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影响共混物结构的因素

发布日期:2019-02-19 10:42:55     浏览次数:598

        共混物的结构除受聚合物的混容性决定之外,还受相混聚合物的相对粘度,组份浓度及混合顺序,混合温度、混合时间、共混方法等的影响。

        在共混体系中,如果两聚合物的粘度相差愈大、分散相的粒经也愈大。从表7一4可以看出,在SBR/NR体系中,当两橡胶的门尼粘度比为90/53时,分散相的粒径为6μ,而粘度比为50/63时则粒径减小到2μ。在NR/古塔波胶体系中,两者的溶介度参数相同,本应构成均相结构,只因粘度相差太大,其分散相粒径仍为0。2~1。0μ。另外,在NR/BR体系中,以50/50的混合比混合时,如果NR的粘度一定(分量为750000,改变BR的粘度(改变分子量)用相差显微镜观察到的岛相尺寸如表7-6所示。


        从表中可以看出,当用分子量高的BR与NR相混时,岛相尺寸较大。而用分子量低的BR与NR相混时,岛相尺寸也大。只有两者分子量相同,即粘度相近时岛相尺寸最小。

        共混物的微观结构形态随组成比例而变化,其区域结构通常呈现出球状分散,柱状分散和层状分散三种形式。例如:用电子显微镜观察聚苯乙烯塑料(P)和丁二烯橡胶(R)共混物形态时,发现形态随P和R的组成比例而变。

        (1)当P很多R少时,P中存在着球状的R;

        (2)当R增加时,R以柱状存在于P中;

        (3)当R与P组成差不多时,成为层状;

        (4)当R增加到多于P时,P以柱状存在于R基体中

        (5)当R再增加,形态就反过来,P以球状存在于R中;

        除此之外,不同混合方法对共混物的结构也有影响。

        用炼胶机混合时,投料顺序对共混物的分散有很大影响。例如,采用6×12时、速比为17:19转,辊距为0.5mm的炼胶机,在150℃条件下,混合50/50两聚合物。如果先把表7一7中的第一成分在炼胶机上充分塑炼,然后再将第二成分分批少许添加,10分钟后观察混炼胶试片,各混合体系试片的分散状态如表7-7所示。


        A一透明或半透明试片
        T一乳浊试片

        P一第一成分呈连续相,第二成分呈粒状存在

        I不成片,从辊筒上脱落

        从上表可以看出,同一组合,如果混炼顺序不同,则分散状态不同。例如,在PVC中混入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),NBR、CR时,无论那种聚合物先投入炼胶机,均可很好分散,而且能够迅速达到平衡分散状态。而在PVC中混入聚乙烯(PE)或NR时,如混炼顺序不同,分散状态不同。尤其在柔软的聚合物中,混入模数高的聚合物时,后者分散迟缓,即使长时间混炼,仍可观察到肉限可见的粒子存在。
        在PVC与PMMA,NBR与CR的共混体系中,由于混容较好,混炼时的应力能够互相传递,因此聚合物的分散状态与混炼顺序无关,而且可以成为透明试片。但在PVC中混入PE或NR时,由于混容性较差,光其后加PVC时,由于炼胶时的应力传逆给PVC很困难,所以分散不均。总之,混炼顺序对分散状态的影响,可以看成与聚合物混容性和混炼时的应力传递难易有关。

        混炼温度对共混物分散状态的影响,可以通过相差显微镜直接观察。NBR/PVC(70/830)体系的相差显微镜图片如图7ー13所示。从图中看出,共混物的分散状态,随混炼温度的提高而分散变好。 PVC/NBR的混炼温度与性能的关系如图7一14所示。从图中可以看出,当混温炼度在160℃以下,则扯斷强度,伸长率随温度升高而提高,但150℃以上则増加速率急剧减小,由此可见,150℃便是PVC/NBR(30/70)共混体系的最低混炼温度。也就是说,所谓共混体系的混炼溫度,应该是所有共混高聚物充分塑化的最低温度。

        图7-15为 PVC/NBR共混体系混炼时分散状态变化的相差显微镜图。从图中可以看出,共混物的分散,随炼胶时间的增加分散粒子变细,而且共混物能够达到稳定的强度,从图7ー16可以看出,PYC/NBR共混体系达到平衡分散需要十几分钟。