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橡胶与塑料并用技术

点击次数:  信息来源:  发布时间:2019-11-21 11:41:15  【打印此页】  【关闭
 【全球塑胶网2012年1月13日网讯】
当今橡胶材料已成为人们生活不可或缺的一类重要材料。但是,随着现代科学技术的不断发展,对橡胶材料的性能提出了日益广泛和苛刻的要求。以橡胶与塑胶并用的弹性体的研究日益引起重视,本文着重以橡胶为主并用部分塑胶进行共混形成的弹性体的性能予以介绍。  
  橡塑并用混溶性原则 
  谈到橡塑并用材料的性能,必须提及聚合物的共混。橡胶和塑胶的共混是有条件的,并不是任意一种橡胶和任意一种塑胶都能够进行共混,橡胶与塑胶共混体的性能取决於共混体的形态结构,而形态结构受橡胶与塑胶组分之间热力学的相容性,以及实施共混的方法和工艺条件等方面的影响。 
  在讨论共混体形态结构的各类文献中,常出现“相容性”、“混溶性”等不同的提法,一般以“相容性”表示热力学的相互溶解,以“混溶性”表徵是否获得比较均匀和稳定的形态结构的共混体系,而不论共混体系是否热力学相互溶解。因此,即使热力学不相容的共混体,依靠外界条件实现了强制的良好的分散混合,得到力学性能优良的橡塑共混体,就可谓之混溶性好。 
  正因为橡塑能遵照混溶性好这一原则,实现橡胶与塑胶的并用,才会有相互性能之间的互补,从而提高弹性体的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性和模量等性能,同时也可以降低扯断伸长率和回弹性等性能。例如,在橡胶中并用高苯乙烯树脂、改性酚醛树脂、三聚氰胺树脂等可提高强度;在二烯类橡胶中并用聚氯乙烯塑胶可提高耐臭氧龟裂性;在丁基橡胶中并用聚乙烯可提高绝缘性等。 
  橡塑共混的方法 
  实施橡塑共混的方法有乾粉共混、溶液共混、乳液共混和机械共混。而综合考虑到各种条件和成本,橡胶制品厂多采用机械共混工艺。 
  机械共混可分为一段法和二段法。一段法是先将热塑性塑胶在密炼机或高温开炼机上熔融塑化,然後降温,再加入橡胶,翻炼、混炼均匀後下片。二段法也称母料共混法,即先将塑胶与部分橡胶在密炼机中按比例共混成母炼胶,然後再在较低温度下混入橡胶。二段法的优点是两相分散更均匀。 
  机械共混的原动力来自提供的机械搅拌和剪切作用。机械共混是机械力作用下的体系均化过程,通常认为该均化过程包括体系各组分的物理混合与分散,但实际上,机械共混过程中的机械力除了为组分的混合与分散提供能量外,还会引发组分间的力化学反应,该反应对橡胶与塑胶的并用性能有重要影响。 
  橡塑共混设备主要包括高温开炼机、密炼机、螺杆挤出机和连续混炼机。连续混炼机分为密炼挤出组合式和转子螺杆组合式两种形式。高温开炼机和密炼机为间歇式混炼设备,螺杆挤出机和连续混炼机为连续式混炼设备。连续混炼机结合了密炼机和螺杆挤出机的优点,生产效率高,将成为今後最主要的共混设备。 
  橡塑共混的其他考虑因素 
  虽然了解了橡塑并用的混溶性原则及橡塑共混的方法,但根据人们多年来在共混领域的实践,橡塑共混还需考虑以下因素: 
  1. 溶解度参数。每种高分子材料都有反映其分子间力的溶解度参数δ,两种聚合物共混,应尽可能选择溶解度参数差值Δδ小,但又大於0,因为Δδ越小共混效果越好,而差值小到0的话,则不存在两相,也就失去了共混的意义。 
  2. 极性。选择橡塑并用时,传统的做法是优先考虑极性相近,避免使用极性悬殊的两种聚合物,但随着增容技术的出现,这方面的考虑可以有所减轻。 
  3. 粘度。粘度是高分子材料平均分子量的表徵,粘度越小,混合熵就越小,导致分散均匀度越高,微区尺寸越小。 
  4. 温度。温度对橡塑共混特别重要,因为塑胶在常温下处於结晶态,只有当温度达到一定程度时,才能解除结晶,进入共混。至於具体的温度值,则视品种而定。如PVC的熔融温度为150℃,只有当塑胶熔融後才能进入良好的共混状态,否则效果很差。
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