Благодаря добавлению реактивных функциональных групп, способствующих образованию химической связи между несмешивающимися полимерными фазами, реактивная совместимость является мощным подходом для повышения совместимости полимерных смесей. В этом обширном исследовании рассматривается, как реактивная совместимость улучшает совместимость полимерных смесей, а также механика, лежащая в ее основе. В нем рассматриваются теории, лежащие в основе реактивной совместимости, рассказывается о различных подходах к реактивной совместимости, а также описываются преимущества и недостатки этой стратегии. Чтобы дать читателям полное представление о влиянии реактивной совместимости на полимерные смеси, в статье также рассматривается, как она влияет на морфологию смеси, механические свойства и особенности обработки.
Принципы реактивной компатибилизации
Включение реактивных функциональных групп в полимерные цепи несмешивающихся полимерных фаз является основой принципов реактивной компатибилизации. Основные цели реактивной компатибилизации заключаются в следующем:
a. Межфазная адгезия: Ковалентные связи образуются на границе раздела несмешивающихся полимерных фаз в результате химической реакции реактивных функциональных групп. Снижая межфазное натяжение и увеличивая совместимость фаз, ковалентные связи повышают межфазную адгезию.
b. Контроль морфологии: Стимулируя образование тонкодисперсных фаз, уменьшая размер дисперсных доменов и препятствуя разделению фаз, реактивная совместимость контролирует морфологию смеси. Она улучшает совместимость смесей, приводя к более однородной и гомогенной морфологии.
Методы реактивной компатибилизации
Для улучшения совместимости полимерных смесей часто используется ряд методов реактивной компатибилизации. К ним относятся:
a. Функционализированные сополимеры: Реактивные функциональные группы в сополимерах - это то, из чего делают совместители. Благодаря химической связи сегменты этих сополимеров могут вступать в реакцию с полимерными фазами, способствуя межфазной адгезии. Среди реакционноспособных функциональных групп - изоцианат, эпоксидная смола, малеиновый ангидрид и многие другие.
b. Реактивная экструзия: В этом популярном процессе сочетаются смешивание расплава и химические реакции. В процессе экструзии в полимерные фазы добавляются реактивные совместители, которые способствуют химическому взаимодействию между совместителем и высокой температурой и сдвигом. В результате улучшается межфазная адгезия и совместимость смесей.
c. Реактивные мономеры или сомономеры добавляются в систему смеси в процессе реактивной совместимости in situ. Эти реакционноспособные мономеры или сомономеры сополимеризуются с полимерными фазами во время обработки расплава, образуя сополимерные цепи, которые улучшают совместимость смеси.
Преимущества совместимости в ответах
Улучшение совместимости полимерных смесей с помощью реактивной компатибилизации имеет множество преимуществ.
a. Улучшенная межфазная адгезия: Реактивная компатибилизация создает химическую связь, которая значительно усиливает межфазную адгезию между несмешивающимися полимерными фазами. В результате снижается межфазное натяжение и повышается совместимость, что улучшает механические характеристики и эксплуатационные свойства материала.
b. Контроль морфологии: Морфологией смеси можно манипулировать и управлять с помощью реактивной компатибилизации. Она подавляет разделение фаз, уменьшает размер доменов и способствует образованию тонко распределенных фаз. Такая регулируемая форма может привести к улучшению механических и термических свойств, а также к повышению совместимости смеси.
c. Индивидуальные свойства материалов: Благодаря тщательному выбору и созданию реактивных функциональных групп реактивная компатибилизация позволяет разрабатывать и настраивать свойства материалов. Изменение состава и структуры реактивного компатибилизатора позволяет нацелить материал на достижение определенных характеристик, таких как механическая прочность, термостойкость и химическая стойкость.
Ограничения и проблемы
Реактивная компатибилизация имеет ряд преимуществ, однако существуют недостатки и трудности при ее практическом применении. К ним относятся:
a. Диапазон совместимости: Не каждая полимерная смесь получит преимущества от реактивной совместимости. Совместимость реактивных функциональных групп с различными полимерными фазами имеет решающее значение для успеха метода. Бывают ситуации, когда несмешивающиеся полимерные системы не имеют нужных реактивных групп для образования прочного химического соединения.
b. Динамика реакции: в процессе реактивной компатибилизации может быть трудно контролировать динамику реакции. На эффективность процесса компатибилизации могут влиять такие переменные, как температура реакции, скорость и наличие конкурирующих реакций. Достижение желаемой совместимости смесей требует тщательного определения идеальных условий реакции.
c. Загрузка компатибилизатора: На стоимость, технологичность и другие характеристики материала может повлиять сравнительно большое количество компатибилизатора, необходимое для эффективной реактивной компатибилизации. Важно найти баланс между ожидаемым улучшением характеристик и необходимым количеством компатибилизатора.
Способствуя межфазной адгезии и управляя морфологией смеси, реактивная компатибилизация необходима для улучшения совместимости полимерных смесей. Реактивные функциональные группы вводятся в материалы с помощью функционализированных сополимеров, реактивной экструзии и реактивной совместимости in situ, что улучшает механические характеристики, свойства переработки и качества материалов. Реактивная совместимость имеет свои ограничения и трудности, но новые разработки в этой области постоянно расширяют сферу ее применения.
Благодаря более глубокому пониманию концепций и механизмов, лежащих в основе реактивная совместимостьУченые могут усовершенствовать эту методику и предложить индивидуальные решения для конкретных систем полимерных смесей. По мере развития этой области создание высокоэффективных полимерных смесей в различных отраслях промышленности, таких как электронная, автомобильная, упаковочная и другие, становится весьма перспективным при эффективном использовании реактивной компатибилизации.
