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共混方式的影响

2016-10-18 16:15:49

停留时间影响增韧PA力学性能。在研究EPDM增韧PA6过程中发现,随停留时间的延长,产品力学性能下降,其原因是停留时间越长,越易引起橡胶和PA6的热降解,因此物料停留时间是制备塑料加工增韧PA的重要工艺参数。
 
粒径在0.5-1.5间占橡胶含量的42%,这部分粒径的橡胶颗粒对增韧起到主导作用。共混方式主要影响弹性体的分散性,在弹性体接枝、交联体系中,共混方式对交联程度也产生影响。两步法是先制备热塑弹性体,即先完成弹性体交联与接枝,制成增韧母粒,然后将增韧母粒与PA共混挤出制得增韧PA。在两步法中,弹性体经两次共混挤出,有利于弹性体的分散,同时少部分未反应的接枝单体在共混过程中进一步反应,有利于提高弹性体与PA的相容性。
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对于增韧PA来说,由于橡胶流动性的影响,在螺杆中,组合适量的捏合快来增加橡胶相的熔融分散是十分必要的。停留时间对接枝的影响,橡胶接枝反应过程中,停留时间对接枝率有较大的影响,停留时间长则接枝率高,接枝率则可提高弹性体与PA化学结合概率,从而增加相互间的相容性,有利于提高增韧效果。SBS接枝顺丁烯二酸酐增韧PA时,发现在一定范围内,SBS接枝串与物料停留时间成正比,超过一定时间,接枝率反而下降。
 
就地硫化增容法,所谓就地硫化、增容就是交联、接枝与PA共混过程在双螺杆挤出机中一次性完成。即弹性体、交联剂、引发剂、接枝单体和PA经混合后进入双螺杆挤出机共混挤出造粒。这种共混方式过程简单,但对螺杆结构有一定要求,即要求物料在双螺杆挤出机中充分的混合,否则对弹性体的分散有一定的影响,很可能产生局部浓度不均现象。
 
共混设备有混炼机与双螺杆挤出机、单螺杆挤出机。在改性聚合物生产初期,大多数厂商是采用混炼-单螺杆挤出造粒。20世纪80年代,双螺杆挤出机大量出现,进而取代了单螺杆挤出法。应该说两种设备均可制备增韧PA,前者是将混炼与挤出造粒分为两个阶段:单螺杆主要是挤出功能,混合的功能较小。而双螺杆则具有混合挤出的功能,双螺杆混合的功能来自于其捏合快及返螺纹的剪切返混作用,因此,共混效果与双螺杆挤出机中捏合快的数量、组合结构、捏合快厚度及返混元件数量与位置有密切关系。
 
平衡粒径随连续相粘度增大、分散相宏观破碎能变小而减少,共混时的相容性变好,界面张力变小。分散的体积分数减小时,平衡粒径随之变小。超韧尼龙中弹性体颗粒大小密度对增韧影响时,采用TEM照片法,测定粒子所占的面积计算出橡胶含量,得到橡胶粒径的分布:粒径为0.2-1约占橡胶含量的33%;粒径为1.0-1.5约占橡胶含量的6%,粒径为2.0-2.5约占橡胶含量的3%。
 
二阶共混法是将共混物在双螺杆中进行二次共混挤出,此法中弹性体分散均匀,塑料加工产品性能均一。但应注意的是对于易发生热降解的PA或易水解的PA来说,很可能影响其性能。在选择共混方式时,应考虑四个方面的因素:一是尼龙基体的热稳定性和对水解的敏感程度,二是弹性体的热降解性能,三是接枝单体的反应活性,四是接枝、交联剂反应活性。
 
停留时间影响橡胶的交联程度。停留时间长,橡胶的交联度越大。SBS接枝交联反应时,发现停留时间过长,SBS的交联度越过60%时,物料几乎没有流动性,注带易拉断,表面十分粗糙,用这种交联SBS增韧PA6的冲击强度低于纯OA6.因此停留时间控制在一定范围是十分必要的。
 
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