聚合物共混物的制备方法及相关设备知识
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1.聚合物共混:共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。
其中,物理共混就是通常意义上的“混合”。
如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内,则聚合物共混是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。
2.分布混合,又称分配混合。
是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。
3.分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性,又减少分散相粒径,改变分散相粒径分布的工程。
分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的,分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。
4.总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小。
5.分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。
对于总体均匀性,则采用数理统计的方法进行定量表征。
分散度则以分散相平均粒径来表征。
6.分散相的平衡粒径:在分散混合中,由于分散相大粒子更容易破碎,所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程,这一自动均化的过程的结果,是使分散相例子达到一个最终的粒径。
即“平衡粒径”。
7.高分子合金:(塑料合金)指含多种组分的聚合物均相或多相体系,常具有较高的力学性能,作工程塑料。
8.熔融共混:将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混(应用广泛)。
采用的设备-----密炼机、开炼机、挤出机等。
本方法最具有工业价值。
9.溶液共混:将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。
本方法主要用于基础研究领域10.乳液共混:将不同聚合物乳液共混方法。
本法可用于橡胶共混改性中;以乳液应用的产品可乳液共混改性等。
11.分散度:反映分散相物料的破碎程度;(分散相的平均粒径和分布表征)12.均一性:反映分散相分散的均匀程度(分散相浓度起伏大小,用统计法)13.相界面:连续相与分散相之间的交界面。
(界面结合好坏对共混物性能有重大影响)14. 所谓聚合物之间的相容性(Miscibility),从热力学角度而言,是指在任何比例混合时,都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系,即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。
聚合物共混的方法
聚合物共混是指将不同种类的聚合物混合在一起,形成一种新的材料。
这种方法可以改变原有聚合物的性能,增加材料的应用领域。
以下是聚合物共混的几种方法:
1. 机械共混法:将两种或多种聚合物加入到混合机中,通过机
械力作用在短时间内混合均匀,形成混合物。
2. 溶液共混法:将不同种类的聚合物分别在其溶剂中溶解,然
后将两种或多种聚合物溶液混合,得到共混溶液。
之后,将共混溶液通过溶剂挥发或凝固法得到聚合物共混物。
3. 熔态共混法:将两种或多种聚合物加热至熔态状态,混合均
匀后冷却固化,形成聚合物共混物。
4. 压缩共混法:将两种或多种聚合物分别制成薄片或小块,放
置在一起,经过高温高压压缩,使聚合物间相互渗透形成聚合物共混物。
聚合物共混的方法因材料不同而异,但共同点是要达到混合均匀。
聚合物共混的优点是可以改善聚合物的性能,增加材料的使用范围。
但是,共混后的材料性能不如单一聚合物的优异性,需要根据实际需求进行选择。
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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。
实验一聚合物复合材料共混实验聚合物复合材料共混综合实验包括以下子实验:聚合物复合材料共混实验、聚合物复合材料注射成形实验、聚合物复合材料力学性能实验。
实验1.1 聚合物复合材料共混实验一、实验目的利用混炼设备完成不同聚合物材料的共混改性,掌握积木式平行混炼型双螺杆挤出机以及转矩流变仪的基本结构组成;熟悉工艺参数对聚合物共混的影响;了解积木式平行混炼型双螺杆常用的组合形式;熟悉设备的使用方法和操作要点。
二、实验设备及材料实验设备:平行双螺杆挤出机组、转矩流变仪、鼓风干燥箱、加料勺、台秤和天平等。
实验材料:由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)分子中丁二烯段不饱和双键经过选择加氢获得的热塑性弹性体SEBS、白油、聚丙烯(PP)、抗氧剂1010等。
三、实验操作步骤(一)双螺杆挤出机实验操作步骤及注意事项1. 预混合:将要SEBS和白油按照质量比1:1预先混合,均匀混合后放置24h以上,使SEBS在白油中充分溶胀,得到O-SEBS;将O-SEBS、PP、抗氧剂1010等按照比例依次称取,放入高速混合机混合均匀,备用。
2. 开机前检查:开机前检查齿轮箱上油标,观看齿轮油是否不足,一般在油标中间为宜。
检查软水水箱(注:冷却水)水位,一般不宜高出进水口。
在冷却水槽中放入足够的冷却水。
3. 平行双螺杆挤出造粒机组开机前设置:打开电源,设定螺杆不同区域的温度,物料不同,所需温度不同。
SEBS/PP聚合物复合材料的螺杆温度范围为175~200℃。
按温度表上“”、“”键,可升高和降低设定温度。
设定完毕,打开“水泵开关”,待温度到达设定温度20~30min后方可开机。
将混合好的原料放入料斗中。
4. 开机:旋转“油泵开关”并确认油泵是否工作,油压一般在(0.1~0.2MPa);起动切粒机开关(注:空切时,一般调至150~200r/min),起动吹干机;按下“主机启动”开关,检查“主机指示”绿灯是否灯亮,如绿灯已亮,表示主机已通电,然后按下“喂料启动”开关。
熔融共混法纺制聚合物纳米纤维聚合物纳米纤维是一种新型的纳米材料,具有广泛的应用前景。
熔融共混法是一种制备聚合物纳米纤维的有效方法,通过将不同的聚合物混合在一起,并在高温下熔融成纤维,可以制备出具有优良性能的纳米纤维。
熔融共混法制备聚合物纳米纤维的过程包括两个关键步骤:聚合物的混合和纺丝成纤维。
首先,选择合适的聚合物材料,并将其混合在一起。
通过熔融和搅拌的方式,可以使不同的聚合物充分混合,形成均匀的混合物。
其次,在高温下将混合物通过纺丝机纺制成纤维。
熔融共混法制备的纳米纤维具有较小的直径和高度的表面积,可以用于各种领域的应用。
熔融共混法制备的聚合物纳米纤维具有多种优异性能。
首先,纳米尺寸的纤维具有较大的比表面积,可以增加材料的接触面积,提高材料的吸附性能。
其次,纳米纤维具有较高的拉伸强度和韧性,可以用于制备高强度的材料。
另外,纳米纤维还具有较好的热稳定性和化学稳定性,可以在高温和腐蚀环境下使用。
熔融共混法制备的聚合物纳米纤维在各个领域都有广泛的应用。
在纺织领域,聚合物纳米纤维可以用于制备高性能纺织品,如防水透气材料和抗菌纺织品。
在能源领域,聚合物纳米纤维可以用于制备高效的能量存储设备,如锂离子电池和超级电容器。
在生物医学领域,聚合物纳米纤维可以用于制备生物材料,如组织工程支架和药物控释系统。
总之,熔融共混法是一种有效制备聚合物纳米纤维的方法。
通过选择合适的聚合物材料,并在高温下进行熔融共混和纺制,可以制备出具有优良性能的纳米纤维。
这种方法具有简单、高效、可控性强等特点,将为纳米材料的制备和应用提供新的途径。
随着熔融共混法的不断发展和完善,聚合物纳米纤维的应用前景将更加广阔。
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。
反应体系包括催化剂、溶剂、反应温度等。
•反应聚合物:将不同聚合物加入到反应体系中,通过化学反应进行共混。
•反应控制:控制反应条件,如反应时间、温度、压力等,以获得期望的共混效果。
•反应终止:通过适当的方法终止反应,如加入终止剂、调整反应条件等。
相关设备知识
在制备聚合物共混物的过程中,常见的设备有以下几种:
•橡胶加工机械:包括橡胶混炼机、挤出机、压延机等,用于机械混合方法的制备。
•溶液制备设备:包括搅拌器、加热器、蒸发器等,用于溶液共混法的制备。
•反应器:包括搅拌反应器、密封反应器等,用于反应共混法的制备。
这些设备在聚合物共混物的制备过程中起到关键作用,正确选择和使用设备可
以提高制备效率和质量。
结论
聚合物共混物是一种具有优异综合性能的复合材料,其制备方法多种多样。
机
械混合法、溶液共混法和反应共混法是常见的制备方法。
在制备过程中,选择合适的设备对于获得高质量的共混物是至关重要的。