第五章 聚合物共混物的制备方法及相关设备

摘要：随着科技的发展，聚合物共混物作为一种新型材料，引起了广泛关注。

本文从聚合物共混物的定义、分类、制备方法、性能特点及应用领域等方面进行了综述，旨在为我国聚合物共混物的研究与应用提供参考。

一、引言聚合物共混物是指由两种或两种以上聚合物通过物理或化学方法混合而成的复合材料。

由于聚合物共混物具有优异的性能和广泛的应用前景，近年来在国内外得到了迅速发展。

本文将对聚合物共混物的相关研究进行综述，以期为我国聚合物共混物的研究与应用提供参考。

二、聚合物共混物的定义与分类1. 定义聚合物共混物是指将两种或两种以上聚合物通过物理或化学方法混合而成的复合材料。

在共混过程中，聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成具有一定结构特征的共混体系。

2. 分类（1）按相态分类：聚合物共混物可分为均相共混物、部分相容共混物和不相容共混物。

（2）按聚合物类型分类：聚合物共混物可分为聚烯烃共混物、聚酰胺共混物、聚酯共混物等。

三、聚合物共混物的制备方法1. 机械共混法机械共混法是最常用的聚合物共混方法，主要包括熔融共混、溶液共混和乳液共混等。

（1）熔融共混：将两种或两种以上聚合物在熔融状态下混合，利用高温和机械力使聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成共混物。

（2）溶液共混：将聚合物溶解在溶剂中，通过搅拌、混合等手段使聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成共混物。

（3）乳液共混：将聚合物分散在乳液中，通过搅拌、混合等手段使聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成共混物。

2. 化学共混法化学共混法是通过化学反应将两种或两种以上聚合物连接在一起，形成共混物。

主要包括共聚、交联、接枝等方法。

四、聚合物共混物的性能特点1. 改善力学性能聚合物共混物可以改善单一聚合物的力学性能，如提高拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等。

2. 改善耐热性能聚合物共混物可以改善单一聚合物的耐热性能，如提高熔点、热变形温度等。

3. 改善耐腐蚀性能聚合物共混物可以改善单一聚合物的耐腐蚀性能，如提高耐酸、耐碱、耐溶剂等性能。

聚合物共混物的制备方法概述聚合物共混物是指由两种或更多种不同的聚合物混合制备而成的材料。

在聚合物共混物中，不同的聚合物通过物理或化学相互作用，形成一种新的复合材料，具有综合性能优于单一聚合物材料。

本文将介绍一些常见的聚合物共混物制备方法，并介绍相关的设备知识。

1. 机械混合法机械混合法是最常见的制备聚合物共混物的方法之一。

该方法通过将不同聚合物粉末加入到机械混合设备中，并利用机械力将其混合均匀。

根据混合设备的不同，机械混合法可以细分为以下几种类型：•双转子混合机（Banbury混炼机）：该设备由两个对称旋转的转子组成，转子之间有一定的间隙。

通过转子的旋转和间隙的挤压作用，将聚合物粉末进行高效混合。

该设备适用于大批量的聚合物混合，可以在较短时间内获得较好的混合效果。

•开放式橡胶炼胶机：该设备由一个旋转的刀片和一个静止的橡胶炼胶盘组成。

聚合物粉末通过刀片的切割和翻滚作用，与炼胶盘进行混合。

该设备适用于小批量的聚合物混合和试验研究。

•双螺杆挤出机：该设备由两个对称旋转的螺杆组成，螺杆之间的间隙逐渐减小。

聚合物粉末通过螺杆的旋转和间隙的挤压作用，实现混合和挤出。

该设备适用于高粘度的聚合物混合和挤出。

2. 溶液共混法溶液共混法是将不同聚合物溶解于共溶剂中，并通过混合、蒸发等过程，去除溶剂，得到聚合物共混物。

溶液共混法的步骤如下：•选择合适的溶剂：根据聚合物的溶解性质，选择适合的溶剂。

溶剂应满足与不同聚合物均有良好的相容性。

•溶解聚合物：将不同聚合物分别加入到共溶剂中，通过搅拌、加热等方式使聚合物完全溶解。

•混合溶液：将溶解的聚合物溶液混合均匀，可以通过搅拌、超声等方式进行。

•去除溶剂：通过蒸发、干燥等方式，去除溶剂，得到聚合物共混物。

3. 反应共混法反应共混法是将不同聚合物在化学反应条件下进行共混制备。

常见的反应共混法包括共聚反应、交联反应和接枝反应等。

反应共混法的步骤如下：•选择适合的反应体系：根据不同聚合物的反应性质，选择适合的反应体系。

聚合物共混物的制备方法及相关设备知识引言聚合物共混物是由两种或多种聚合物混合而成的材料，具有优异的特性和广泛的应用领域。

在本文中，我们将探讨聚合物共混物的制备方法以及相关的设备知识。

聚合物共混物制备方法1. 机械混合法机械混合法是制备聚合物共混物最常用的方法之一。

该方法通过将两种或多种聚合物物理混合在一起，并利用外力进行均匀混合，最终得到共混物。

其中，常用的机械混合设备包括：• 1.1 搅拌器搅拌器是最简单和常见的机械混合设备。

通过搅拌器的转动，聚合物可以充分混合并形成共混物。

搅拌器适用于制备较小批量的共混物。

• 1.2 高剪切混合机高剪切混合机通过旋转刀片和容器的高速旋转，产生强烈的剪切力，使聚合物充分混合。

高剪切混合机适用于制备大批量和高粘度的共混物。

2. 熔融混合法熔融混合法将聚合物加热至熔点后进行混合。

在高温下，聚合物相互融化并混合在一起，形成共混物。

常用的熔融混合设备包括：• 2.1 双螺杆挤出机双螺杆挤出机利用两根旋转的螺杆将聚合物加热融化并混合，然后通过挤出口压力将共混物挤出。

双螺杆挤出机适用于制备连续大批量的共混物。

• 2.2 熔融搅拌机熔融搅拌机通过搅拌器将聚合物在高温下搅拌混合，形成共混物。

熔融搅拌机适用于制备小批量的共混物。

3. 溶液混合法溶液混合法利用溶剂将两种或多种聚合物溶解在一起形成溶液，然后通过蒸发或凝固使溶剂脱除，得到共混物。

常用的溶液混合设备包括：• 3.1 旋转蒸发器旋转蒸发器通过将溶液放置在旋转瓶中，并通过加热和真空蒸发将溶剂脱除，得到共混物。

旋转蒸发器适用于制备小批量的共混物。

• 3.2 冷冻干燥机冷冻干燥机通过将溶液冷冻并施加真空，使溶剂直接从固态蒸发，得到共混物。

冷冻干燥机适用于制备大批量的共混物。

相关设备知识1. 测量设备• 1.1 粘度计粘度计用于测量共混物的粘度，通过测量材料流动的阻力来确定其粘度。

粘度计可以帮助我们了解共混物的流动性。

• 1.2 热分析仪热分析仪用于分析共混物的热性能，包括熔点、玻璃化转变温度等。

《高分子材料及改性》课程教学大纲课程类型：专业课课程要求：必修学时/学分：32学时△学分适用专业：高分子材料工程技术一、课程性质与任务高分子材料改性是高分子材料工程技术专业的一门专业课。

本课程从聚合物共混改性原理出发，对聚合物共混物的分类、发展，聚合物共混物的相容性、形态结构、聚合物成型过程混物的形态结构变化、聚合物共混物的性能、共混物的制备方法等方面进行详细的分析和阐述。

使学生对聚合物的共混改性的基本原理和方法有一个全面的认识，并了解共混改性发展的一些最新进展。

能使学生初步学会运用基本方法来设计、制备聚合物共混物，解决聚合物过程中遇到的实际问题，为获得综合性能优异的聚合物材料提供一条有效途径。

二、教学基本要求第1章概论掌握：聚合物共混改性的基本概念、分类；理解：共混改性的目的、意义；了解：聚合物共混改性的发展概况第2章聚合物之间的相容性掌握：聚合物共混体系相容性的基本概念、聚合物-聚合物相容性理论。

理解：影响聚合物共混物相容性的因素。

了解：聚合物共混体系相图二元相图，LCST、UCST等类型相图，聚合物共混物相容性的测定方法第3章聚合物共混物的形态结构掌握：影响共混物形态结构的因素；理解：聚合物共混物的界面层作用及改善聚合物共混物界面层的方法；了解：聚合物共混物形态结构的基本类型第4章聚合物共混物的性能掌握：聚合物共混物的玻璃化转变特征；聚合物共混物的力学强度。

理解：聚合物共混物的冲击性能、橡胶增韧塑料的增韧机理、影响橡胶增韧塑料冲击强度的因素。

了解：聚合物共混物性能与其组分性能的一般关系第5章聚合物共混物的其他性能掌握：共混物的光学性能理解：共混物的流变性能了解：共混物的密度、电性能第6章聚合物共混物的制备掌握：聚合物共混物的制备方法；理解：物理共混过程原理；了解：共混设备。

第7章增容剂及其在聚合物共混物中的应用掌握：增溶剂的作用原理；理解：增容剂在聚合物共混物中的应用；了解：增溶剂的一般制法第8章聚合物改性实例了解PP、PE、PS、PVC、尼龙、聚酯的共混改性三、课程内容1.概论1.1聚合物改性目的1.2基本概念（重点）1.3聚合物共混物的分类方法（重点）1.4聚合物共混改性的发展概况2.聚合物之间的相容性2.1聚合物之间的相容性的基本特点2.2聚合物-聚合物相容性理论（重点，难点）2.3改善聚合物之间相容性的方法（重点）2.4研究聚合物之间相容性方法3.聚合物共混物的形态结构3.1聚合物共混物形态结构的基本类型3.2聚合物共混物的界面层（难点）3.3影响共混物形态结构的因素（重点）4.聚合物共混物的力学性能4.1聚合物共混物性能与其纯组分性能的一般关系4.2聚合物共混物的玻璃化转变及力学松弛性能（难点）4.3聚合物共混物的力学性能（难点）4.4橡胶增韧塑料的增韧机理（重点）5.聚合物共混物的其他性能5.1聚合物共混物熔体的流变特性（难点）5.2聚合物共混物的透气性和可渗性5.3聚合物共混物的密度以及电学、光学、热性能6.聚合物共混物的制备方法及相关设备6.1制备方法（重点）6.2物理共混过程原理（难点）6.3共混设备7.增容剂及其在聚合物共混物中的应用7.1增溶剂的作用原理（重点）7.2增溶剂的类型及一般制法7.3增容剂在聚合物共混体系中应用实例8.聚合物改性实例PP、PE、PS、PVC、聚酰胺、聚酯的共混改性四、教学环节学时分配五、选用教材1.教材：聚合物共混改性.吴培熙.中国轻工业出版社，19982.参考教材：塑料改性技术.王经武.华工出版社，2004/2六、说明。

聚合物共混工艺及设备1. 背景聚合物共混是指将两种或多种不同的聚合物加工成混合物的工艺。

聚合物共混具有多种优点，如改善材料的性能、调节材料的性质以及开发新的材料等。

随着聚合物共混技术的发展，相应的工艺及设备也得到了不断的改进和创新。

2. 聚合物共混工艺2.1 选择合适的共混材料在进行聚合物共混之前，首先需要选择合适的共混材料。

共混材料应具有相容性，即能够相互溶解或形成连续的相。

此外，还需考虑聚合物的物理性质、化学性质、热稳定性以及相互作用等因素。

2.2 混炼混炼是聚合物共混的关键步骤之一。

通常采用熔融混炼的方法，即将两种或多种聚合物在高温下熔融混合。

混炼的过程中，需要对温度、转速和混炼时间进行控制，以确保混合均匀。

2.3 助剂的添加在聚合物共混的过程中，可以添加适量的助剂来改善混合物的性能。

常见的助剂包括增塑剂、抗氧化剂、增韧剂等。

助剂的选择应考虑到与聚合物的相容性及相互作用。

2.4 熔体注塑熔体注塑是聚合物共混的一种常用成型工艺。

通过加热共混材料，使其熔化成熔体，然后通过注射到模具中冷却凝固，最终得到所需的制品。

熔体注塑工艺具有成型快、制品精度高等优点。

2.5 其他工艺除了熔体注塑外，还可以采用挤出、吹塑、压延等工艺进行聚合物共混。

这些工艺的选择取决于共混材料的性质和所需制品的形状。

3. 聚合物共混设备3.1 双螺杆挤出机双螺杆挤出机是一种常用于聚合物共混的设备。

它由两根平行旋转的螺杆组成，可以将混合物塑化均匀，并通过挤出口使其形成所需的形状。

3.2 熔体注塑机熔体注塑机是聚合物共混中常用的设备之一。

它通过加热共混材料使其熔化，然后通过注射到模具中冷却凝固，最终得到所需的制品。

3.3 挤出机挤出机是一种常用的聚合物共混设备。

通过加热共混材料，使其熔化成熔体，然后通过挤出口将熔体挤出，最终制成所需的形状。

3.4 其他设备除了双螺杆挤出机、熔体注塑机和挤出机外，还有一些其他常用的聚合物共混设备，如压延机、吹塑机等。