Plastics_4_2010

w w w . p l a s t i c s . r u 46 ТЕМА НОМЕРА /ОБЗОР П Л А С Т И К С № 4 ( 8 6 ) 2 0 1 0 совместимы с полимером А (матрицей), а синие блоки — с полимером Б (дис- перснойфазой). Врезультате межфазная адгезия увеличивается и улучшается дис- персность. К недостаткам данного метода мож- но отнести то, что количество вводимого компатибилизатора, как правило, высо- кое (в среднем 5 процентов). Более того, на рынке оченьмало блок-сополимеров, которые быподходили для всех полиме- ров, и они, как правило, дорогие. Основной смысл использования нереакционноспособных полярных сополимеров заключается в уменьше- нии поверхностного напряжения и уве- личения адгезии посредством создания специфических полярных взаимодей- ствующих групп (водородные связи или ван-дер-ваальсовы силы). Компатиби- лизатор должен быть совместим с одной фазой (главным образом, неполярной) и специфически вступать в реакцию с другой фазой. На рисунке 2 проиллю- стрирован этот механизм. Типичными добавками данной груп- пы являются функциональные полиме- ры на основе этилена и акрилатов (та- криловая кислота, этиленэтилакрилат, этиленбутилакрилат) или терполимеры, содержащие монооксид углерода и/или винилацетат. Суть компатибилизации реакцион- носпособными функциональными со- полимерами (рис. 3) состоит в том, что привитые, илиграфтовые (от англ. graft— привитой) сополимеры химически свя- зываются с компонентами полимерной смеси с образованием ковалентных свя- зей, значительно уменьшая межфазную энергию. Реакционноспособныекомпатибили- заторы/адгезионныеагентыдолжныиметь реакционноспособные группы: карбок- сильные, эпоксидные, акрилатные (гли- цидилметакрилат, оксазолин), ангидрид- ные (малеиновый ангидрид) или другие. Преимущества данного вида компатиби- лизации заключаются в «настраиваемой» реактивности и высокой эффективности процесса. Кроме того, реакционноспо- собные функциональные сополимеры дешевле, чем блок-сополимеры. На практике для данного способа компатибилизации чаще всего приме- няются малеинизированные и эпокси- дированные полимеры. В качестве ре- акционногомономерафункциональных малеинизированных полимеров глав- ным образом используется малеиновый ангидрид. Ангидридные группы могут реагировать с аминными, эпоксидными и спиртовыми группами. Малеинизированные полимеры ис- пользуют для: — увеличения адгезии пластиков к металлам; — улучшения когезии между поли- мером и наполнителями (антипирены, дерево, слюда); — улучшения адгезии между поли- мером и стекловолокном в композици- онных смесях; —ударопрочностного модифициро- вания. Эпоксидированные полимеры, в основном модифицированные глици- дилметакрилатом, в высокой степени реактивныс аминными, ангидридными, кислотными, спиртовыми группами. Их рекомендуется применять для компати- билизации полиэфиров (полиэтилен- терефталат, полибутилентерефталат) и олефинов либо эластомеров, наполнен- ных мелом, стекловолокном, тальком, антипиренами (такими как тригидрат алюминия или гидроксид магния). Поверхностная модификация Поверхностной модификацией на- зываетсяпроцессизменения химической структуры поверхности полимера. По- верхностная модификация необходима для получения химически устойчивых связей (адгезии) между частицами вве- денного полимерного порошка (воло- кон) и полимерной матрицей. Сильная адгезияматериалакполимернойматрице или к различным поверхностям (металл, бетон, дерево) — это результат химиче- ской связи с функциональными группа- ми модифицированного полимера. В настоящее время, помимо тради- ционной химической модификации, Материалы Поверх- ностная энергия, дин/см Металлы Медь 1100 Алюминий 840 Цинк 750 Олово 530 Свинец 450 Стекло 250-300 Вода 73 Полимеры Полиимид 50 Фенольные смолы 47 Поликарбонат 46 Полиамид 46 Эпоксидные смолы 43-47 Ацетат целлюлозы 45 Полиэтилентерефталат 41-44 Полиуретан 43 АБС-пластик 35-42 Полифениленсульфон 41 Полиметилметакрилат 39 Непластифицированный поливинилхлорид 39 Полифениленсульфид 38 Полифениленоксид 38-47 Поливинилалкоголь 37 Полиоксиметилен 36-38 Пластифицированный поливинилхлорид 33-38 Полистирол 34-38 Этиленвинилацетат 33 Полибутилентерефталат 32 Полиэтилен 30-31 Полипропилен 29-31 Таблица 2. Поверхностная энергия некоторых материалов Рисунок 2. Компатибилизация нереакционноспособными полярными сополимерами Полярный сополимер Полимер Б Специфические полярные взаимодействия