Überblick über den Kompatibilisator
Ein Hilfsmittel, das die Vermischung zweier inkompatibler Polymere zu einer stabilen Mischung fördert, wird als Kompatibilisierungsmittel bezeichnet, manchmal auch als Kompatibilisator bezeichnet. In diesem Zusammenhang handelt es sich um ein Polymerkompatibilisierungsmittel.
Bei der Kunststoffmodifikation werden Stoffe wie PE-g-ST, PP-g-ST, ABS-g-MAH, PE-g-MAH, PP-g-MAH usw. verwendet, um Mischmaterialien mit hoher Leistungsfähigkeit zu schaffen.
Gegenwärtig wird Maleinsäureanhydrid häufig auf verbesserte Kompatibilisierungsmittel aufgepfropft. Maleinsäureanhydrid-Monomer hat im Vergleich zu anderen Monomeren eine höhere Polarität und eine bessere Kompatibilitätswirkung.
Durch Hinzufügen starker polarer reaktiver Gruppen erhöht der mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte Kompatibilisator die Polarität und Reaktivität des Materials. Er ist eine Art Dispersionsbeschleuniger, Kompatibilisator und Polymer-Grenzflächenkupplungsmittel. Es wird meist als halogenfreier Füllstoff, zur Verstärkung von Glasfasern, zur Zähigkeit, zur Metallbindung, zur Bestimmung der Legierungskompatibilität usw. verwendet. Es kann die Dispersion von Füllstoffen und die Kompatibilität von Verbundwerkstoffen erheblich verbessern und deren mechanische Festigkeit erhöhen.
Ein Kompatibilisierungsmittel mit Maleinsäureanhydrid-Pfropfen kann die Kompatibilität von organischen und anorganischen Füllstoffen verbessern, die Zug- und Schlagfestigkeit des Produkts erhöhen, einen hohen Füllgrad erzielen, weniger Harz verbrauchen, die Verarbeitungsrheologie verbessern und die Oberflächen glätten.
Die Funktion des Kompatibilisators'
die Kompatibilität der beiden Polymere zu verbessern, ihre Haftung aneinander zu erhöhen, eine stabile Struktur zu schaffen und die verstreute Phase und die kontinuierliche Phase zu vereinheitlichen oder die beiden Polymere zu kompatibilisieren. Es gibt Gruppen im Molekül des Kompatibilisierungsmittels, die sich physikalisch oder chemisch mit den beiden Polymeren verbinden können, was erklärt, warum es zwei Polymere mit unterschiedlichen Eigenschaften kompatibilisieren kann.
Wirksamkeit des Kompatibilitätsmittels
Der so genannte Kompatibilisator, der dem inkompatiblen Polymersystem in gewisser Weise zugeführt wird, kann thermodynamisch als Tensid betrachtet werden. Der im Polymerlegierungssystem eingesetzte Kompatibilisator hat jedoch in der Regel ein größeres Molekulargewicht. Der Kompatibilisator wird nach dem Mischen und Kneten bei hoher Temperatur an der Grenzfläche zwischen den beiden Polymeren eingeschlossen, wodurch die Grenzflächenspannung gesenkt, die Grenzflächenschicht verdickt und die Größe der dispergierten Teilchen verringert wird. Infolgedessen bildet das System schließlich eine makroskopisch einheitliche, thermodynamisch stabile Phasenstruktur, die durch mikroskopische Phasentrennung gekennzeichnet ist.
Kompatibilisatoren werden in folgende Kategorien eingeteilt
Die richtige Auswahl und Verwendung des Kompatibilisierungsmittels ist für die Anwendung der Polymerlegierungstechnologie von entscheidender Bedeutung, da es einen erheblichen Einfluss auf die Mischung und die Stabilität des Polymerlegierungssystems hat. Je nach den Wechselwirkungen zwischen den Matrixpolymeren können die Verträglichkeitsvermittler in zwei Gruppen unterteilt werden, nämlich in nicht reaktive und reaktive Verträglichkeitsvermittler.
Kompatibilitätsmittel ohne Reaktion
Gegenwärtig sind nicht reaktive Kompatibilisatoren am weitesten verbreitet. Die beliebteste Technik in der Polymerlegierungstechnologie ist die Zugabe eines nicht reaktiven Kompatibilisierungsmittels zu einem System aus inkompatiblen Polymeren. Copolymere, bei denen es sich um Blockcopolymere, Pfropfcopolymere oder statistische Copolymere handeln kann, werden in der Regel als nicht reaktive Kompatibilisatoren verwendet.
dynamischer Kompatibilisator
Ein reaktiver Kompatibilisator ist ein Polymer, das aus aktiven Gruppen (hauptsächlich zufällige Hydroxyl- und Epoxygruppen) und einer unpolaren Polymerhauptkette Pc besteht. Er kann zu einer guten Kompatibilität beitragen, weil sein unpolarer Polymerkörper mit dem unpolaren Polymer in der Mischung kompatibel sein kann und weil die polare Gruppe sich mit der aktiven Gruppe des polaren Polymers in der Mischung verbinden oder reagieren kann.
Es ist in der Regel makromolekular und kann eine aktive funktionelle Gruppe in der Seitenkette oder am Ende des Moleküls aufweisen. In verschiedenen Situationen sollte die Hauptkette des Makromoleküls eine hohe Kompatibilität mit mindestens einer Polymermatrix im Mischsystem aufweisen. Die Hauptkette des Makromoleküls kann mit mindestens einer Polymermatrix im Mischsystem identisch sein oder sich von ihr unterscheiden.
Unterscheidung und Klassifizierung von Kompatibilisierungsmitteln
Anhydridtyp mit Ringbefestigung(MAH)
Die gängigste Art reaktiver Kompatibilisatoren sind derzeit solche mit zyklischen Anhydriden. Der häufigste von ihnen ist ein Maleinsäureanhydrid-Verträglichkeitsvermittler, der auf ein Polyolefin gepfropft wird; seine Pfropfungsrate liegt zwischen 0,8% und 1,0%, und er wird meist zur Modifizierung von Polyolefinpolymeren verwendet. Es handelt sich um einen binären oder mehrkomponentigen Copolymerisationskompatibilisator, der Maleinsäureanhydrid auf PS pfropft oder PS als Matrix verwendet und mit verschiedenen Modifikationen, Mischungen oder Legierungen wie PA/PC, ABS/GF, PA/ABS, PP/PA6, PP/PA66 usw. verwendet werden kann. Die übliche Dosis liegt zwischen 5% und 8%.
Diese Kompatibilisatoren können jedoch leicht zu einer übermäßigen Vernetzung und einer Verschlechterung der Mischungsbestandteile führen, so dass es unmöglich ist, die Reaktion zu steuern. Sie können auch die Temperatur der thermischen Verformung von Kunststofflegierungen senken.
Art der Carbonsäure
Der Kompatibilisator vom Typ Acryl steht für das Produkt Carbonsäure. Die Verwendung von Acrylsäure ist ähnlich wie die von Maleinsäureanhydrid und beinhaltet häufig die Pfropfung auf Polyolefinharz.
Epoxidart
Durch Pfropfung und Copolymerisation von Epoxidharzen oder -verbindungen mit Epoxidgruppen und anderen Polymeren entstehen epoxidreaktive Kompatibilisatoren. Diese Art der Reaktion kann für die Kompatibilität von Vorteil sein.
Typ Oxazolin
Mit einer Pfropfungsrate von 1% ist mit Oxazolin gepfropftes PS, auch bekannt als RPS, ein ziemlich bedeutender Kompatibilisator. Es zeichnet sich durch eine breite Palette von Verwendungsmöglichkeiten aus und hat die Fähigkeit, neben herkömmlichen amino- oder carboxylhaltigen Polymeren auch Pfropfcopolymere durch Reaktionen mit Carbonyl-, Anhydrid- und Epoxidgruppen zu erzeugen. So kann es in PS, anderen technischen Kunststoffen oder modifizierten Polyolefinharzen eingesetzt werden. Darüber hinaus kann es "in situ" kompatibel gemacht werden, so dass es sofort zum Legieren, Mischen und Modifizieren von Kunststoffen eingesetzt werden kann.
imide Art
Das modifizierte Imid-Polyacrylat eignet sich vor allem für technische Kunststofflegierungen oder Mischungen wie PA/PO, PC/PO und PA/PC.
Art des Isocyanats
M-Isopropenyl-2,2-dimethylbenzoylisocyanat ist einer seiner Bestandteile. Es kann für technische Polymerlegierungen mit Carboxyl- und Aminogruppen verwendet werden.
minimales Molgewicht
Niedermolekulare Kompatibilisatoren sind reaktive Verbindungen, die mit anderen Verbindungen reagieren, um organische und anorganische Verbindungen von Kunststofflegierungen zu bilden. Sie basieren auf reaktiven Monomeren und niedermolekularen Polymeren. Einige dieser Verbindungen können mit einer Komponente des Kunststoffsyntheseverfahrens kompatibel sein. Bei dieser Methode wird nicht nur die Herstellung von Kunststofflegierungen vereinfacht, sondern auch die Kosten für die Rohstoffe werden niedrig gehalten. Der Einsatz eines Mischextruders ist trotz der vergleichsweise hohen Anforderungen an den Extruder eine entscheidende Komponente bei der Herstellung von niedermolekularen Kompatibilisatoren.
