Einführung

Für eine bessere Materialleistung in Polymermischungen ist eine starke Haftung zwischen verschiedenen Polymerphasen unerlässlich. In Polymermischungen ist die Zugabe von Füllstoffen oder Additiven eine typische Taktik zur Verbesserung der Haftfestigkeit zwischen verschiedenen Polymerphasen. Durch die Veränderung der Grenzflächeneigenschaften und die Förderung von Wechselwirkungen zwischen den Phasen tragen Additive und Füllstoffe erheblich zur Verbesserung der Haftfestigkeit bei.

Aktivierungsmittel

Es ist gängige Praxis, Haftvermittler zu verwenden, um die Haftfestigkeit von Polymermischungen zu erhöhen. Diese Stoffe haben funktionelle Gruppen, die mit beiden Polymerphasen in Wechselwirkung treten können, was zur Bildung kovalenter Bindungen an der Grenzfläche führt. Titanate, Zirkonate und Silane werden häufig als Haftvermittler eingesetzt. Diese Stoffe erhöhen die Grenzflächenfestigkeit und Haftung, indem sie als Bindeglied zwischen den Polymerphasen wirken und die chemische Bindung fördern.

Kompatibilität Reaktoren

Reaktive Kompatibilisatoren sind Additive, die speziell für nicht mischbare Polymermischungen hergestellt werden, um die Haftfestigkeit zu erhöhen. Die reaktiven funktionellen Gruppen in diesen Kompatibilisatoren können mit den Polymerketten in beiden Phasen reagieren, um kovalente Bindungen an der Grenzfläche zu bilden. Reaktive Kompatibilisatoren erhöhen die Haftfestigkeit und die stabile Mischungsform, indem sie die Grenzflächenbindung fördern.

Nanopartikel

Die Haftfestigkeit von Polymermischungen kann durch den Zusatz von Nanopartikeln erheblich verbessert werden. Zu den Nanopartikeln mit einer großen Oberfläche und ausgeprägten Grenzflächeneigenschaften gehören Metalloxide, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid. Sie können chemische Verbindungen an der Grenzfläche oder physikalische Verzahnungen mit Polymerketten herstellen, um die Haftung zu fördern. Eine wirksame Verbesserung der Haftfestigkeit erfordert die Dispersion und Oberflächenmodifikation von Nanopartikeln.

Nanoplatten

Um die Haftfestigkeit in Polymermischungen zu verbessern, werden üblicherweise Nanotonerden wie Montmorillonit, Hectorit oder Schichtsilikate als Füllstoffe verwendet. Diese Nanotonerden können Interkalations- oder Exfoliationsstrukturen innerhalb der Polymermatrix bilden und haben ein hohes Aspektverhältnis. Starke Grenzflächenwechselwirkungen zwischen Polymerketten und Nanotonerden verbessern die mechanischen Eigenschaften und fördern die Adhäsionskraft.

Nanokohlenstoff-Rohre

Ein weiterer Füllstoff, der zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Polymermischungen verwendet wird, sind Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT). Das hohe Aspektverhältnis und die bemerkenswerten mechanischen Eigenschaften von CNTs ermöglichen eine effektive Lastübertragung und Grenzflächenverstärkung. Die robusten van-der-Waals-Wechselwirkungen zwischen den Polymerphasen und den CNTs erhöhen die Haftfestigkeit und unterstützen eine verbesserte mechanische Leistung.

Multifunktionelle Polymere

Maleinsäureanhydrid-gepfropfte Polymerewerden zum Beispiel häufig als Additive eingesetzt, um die Haftfestigkeit von Polymermischungen zu verbessern. Diese Polymere haben reaktive funktionelle Gruppen, die mit den Polymerketten beider Phasen interagieren können, um Grenzflächenbindungen zu bilden. Durch Erhöhung der Kompatibilität, Senkung der Grenzflächenspannung und Stabilisierung der Mischungsmorphologie erhöhen funktionalisierte Polymere die Adhäsion.

Wechselwirkungen und Mechanismen

Diese Additive und Füllstoffe verbessern die Adhäsion durch eine Vielzahl von Methoden, darunter chemische Bindung, physikalische Verschränkung, Verzahnung, Verringerung der Grenzflächenspannung und Veränderung der Grenzflächenenergie. Die Kenntnis dieser Mechanismen erleichtert die Auswahl der richtigen Füllstoffe und Additive für bestimmte Polymermischungssysteme.

Optimieren und Probleme

Um die höchste Haftfestigkeit zu erreichen, müssen der Gehalt an Additiven oder Füllstoffen, die Dispersion und die Kompatibilität der Polymermischung optimiert werden. Um eine effiziente Verbesserung der Haftung zu erreichen, müssen Probleme wie Füllstoffaggregation, unzureichende Dispersion und eingeschränkte Kompatibilität gelöst werden.

Schlussfolgerung

Eine weit verbreitete Methode zur Verbesserung der Adhäsionskraft zwischen verschiedenen Polymerphasen ist die Zugabe von Additiven und Füllstoffen zu Polymermischungen. Zu den gebräuchlichen Füllstoffen und Zusätzen gehören funktionalisierte Polymere, reaktive Kompatibilisatoren, Nanopartikel, Nanoclays und Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Forscher und Ingenieure können geeignete Inhaltsstoffe auswählen und die Haftfestigkeit in Polymermischungen verbessern, indem sie deren Eigenschaften, Prozesse und Wechselwirkungen verstehen.

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