scenco ond Tehnolo lovwm HOr科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)研究報(bào)告聚苯乙烯與聚烯烴共混物的增容研究進(jìn)展@(浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院生物與化學(xué)工程分院高分子材料與工程研究所浙江寧波 315100)摘要:聚苯乙烯(PS)作為四大通用塑料之一,在生產(chǎn)和生活中有十分廣泛的用途,采用與聚烯烴(P0)共混是最常用來改善其韌性的方法。為了改善PS與PO之間的相客性,必須對PS/PO共混物進(jìn)行增容改性。在各種增客方法中,添加增客劑是對不相客PS/最烯烴共混物進(jìn)行增霧改性最常用的方法。本文綜述了常見的非反應(yīng)性增客和反應(yīng)性增客方法。關(guān)鍵詞:聚苯乙烯聚烯烴增容共中圖分類號(hào):TQ334文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2010)06(a)-0007-021930年,德國I. G法本公司(BASF公司前身)實(shí)現(xiàn)了聚苯乙烯A/B之間的不相容 性。(PS)的工業(yè)化生產(chǎn),現(xiàn)在PS已成為當(dāng)今四大通用槊料之一。但是聚苯C烯因其自身不可避免的缺點(diǎn),如韌性差.不耐環(huán)境應(yīng)力開裂和3 反應(yīng)型增容劑在不相容PS/聚烯烴共混物中的應(yīng)用溶劑、熱變形溫度相對較低(70-98C)等,在工程應(yīng)用方面受到了反應(yīng)性增容是通過本身帶有活性反應(yīng)基團(tuán)的聚合物,或者加--定的限制".目前.通過與聚烯經(jīng)(PO)共混改性,提高PS沖擊強(qiáng)度人小分子引發(fā)劑等,使共混組份之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成接枝和韌性方面的研究已經(jīng)取得了一定的成效。由于PS/PO共混物中或嵌段共聚物作為增容劑,達(dá)到對不相容共混物原位增容的日的。各共混組份間的相容性對共混物的許多性能都有著很大的影響，因此,反庇梨增容劑可以克服非反應(yīng)性增容劑的不足。因此,在設(shè)計(jì)和開發(fā)新型共混材料時(shí),相容性是必須要考慮的問題3.1 利用帶活性反應(yīng)基團(tuán)的聚合物生成原位反應(yīng)型增容劑之-口。將PS和聚烯烴分別用唑啉和羧酸(或酸酐)官能化,是原位增容根據(jù)溶解度參數(shù)判據(jù), PS與聚烯烴的溶解度參數(shù)差異很大，PS/ 聚烯烴共混物比較常用的方法之一,唑啉與羧酸(或酸酐)所發(fā)屬于典型的熱力學(xué)不相容體系.如果將它們直接共混,將會(huì)發(fā)生生的化學(xué)反應(yīng)如下所示:嚴(yán)重的相分離,導(dǎo)致共混材料容易斷裂，力學(xué)性能很差，缺乏使用價(jià)值。所以,改善PS/聚烯烴共混物的相容性十分必要。在各種增容方法中.舔加增容劑是對不相容PS/聚烯烴共混物進(jìn)行增容改<].C-0H→-C -NHCH2CHr -o-C-(1)性最常用的方法。0D1共混加工過程中增容劑的作用J (2增容劑義稱相容劑、乳化劑等,它以界面活性劑的形式分布于不相容共混物的兩相界面之間。通常.增容劑都具有類似"嵌段”聚3.2 加入低分子引發(fā)劑生成原位反應(yīng)型增容劑合物的結(jié)構(gòu),其中的一個(gè)“嵌段"與一種共混組份相容,而另一個(gè)在PS/聚烯烴共混物中引入官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)性增容,其增容“嵌段”則與另一種共混組份相容。效果十分明顯。但是.為了引入反應(yīng)性官能團(tuán)所選用的通常是.按照增容劑與聚合物基體之間作用方式的不同,即物理作用比較昂貴的試劑或結(jié)構(gòu)特殊的共聚物。雖然與非反應(yīng)型增容劑和化學(xué)作用,增容劑可以分為兩大類:一類是非反應(yīng)型增容劑，另相比,其用量十分小，但還是在一定程度上:限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用.因此,添加低分子化合物無論從降低成本和增加工藝一類是反應(yīng)型增容劑l..選擇性上都具有非常大的優(yōu)勢。最常見的包括:加入過氧化物，使化學(xué)惰性的聚烯烴活化,形成嵌段或接枝共聚物,加入過氧化2非反應(yīng)型增容劑在不相容PS/聚烯烴共混物中的應(yīng)用物和多官能團(tuán)化合物的混合物;加入Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)非反應(yīng)型增容劑在聚烯烴塑料,比如聚乙烯(E)4-10,].聚丙烯催化劑等。3.2.1在PS/聚烯烴共混物中添加過氧化物(PP).聚氦厶烯(PVC)等,以及聚烯烴橡膠,比如三元乙丙橡膠過氧化物是比較常用的低分子化合物引發(fā)劑,它可以分解使(EPDM).順丁檢膠(PBR等,與PS的共混加工過程中都有十分廣泛聚合物產(chǎn)生大分于自由基，從而形成接枝或嵌段共聚物作為反應(yīng)的用途.型增容劑。2.1 A-block- 8B和A-grat-B型非反應(yīng)增容劑3.2.2舔加過氧化物和多宵能團(tuán)化合物的混合物對不相容A/B共混物進(jìn)行非反應(yīng)性增容,主要集中在選擇或添加過氧化物進(jìn)行反應(yīng)性增容的方法十分簡便,但在整個(gè)預(yù)先制得適當(dāng)?shù)姆欠磻?yīng)型嵌段或接枝共聚物，該共聚物中的某些反應(yīng)過程中,原位增容、交聯(lián)和降解等反應(yīng)同時(shí)存在,并對共混鏈段與共混組份A中的鏈段相同,另-些鏈段則與共混組份B中的物的性能有著不同的影響。這樣就造成對共混物最終性能的控鏈段相同，從而達(dá)到增容的目的,形成“A/B/A-block -B”或“A/制非常困難,而加入一些多官能團(tuán)化合物則是解決這-問題較好的方法。其中,過氧化物用來使PS和惰性的聚烯烴分子活化，B/A-graft-B"型的共混體系。進(jìn)而與多官能團(tuán)化合物的官能團(tuán)反應(yīng).通過多官能團(tuán)化合物的2.2 A- -block- C和C- -block -D型非反應(yīng)增客劑“連接"作用,最終形成嵌段或接枝共聚物,達(dá)到原位增容的效近些年來,通過對“A/B/ A-block-B"共混體系相容性的深入研究,在A-block-B型共聚物的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出了A-block-C型和混物3.2.3 Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)原位增容PS/聚烯烴共C-block- -D型共 聚物相容劑。在A-block- C型共聚物中,雖然C段曾見的有機(jī)化學(xué)反應(yīng),在與共混組份B中的鏈段結(jié)構(gòu)不同,但可以形成離子鍵.共價(jià)鍵和氫小分中國煤化工召物共昆物中的應(yīng)用，鍵等相互作用，因此,A-block-C共聚物也可以作為增容劑改善YHCNMHG(下轉(zhuǎn)9頁)①致謝:感謝寧波市自然科學(xué)基金(項(xiàng)目編號(hào):2008A610037)對本項(xiàng)目的資助?？萍紕?chuàng)新導(dǎo)報(bào)Science and Technology Innovation Herald7Science and Tochnology Inovation Heraic'科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)|研究報(bào)告原來的面貌,這造成了第二次轉(zhuǎn)換矛盾.這兩個(gè)轉(zhuǎn)換矛盾互為因果息的方便性,決定了 在空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)中使用的非常頻繁,如ARC/INFO等,這是由空間數(shù)據(jù)的按地理屬性編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)字制圖目前要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵問屬。是消除第二次轉(zhuǎn)換矛組織的特性決定的， 由于地圖制圖不是空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)的主要目盾，也就是補(bǔ)充第一次轉(zhuǎn)換時(shí)損失的地圖信息。由于這個(gè)問題復(fù)的,因此在空間 數(shù)據(jù)生產(chǎn)中不會(huì)提出與地圖制圖結(jié)合的要求。雜.難度較大(“創(chuàng)造”要比“丟棄”困難的多),因此有人為了回避它但從制圖者的角度來看 .地圖制用與空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)能結(jié)合起而提出了“地圖應(yīng)該適應(yīng)空間數(shù)據(jù)的表現(xiàn),不必嚴(yán)格遵循紙質(zhì)地圖來,統(tǒng)一到一個(gè)軟件系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)融合生產(chǎn),則會(huì)起到事半功倍的的編繪要求"。這樣的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的,地圖作為人類智慧的結(jié)晶應(yīng)效果,可以節(jié)省大量的資源。因?yàn)樯婕叭珖蛘麄€(gè)地區(qū)的地圖該隨著社會(huì)的發(fā)展越來越芙觀.完善,而不是倒退。生產(chǎn)以及空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)都是巨大的工程,需要很大的投入。而造成空間數(shù)據(jù)與地圖之間不能完全匹配的根本原因是它們之我國目 前兩者都要生產(chǎn)(各自有不同的用途),但整體的經(jīng)濟(jì)投間存在以下的主要矛盾:人還很有限，在這種情況下，能保證兩者內(nèi)容的一致性.使用更(1)概括范圍上的矛盾,最為詳細(xì)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不能完全匹配圖加方便的融合的生產(chǎn)技術(shù)方法更具現(xiàn)實(shí)窟義和應(yīng)用價(jià)地圖制圖形規(guī)范。(2)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中要素的描述不對應(yīng)田形標(biāo)準(zhǔn)中的符號(hào)規(guī)范。過 程與空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)既有相似性又有差異性,相似性足融合生(3)在地圖上的要素不對應(yīng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的編碼。產(chǎn)的基礎(chǔ)，差異性是造成兩者不同的主要矛盾.找出矛盾并解決矛盾就能把兩者結(jié)合起來,從圖1的生產(chǎn)流程可以看出,地圖制3空間數(shù)據(jù)的地圖表達(dá)過程圖過程中,從地圖中采集的是圖形數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)地圖出版,而空間空間數(shù)掘的地圖表達(dá)實(shí)際上就是恢復(fù)地圖直接信息的過程,數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程中則是從地圖中采集空間數(shù)據(jù)。如果通過地圖符分為兩個(gè)步驟，第一步按照空間數(shù)據(jù)的地理編碼與地圖符號(hào)之間號(hào)化方法,可以把空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形數(shù)據(jù),同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的地的對應(yīng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)地用符符號(hào)化;第二步,由于空間數(shù)據(jù)與地圖表圖信 息補(bǔ)充(地圖出版處理)，就可以把兩個(gè)流程結(jié)合起來,得到達(dá)之間的矛盾，造成地用的空間數(shù)據(jù)表達(dá)的過程是一個(gè)地圖信息空間數(shù)據(jù)和紙質(zhì)地圖兩種產(chǎn)晶.損失的過程,因此在實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的地圖表達(dá)時(shí),必須進(jìn)行地圖信5融合生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用息的補(bǔ)充,才能得到符合地圖規(guī)范要求的地圖.3.1空間數(shù)據(jù)按對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換以融合生產(chǎn)技術(shù)為支持的數(shù)字制圖系統(tǒng)，可以有四個(gè)應(yīng)用方在空間數(shù)據(jù)地圖表達(dá)過程中,空間數(shù)據(jù)與地圖符號(hào)具有一定的對應(yīng)關(guān)系，具體表現(xiàn)就是依據(jù)要案編碼實(shí)現(xiàn)地圖符號(hào)化及其附(1)沒有地圖數(shù)據(jù)庫支持的情況下,通過采集編輯屬性完整的加處理。所謂附加處理是指除去地圖符號(hào)以外的其它信息符號(hào)化，空間數(shù)據(jù),完成地圖數(shù)據(jù)庫建庫任務(wù)。(2)通過其他方式獲取的空間這些信息與該目標(biāo)無關(guān),例如，高程點(diǎn)的符號(hào)化,其高程注記顯示數(shù)據(jù)有時(shí)存在-些非常隱蔽的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，如屬怍錯(cuò)誤.指針錯(cuò)的位置.形式與該目標(biāo)有關(guān)。位等等,這些問題只有空間數(shù)據(jù)可視化手段(如地圖符號(hào)化等)才能空間數(shù)據(jù)到地用表達(dá)按照規(guī)則轉(zhuǎn)換的步驟如下:發(fā)現(xiàn)，在此平臺(tái)下可直接修改錯(cuò)誤,得到正確的空間數(shù)據(jù).(3)在此(1)地圖表達(dá)主要是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)線面要素的符號(hào)化,而一般的空間環(huán)境下，可以實(shí)現(xiàn)基于地理屬性的地圈編輯。相對基于圖形符號(hào)的數(shù)據(jù)具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),面狀要素通過拓?fù)潢P(guān)系推算出來,因此在實(shí)現(xiàn)編輯來說，可以大大提高編圖效率，并最終能實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)地圖的出地圖表達(dá)的第一步就是要實(shí)現(xiàn)拓?fù)淠Ｐ拖蚧灸Ｐ偷霓D(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)版。(4)為空間數(shù)據(jù)的更 新提供了手段和方法，它把在地圖編輯中新面狀目標(biāo)的生成,(2)根據(jù)空間數(shù)據(jù)中地圖要素編碼與地圖符號(hào)的增的地圖內(nèi)容和吏新信息保留下來,實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的更新完成地對應(yīng)關(guān)系,這個(gè)過程叮以使用程序自動(dòng)完成。.圖數(shù)據(jù)庫更新任務(wù)。3.2地圖信息的補(bǔ)充下面是一些具體問題。.參考文獻(xiàn)(1)屬性注記的配置,例如橋梁的分式注記,等高線法記。(2)地[1] 肖計(jì)劃，劉海硯，欒曉巖.地理信息生成與地圖制圖一體化概念名注記的配置.沒有地圖法記的位置信息(國家測繪局?jǐn)?shù)據(jù))。(3)柯模型研究[J].測繪工程,2007 ,(06). .流漸變問題,空間數(shù)據(jù)不能反映河流的圖形寬度變化。(4)地圖整[2]肖計(jì)劃.劉海硯.張吉才.設(shè)計(jì)模式在地圖制圖軟件開發(fā)中的應(yīng)飾，地圖整飾內(nèi)容不作為空間數(shù)據(jù)的-部分.(5)同色要素的S蓋處用[].測繪工程,2008,(05).理問屬。(6)不同要素的壓蓋優(yōu)先問題。[3]安曉亞,孫群，肖強(qiáng),趙國成.基于地圖信息傳輸理論的數(shù)據(jù)采這些向題都是實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的地圖表達(dá)時(shí).地圖編輯和地圖集與處理模型研兗[].測繪科學(xué)，2008.(03).出版處理才能解決.[4]吳敏亞.GIS中專題地圖的制作研究[].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2008,4地圖制圖與空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)結(jié)合[5]毛臘梅,許蘭州,何建寧.等.利用GIS數(shù)據(jù)編制專題地圖的方法空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)是為地理信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù),并建探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2010,(12).立基礎(chǔ)地理信息數(shù)諾庫.因此，空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織反映了地理信息系統(tǒng)的要求，使用“屬性編碼十定位數(shù)據(jù)"的形式。數(shù)據(jù)采集雖然不是地理信息系統(tǒng)軟件的主要功能,但其處理地理信(上接7頁)報(bào),1999.主要集中在原位增容含有PS的共混體系中。雖然PS/聚烯經(jīng)(2] 杜仕國.聚合物共混物相容性研究進(jìn)展.現(xiàn)代化工, 1949.共混物中的各組份都不具有能夠化學(xué)鍵合的官能團(tuán)，但是,PS[3]石楠,原續(xù)波，盛京.聚合物合金的原位增容.高分子通報(bào)，的苯環(huán)卻可以作為“反應(yīng)點(diǎn)”，通過Lewis酸催化劑引發(fā)2006.Friedel-Crafts烷基化反應(yīng),將聚烯烴接枝到PS的苯環(huán)上。該[4]陳曄,沈?qū)幭?李著萍,盛京.聚丙烯/聚苯乙烯共混合金:相區(qū)接枝共聚物可以充當(dāng)增容劑，對不相容PS/聚烯烴共混物原位分布研究.高分子材料科學(xué)與工程,2002.增容。綜上所述.提高PS/PO共混體系的相容性有多種方法，每種方法各有優(yōu)劣,在生產(chǎn)加工中要根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。中國煤化工MYHCNMHG[1]劉俊華,鐘明強(qiáng).聚苯乙烯共混改性研究進(jìn)展.功能高分子學(xué)科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)Science and Technology Innovation Herald9.