Формирование смеси для упрочнения кристаллических термопластов

13.08.2015

Ударную вязкость материала можно повысить, подавляя крэйзы. Хороший баланс свойств достигается, когда ударная вязкость улучшается посредством диспергирования каучуковой фазы. Для деформационного поведения таких материалов очень существенна морфология смесей. Сейчас общепризнанно, что каучук в кристаллических полимерах должен присутствовать в виде мелких частиц (менее 1 мкм), но слишком мелкие частицы, такие как частицы полиамидов размером менее 0,05 мкм, не принимают участия в процессе упрочнения. Смеси в большинстве случаев готовятся путем экструзии. В особых случаях, например, для полипропилена, применяется реакторный процесс.
Смешение может производиться в двухшнековом экструдере со смесительным блоком. Также можно производить смешение во время литья под давлением.
Наиболее часто используемыми каучуками являются ЭПДМ, этилен-пропиленовыйкаучук(ЭПР),этилен-бутиленовыйкаучук(ЭБР),стирол-бутадиен-стирол (СБС), стирол-этилен-бутилен-стирол (СЭБС), стирол-бутадиен-акрилонитрил (АБС), полибутадиен (ПБ), полиизопрен, полибутилакрилат и полиуретан.
Экструзионный процесс

Смеси кристаллических конденсационных полимеров, таких как полиамиды (ПА), полибутилентерефталат (ПБТ) и полиэтилентерефталат (ПЭТ), всегда готовятся смешением в экструдере. Смеси полипропилена (ПП) также можно приготовить таким способом, но в промышленности этот метод не применяется. Экструзионное смешение является очень гибким процессом, который позволяет варьировать многие параметры материала. Смешение с каучуком можно проводить с каучуковой массой или с заранее приготовленными частицами ядро-оболочка. При смешении размер частиц каучука уменьшается с увеличением молекулярного веса матрицы, и падает молекулярный вес каучука (см. рис. 25.4). Уменьшение концентрации каучука также ведет к уменьшению размера частиц (см. рис. 25.5).
Одним из условий получения мелкой дисперсии является низкое межфазное натяжение между полимером и каучуком. ПП-ЭПДМ является именно такой системой с низким межфазным натяжением. Если межфазное натяжение между фазами слишком велико, необходимо модифицировать границу раздела фаз либо путем добавления агента, усиливающего адгезию, либо посредством прививки на границу в процессе реакционного смешения. В частности, для систем ПА реактивная экструзия с модифицированными каучуками является стандартным методом. В реактивной экструзии очень часто используются каучуки с привитыми группами малеинового ангидрида (-g-MA).
Формирование смеси для упрочнения  кристаллических термопластов

Формирование смеси для упрочнения  кристаллических термопластов

Частицы типа «ядро-оболочка»

Другой способ получения необходимой тонкой фазовой структуры заключается в использовании ударного модификатора в виде частиц типа ядро-оболочка с малым размером частиц. Было разработано несколько систем ядро-оболочка, состоящих из каучукового ядра и твердой оболочки (например, акрилатный каучук-ПММА, полибутадиен-ПММА и полибутадиен-САН). Экструзия ПА, ПБТ и ПЭТ с ударными модификатором ядро-оболочка формирует материалы с хорошими ударными свойствами. Размер частиц этих модификаторов ядро-оболочка хорошо определен и, по-видимому, даже примерно одинаковый. Материалы типа ядро-оболочка поставляются в виде агломератов, и эти агломераты или кластеры должны быть разрушены. Без каких-либо специфических взаимодействий это разрушение агломератов достигается лишь частично. Дисперсия может быть улучшена добавлением межфазного агента или модификацией оболочки. Дисперсия частиц типа ядро-оболочка, включая агрегированные частицы, подробно рассмотрена ранее.
Частицы типа ядро-оболочка можно использовать в реакторном процессе. В этом случае агломераты должны быть диспергированы в реакционную смесь с низкой молярной массой. Взяв в качестве исходного материала латекс вместо агломерированных частиц, можно легко получить хорошо диспергированную систему.