1. Eine Erläuterung der Kompatibilitätsmittel für Polymermischungen und ihre Bedeutung

Kompatibilitätsverstärker für Polymermischungen sind Additive, die dazu beitragen, dass zwei oder mehr Polymere gut zusammenarbeiten. Indem sie die verschiedenen Polymerphasen überbrücken, verringern sie die Phasentrennung und erhöhen die Grenzflächenhaftung. Da nicht mischbare Polymermischungen häufig schlechte mechanische, thermische und Barriereeigenschaften aufweisen, ist dies von entscheidender Bedeutung. Kompatibilisatoren erleichtern die Entwicklung neuartiger Materialien mit höherer Leistung und breiteren Anwendungsmöglichkeiten, indem sie die Mischbarkeit und die Grenzflächenhaftung verbessern.

2. Verringerung der Grenzflächenspannung

Indem sie die Grenzflächenspannung zwischen den Polymerphasen senken, verbessern Kompatibilisatoren für Polymermischungen die Mischbarkeit und die Grenzflächenhaftung, was einer ihrer Schlüsselmechanismen ist. Kompatibilisatoren bestehen aus funktionellen Gruppen, die von beiden Polymertypen angezogen werden und die Grenzflächenspannung senken. Durch diese Verringerung der Grenzflächenspannung werden die Polymere besser vermischt und dispergiert, wodurch die Mischung gleichmäßiger wird. Die verbesserte Grenzflächenhaftung ist auch eine Folge der geringeren Grenzflächenspannung, die die Interdiffusion zwischen den Polymerphasen begünstigt.

3. Reaktive Kompatibilität

Eine weitere Methode, die bei der Kompatibilisierung von Polymermischungen zum Einsatz kommt, ist die reaktive Kompatibilisierung. Bei dieser Methode wird ein Kompatibilisierungsmittel verwendet, das reaktive funktionelle Gruppen aufweist, die mit den Polymerketten interagieren können, um kovalente Verbindungen an der Grenzfläche zu schaffen. Durch die Verstärkung der Grenzflächenhaftung zwischen den Polymeren und die Vermeidung von Phasentrennung verbessert diese kovalente Bindung die mechanischen Eigenschaften der Mischung. Wenn die Polymere vergleichbare chemische Strukturen oder reaktive Gruppen haben, die bestimmte Reaktionen eingehen können, ist die reaktive Kompatibilisierung sehr erfolgreich.  

4. Verlängerung und Verzweigung von Ketten

Indem sie die Ketten verlängern und verzweigen, können Verträglichkeitsvermittler für Polymermischungen die Mischbarkeit und die Haftung an den Grenzflächen weiter verbessern. Verträglichkeitsvermittler mit langen Polymerketten können in die Polymerphasen eindringen, die Ketten effektiv verlängern und die Grenzfläche vergrößern. Die verbesserte Mischbarkeit und Grenzflächenhaftung resultiert aus der größeren Grenzfläche, die die Interdiffusion und intermolekulare Verschränkung zwischen den Polymerphasen fördert. Durch die Vergrößerung der Kontaktstellen zwischen den Polymeren kann das Vorhandensein von Verzweigungsstrukturen im Kompatibilitätsmittel die Grenzflächenhaftung weiter verbessern.

5. Modifizierung der Oberflächenenergie

Verträglichkeitsvermittler für Polymermischungen verwenden eine andere Methode, die Oberflächenenergiemodifikation. Die Oberflächenenergie der Polymerphasen kann durch Kompatibilisatoren verändert werden, um ihre Kompatibilität zu erhöhen und die Grenzflächenhaftung zu fördern. Dies kann erreicht werden, indem dem Verträglichkeitsvermittler funktionelle Gruppen hinzugefügt werden, die entweder polar oder unpolar sind, so dass sie mit den Polymerketten interagieren und deren Oberflächeneigenschaften verändern können. Der Kompatibilisator senkt die Grenzflächenspannung und ermöglicht ein leichteres Mischen und Dispergieren, was die Mischbarkeit und die Grenzflächenhaftung verbessert. Erreicht wird dies durch die Angleichung der Oberflächenenergien der Polymerphasen. Kompatibilisatoren für Polymermischungen verbessern die Mischbarkeit und die Grenzflächenhaftung zwischen den Polymeren auf verschiedene Weise. Reaktive Kompatibilisierung, Kettenverlängerung und -verzweigung, Veränderung der Oberflächenenergie und Verringerung der Grenzflächenspannung sind nur einige davon. Wenn die Forscher diese Prinzipien verstehen und nutzen, können sie effizientere Kompatibilisatoren für Polymermischungen mit besseren Materialeigenschaften und einer breiteren Palette von Anwendungen entwickeln. Die Entwicklung von Kompatibilisatoren für Polymermischungen und ihre Verwendung in verschiedenen Bereichen wird durch weitere Studien auf diesem Gebiet vorangetrieben.