装材料7.2.3.2PPO/PA合金合金乙烯乙烯-甲基甲基丙烯丙烯酸缩酸缩水甘水甘油酯油酯11/21/202290Dept.Polym.Sci.&Eng.,PPO
30、/PA：吸水性大。吸水性大。PPO/PBT：物理性能及尺寸在潮湿环境物理性能及尺寸在潮湿环境中仍能保持。中仍能保持。适宜制作：适宜制作：电器、电子设备零件。电器、电子设备零件。PPO/PTFE：耐磨性、润滑性、尺寸稳定耐磨性、润滑性、尺寸稳定性好，成型收缩率小。性好，成型收缩率小。适宜制作：适宜制作：大型的轴承。大型的轴承。7.2.3.3PPO/其它共混体系其它共混体系11/21/202291Dept.Polym.Sci.&Eng.,高高密度、高结晶性聚合物密度、高结晶性聚合物=1.42g/cm3，为通用型工程塑料中最大。为通用型工程塑料中最大。优点：优点：硬度高、耐磨、自润滑、耐疲劳、尺寸硬
31、度高、耐磨、自润滑、耐疲劳、尺寸稳定性好、耐化学腐蚀。稳定性好、耐化学腐蚀。缺点：缺点：冲击性能差。冲击性能差。7.2.4POM的共混改性的共混改性11/21/202292Dept.Polym.Sci.&Eng.,TPU、PB、EPDM、丙烯酸酯类橡胶、乙丙烯酸酯类橡胶、乙烯共聚物烯共聚物POM/TPU：增容剂增容剂POM/TPU(90/10)：相容剂用量相容剂用量5%时，时，NIIS=18kJ/m27.2.4.1POM/橡胶共混橡胶共混甲醛甲醛-缩乙二醇缩聚缩乙二醇缩聚TDI封端封端丁二醇扩链丁二醇扩链11/21/202293Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202294
32、Dept.Polym.Sci.&Eng.,POM：有一定自润滑性，但在高速、高负有一定自润滑性，但在高速、高负荷的情况下，作为摩擦件使用时，易摩荷的情况下，作为摩擦件使用时，易摩擦发热而变形。擦发热而变形。POM/PTFE：滑动摩擦制品滑动摩擦制品7.2.4.2POM/其它聚合物共混其它聚合物共混11/21/202295Dept.Polym.Sci.&Eng.,11/21/202296Dept.Polym.Sci.&Eng.,PEK：聚醚酮：聚醚酮PEEK：聚醚醚酮：聚醚醚酮PES：聚苯醚砜聚苯醚砜PSF：聚砜聚砜PI：聚酰亚胺聚酰亚胺PAR：聚芳酯聚芳酯液晶聚合物：液晶聚合物：LCP7.2.
33、5高性能工程塑料的共混改性高性能工程塑料的共混改性11/21/202297Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.2.6环氧树脂的共混改性环氧树脂的共混改性11/21/202298Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.2.7酚醛树脂的共混改性酚醛树脂的共混改性11/21/202299Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.2.8氟树脂的共混改性氟树脂的共混改性11/21/2022100Dept.Polym.Sci.&Eng.,7.3 橡胶的共混改性橡胶的共混改性一、橡胶的加工助剂一、橡胶的加工助剂1.硫化剂硫化剂含硫化合物含硫化合物 在硫化温度下分解出活性硫与橡胶分子反应在
34、硫化温度下分解出活性硫与橡胶分子反应 硫黄：最常用硫黄：最常用如：二硫化四甲基秋兰姆（促进剂如：二硫化四甲基秋兰姆（促进剂TMTD）非硫类硫化剂：非硫类硫化剂：过氧化苯甲酰（过氧化苯甲酰（BPO）过氧化二异丙苯（过氧化二异丙苯（DCP）11/21/2022101Dept.Polym.Sci.&Eng.,2.硫化促进剂硫化促进剂加快硫化反应速度，缩短硫化时间，降低加快硫化反应速度，缩短硫化时间，降低硫化反应温度，减少硫化剂用量，并能提高或硫化反应温度，减少硫化剂用量，并能提高或改善硫化胶的物理机械性能的配合剂。改善硫化胶的物理机械性能的配合剂。噻唑类：噻唑类：促进剂促进剂DM：二硫二苯并噻唑：二
35、硫二苯并噻唑秋兰姆类：秋兰姆类：促进剂促进剂M：硫醇基苯并噻唑：硫醇基苯并噻唑促进剂促进剂TMTD（也可作硫化剂）（也可作硫化剂）11/21/2022102Dept.Polym.Sci.&Eng.,补强补强ZnO/硬脂酸并用硬脂酸并用3.硫化活化剂硫化活化剂-助促进剂助促进剂软化，并能促使碳黑分散均匀软化，并能促使碳黑分散均匀提高促进剂的活性提高促进剂的活性11/21/2022103Dept.Polym.Sci.&Eng.,4.防焦剂防焦剂-硫化迟缓剂硫化迟缓剂 使胶料在加工时不发生早期硫化现象，不妨碍使胶料在加工时不发生早期硫化现象，不妨碍在硫化温度下充分发挥促进剂的作用，一般不采用。在硫化
36、温度下充分发挥促进剂的作用，一般不采用。提高促进剂的活性提高促进剂的活性如：水杨酸（邻羟基苯甲酸）如：水杨酸（邻羟基苯甲酸）11/21/2022104Dept.Polym.Sci.&Eng.,5.防老剂防老剂胺类、酚类防老剂胺类、酚类防老剂老化：老化：因热、氧、光、高能辐射等作用，因热、氧、光、高能辐射等作用，物物 理机械理机械 性能及弹性下降。性能及弹性下降。11/21/2022105Dept.Polym.Sci.&Eng.,6.补强剂、填充剂补强剂、填充剂补强剂：补强剂：填充剂：填充剂：碳黑碳黑白碳黑（水合二氧化硅，电绝缘性能好）白碳黑（水合二氧化硅，电绝缘性能好）CaCO3、陶土、陶土1
37、1/21/2022106Dept.Polym.Sci.&Eng.,二、助剂在共混物两相中的分配二、助剂在共混物两相中的分配1.硫化助剂硫化助剂硫化助剂在两相间分配较均匀硫化助剂在两相间分配较均匀同步交联同步交联否则：一相过度交联，一相交联不足否则：一相过度交联，一相交联不足溶度参数匹配溶度参数匹配温度温度硫化剂在橡胶中的溶解度硫化剂在橡胶中的溶解度11/21/2022107Dept.Polym.Sci.&Eng.,2.补强剂补强剂（1）影响因素）影响因素亲和力亲和力碳黑与双键亲和力大碳黑与双键亲和力大亲和力：亲和力：NR、SBREPDM IIRNR/EPDM/CC主要留在主要留在NR中中合金性
38、能差合金性能差11/21/2022108Dept.Polym.Sci.&Eng.,软包硬定律：软包硬定律：C C倾向于进入倾向于进入低的相低的相11/21/2022109Dept.Polym.Sci.&Eng.,（2）方法）方法适当选择补强剂或表面处理；适当选择补强剂或表面处理；改变改变T，调节两相粘度；，调节两相粘度；先将补强剂与亲和力差的橡胶共混，再先将补强剂与亲和力差的橡胶共混，再与另一橡胶共混。与另一橡胶共混。改变加料顺序改变加料顺序11/21/2022110Dept.Polym.Sci.&Eng.,三、两相的共交联三、两相的共交联界面结合力界面结合力共交联共交联NR、BR、SBR、N
39、BR，均含双键均含双键S硫化硫化EPR/硅橡胶：硅橡胶：DCPor BPO11/21/2022111Dept.Polym.Sci.&Eng.,四、橡胶的共混改性四、橡胶的共混改性 通用橡胶通用橡胶 特种橡胶特种橡胶NR、BR、SBR、EPDM、EPR、NBR、CR、IIR氟橡胶、硅橡胶氟橡胶、硅橡胶11/21/2022112Dept.Polym.Sci.&Eng.,NR/BR（一）、橡胶并用共混改性（一）、橡胶并用共混改性相容性好相容性好 NR：增大：增大BR粘性，提高硫化胶的撕裂及拉伸强度粘性，提高硫化胶的撕裂及拉伸强度BR改善改善NR：耐寒、耐磨耗：耐寒、耐磨耗11/21/2022113D
40、ept.Polym.Sci.&Eng.,NR/SBR NR：改善改善SBR的加工粘性，降低胶料收缩率、的加工粘性，降低胶料收缩率、提高硫化胶的抗撕裂及回弹性。提高硫化胶的抗撕裂及回弹性。SBR：改善改善NR的耐寒性、耐老化性及降低成本的耐寒性、耐老化性及降低成本11/21/2022114Dept.Polym.Sci.&Eng.,NR/NBR 两者相容性差，但可用共同的硫化组分硫化。两者相容性差，但可用共同的硫化组分硫化。NR：改善改善NBR的加工性能的加工性能11/21/2022115Dept.Polym.Sci.&Eng.,NR/CIIR（氯化丁基橡胶）（氯化丁基橡胶）两者可任一比例掺混两者
41、可任一比例掺混NR：改善改善CIIR的粘合性能及抗撕裂性能的粘合性能及抗撕裂性能CIIR：改善改善NR的气密性、耐氧和臭氧老化性及耐候性的气密性、耐氧和臭氧老化性及耐候性 可用作巨型工程轮胎的气密层胶料可用作巨型工程轮胎的气密层胶料11/21/2022116Dept.Polym.Sci.&Eng.,BR/1,2-聚丁二烯聚丁二烯 1,2-PB：优良的抗滑、低生热、耐老化等，但耐优良的抗滑、低生热、耐老化等，但耐低温性、弹性、耐磨耗和压出工艺性能差。低温性、弹性、耐磨耗和压出工艺性能差。BR：高弹、耐寒、耐磨耗，但耐老化及耐湿滑性能较差高弹、耐寒、耐磨耗，但耐老化及耐湿滑性能较差11/21/20
42、22117Dept.Polym.Sci.&Eng.,EPDM/IIRIIR：优异的气密性、耐热老化、耐氧和臭氧老化优异的气密性、耐热老化、耐氧和臭氧老化性及耐候性，适用于制造内胎。性及耐候性，适用于制造内胎。缺点：缺点：使用中会出使用中会出现变软、粘外胎及尺寸变大。现变软、粘外胎及尺寸变大。EPDM：耐氧和臭氧老化性能优良，老化后会产耐氧和臭氧老化性能优良，老化后会产生交联而变硬。宜选用生交联而变硬。宜选用ENB型（亚乙基降冰片烯）型（亚乙基降冰片烯）EPDM，乙烯含量在，乙烯含量在45 55%为宜。为宜。11/21/2022118Dept.Polym.Sci.&Eng.,EPDM/TPUTP
43、U：强极性强极性 EPDM：优良的耐候性能和良好的低温性能，但优良的耐候性能和良好的低温性能，但粘附性较差。粘附性较差。采用采用DCP交联交联11/21/2022119Dept.Polym.Sci.&Eng.,SBR/BR 改善改善SBR的弹性和耐磨性的弹性和耐磨性11/21/2022120Dept.Polym.Sci.&Eng.,NBR/PVC（二）、橡塑并用共混改性（二）、橡塑并用共混改性相容性较好相容性较好 应用：应用：耐油的橡胶制品，如油压制动胶管、输油耐油的橡胶制品，如油压制动胶管、输油胶管、耐油胶辊、耐油性劳保胶鞋。胶管、耐油胶辊、耐油性劳保胶鞋。PVC改善改善NBR：耐天候老化、
44、抗臭氧性能、耐油：耐天候老化、抗臭氧性能、耐油性、阻燃性、耐热性、拉伸强度及定伸应力。性、阻燃性、耐热性、拉伸强度及定伸应力。11/21/2022121Dept.Polym.Sci.&Eng.,CR/PVC氯丁橡胶：聚氯丁二烯氯丁橡胶：聚氯丁二烯 应用：应用：耐油橡胶制品。耐油橡胶制品。PVC改善改善CR：耐油性及加工性能。：耐油性及加工性能。11/21/2022122Dept.Polym.Sci.&Eng.,PU/PVC有一定的相容性有一定的相容性PVC改善改善TPU：弹性模量：弹性模量11/21/2022123Dept.Polym.Sci.&Eng.,IIR/PE良好的相容性良好的相容性P
45、E改善改善IIR：拉伸强度、定伸应力、撕裂强度、：拉伸强度、定伸应力、撕裂强度、硬度及电绝缘性能，但断裂伸长率下降。硬度及电绝缘性能，但断裂伸长率下降。11/21/2022124Dept.Polym.Sci.&Eng.,EPR/PE良好的相容性良好的相容性PE改善改善EPR：拉伸强度、耐溶剂性。：拉伸强度、耐溶剂性。11/21/2022125Dept.Polym.Sci.&Eng.,SBR/PEPE改善改善SBR：拉伸强度、抗多次弯曲疲劳性能、：拉伸强度、抗多次弯曲疲劳性能、耐臭氧性及耐油性。耐臭氧性及耐油性。11/21/2022126Dept.Polym.Sci.&Eng.,EPDM/PPP
46、P对对EPDM有良好的补强作用。有良好的补强作用。良好的相容性良好的相容性11/21/2022127Dept.Polym.Sci.&Eng.,橡胶橡胶/PSPS：显著改善橡胶的加工性能及良好的补强作用。：显著改善橡胶的加工性能及良好的补强作用。橡胶：非极性的二烯类橡胶，如：橡胶：非极性的二烯类橡胶，如：NR、SBR、BR11/21/2022128Dept.Polym.Sci.&Eng.,NBR/PAPA：有较大的补强作用，改善：有较大的补强作用，改善NBR的耐热、耐的耐热、耐油及耐化学腐蚀性。油及耐化学腐蚀性。良好的相容性良好的相容性11/21/2022129Dept.Polym.Sci.&E
47、ng.,1.硅橡胶硅橡胶（三）、特种橡胶的共混改性（三）、特种橡胶的共混改性定义：定义：主链以主链以Si O单元为主，以单价有机基团为单元为主，以单价有机基团为侧基的线型聚合物弹性体侧基的线型聚合物弹性体 优点：优点：耐寒性极好，耐寒性极好，Tg=-140 oC；耐热性仅次于氟橡胶；耐热性仅次于氟橡胶；工作范围最广泛的橡胶：工作范围最广泛的橡胶：-100 350 oC11/21/2022130Dept.Polym.Sci.&Eng.,优点：优点：耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能优异；老化性能优异；高透气性；高透气性；优良的生物医学性能。优良的生物
48、医学性能。缺点：缺点：不耐酸碱；不耐酸碱；耐油性差；耐油性差；分子间作用力小，力学强度差；分子间作用力小，力学强度差；价格贵，价格贵，氟橡胶。氟橡胶。11/21/2022131Dept.Polym.Sci.&Eng.,硅橡胶硅橡胶/EPDMEPDM：力学强度高、电气特性优良、耐化学药品力学强度高、电气特性优良、耐化学药品性、价格便宜，但耐热差。性、价格便宜，但耐热差。11/21/2022132Dept.Polym.Sci.&Eng.,硅橡胶硅橡胶/氟橡胶氟橡胶氟橡胶氟橡胶：耐热耐化学药品耐油的特种橡胶性、但耐热耐化学药品耐油的特种橡胶性、但价格高、耐寒性差。价格高、耐寒性差。硅橡胶硅橡胶/氟橡
49、胶氟橡胶：可克服各自缺点，得到性能与价可克服各自缺点，得到性能与价格介于硅橡胶与氟橡胶之间的新型胶料。格介于硅橡胶与氟橡胶之间的新型胶料。11/21/2022133Dept.Polym.Sci.&Eng.,硅橡胶硅橡胶/PUPU：硬度高、富有弹性、耐磨耗性能卓越，硬度高、富有弹性、耐磨耗性能卓越，但但在潮湿状态下耐老化性能差，耐热性差在潮湿状态下耐老化性能差，耐热性差。硅橡胶硅橡胶：可提高可提高PU的耐热性。的耐热性。11/21/2022134Dept.Polym.Sci.&Eng.,2.氟橡胶氟橡胶定义：定义：主链或侧链的碳原子上连接有主链或侧链的碳原子上连接有F原子的高分原子的高分子弹性体
50、。子弹性体。偏氟乙烯偏氟乙烯 六氟丙烯共聚物六氟丙烯共聚物11/21/2022135Dept.Polym.Sci.&Eng.,优点：优点：极优的耐热性，极优的耐热性，200 250 oC下长期工作；下长期工作；极好的耐候性；极好的耐候性；极好的耐臭氧性；极好的耐臭氧性；极好的耐油性；极好的耐油性；极好的耐化学药品性；极好的耐化学药品性；气体透过性低；气体透过性低；离火自熄。离火自熄。缺点：缺点：耐寒性差；耐寒性差；价格昂贵。价格昂贵。11/21/2022136Dept.Polym.Sci.&Eng.,氟橡胶氟橡胶/EPR，氟橡胶，氟橡胶/EPDM乙丙橡胶乙丙橡胶：提高材料的弹性、耐低温性及降低
