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PS塑料与低密度PE塑料的共混

PS塑料可以与低密度PE塑料共混,制成PS塑料/LDPE塑料共混物。但由于PS塑料和LDPE塑料为不相容共混物,因此不添加相容剂的PS塑料/LDPE塑料共混物性能较差。关于PS塑料和LDPE塑料的相容性,通过测量不同组成的高抗冲PS塑料塑料(HIPS塑料)和低密度PE塑料(LDPE塑料)共混物的正电子湮没寿命谱,结果表明HIPS塑料和LDPE塑料是不相容共混物。在界面处,二组分的不相容主要归因于一个组分没有足够大的自由体积-孔穴尺寸容纳另一组分的侧基和分子链端基。另外,测量的自由体积分数产生的负偏差被认为主要由最长寿命强度所引起。HIPS塑料和LDPE塑料间为什么在界面处不相容?能够通过PALS(正电子湮没寿命)的测量结果对这个问题从自由体积的角度给予相应的解释。虽然HIPS塑料和LDPE塑料分子的极性不同,但分子间中均没有极性基团和活泼氢,分子间不能产生氢键,不同分子链间的相互缠绕和渗透主要是通过链段和侧基的运动来实现,而链段和侧基的运动需要一定的自由体积空间。在组分间仅有范德华作用力的共混物中,一个组分的自由体积孔穴尺寸是否能够容纳另一组分的侧基和分子链端基对共混物组分在界面界面处的相容性起着非常重要的作用。PALS测量结果显示纯HIPS塑料和LDPE塑料聚合物的平均自由体积孔穴半径分别是0.2931nm和0.3329nm。而根据苯基和甲基的空间几何结构,计算出容纳一个苯基和一个甲基所需的自由体积孔穴半径分别至少应为0.4544nm和0.3410nm。HIPS塑料的侧基苯基和LDPE塑料脂肪链端基甲基的体积计算所选用的参数分别是:苯基C-C键键长0.139nm,C-H键键长0.108nm,C-H键角120°;甲基C-H键键长0.107nm,H-C-H键角109.5°。相邻分子间范德华半径以氢原子0.12nm为标准。由此,可以认为在共混物中,HIPS塑料和LDPE塑料在界面处没有相容性主要是由于一个组分没有足够大的自由体积孔穴尺寸能容纳另一组分的侧基和分子链端基的结果。

PS塑料/LDPE塑料共混物利用氢化聚丁二烯与PS塑料接枝聚合物(HPB-g-PS塑料)为增溶剂,增溶剂用量10%,以及PS塑料/LDPE塑料(80/20)共混物中含不同的增溶剂,共混物的应力-应变特性变化。

无论是拉伸屈服强度、断裂伸长率,还是冲击强度,都是添加各种增溶剂后的体系要高,这表明HPS塑料-g-PS塑料、SBS对PS塑料/LDPE塑料具有增容作用,而且,HPB-g-PS塑料中,PB和PS塑料的含量对增容效果有较大的影响。不加任何增溶剂的PS塑料/LLDPE塑料体系属于脆性断裂,而添加HPB-g-PS塑料的体系均显示韧性断裂,且HPB-g-PS塑料的韧性最好。这同样说明HPS塑料-g-PS塑料产物对PS塑料/LDPE塑料具有良好的增容作用。

PS塑料/LDPE塑料共混物以热塑性弹性体SBS为增溶剂,用量5%-15%,以有机过氧物DCP为交联剂,用量0.01%-0.1%。共混物的共混条件165°*5min,共混物采用不同的混炼方法,制备的共混物具有不同的强伸性能和冲击强度。

PS塑料/LDPE塑料共混的注意点主要有:

①全部共混物组成同时进行混炼。

②PS塑料、LDPE塑料及DCP同时混炼,混炼后加入SBS混合,制成共混物。

③LDPE塑料-SDCP混炼,制成混合物,PS塑料与SBS混炼,制成混合物,两种混合物共混,制成共混物。

④LDPE塑料与DCP先混炼,然后再与PS塑料混炼5min,最后再与SBS混炼,制成共混物。

共混物按②共混方法混炼,制备的共混物具有最高的拉伸强度、断裂伸长率达到26%,冲击强度达到50.6J/m。PS塑料/LDPE塑料(80/20)共混物中添加10%的SBS,同时添加0.05%的DCP,共混物拉伸强度32MPa,断裂伸长率为46%,冲击强度119J/m,显示SBS具有明显的增容和增韧作用。PS塑料/LDPE塑料(80/20)共混物中添加0.1%DCP,拉伸强度增至37MPa,断裂伸长率近于30%,冲击强度130J/m。说明DCP具有与SBS的协同增容、增韧作用。

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