Совместимость - Compatibilization

Совместимость в химия полимеров представляет собой добавление вещества к несмешиваемой смеси полимеры что повысит их стабильность. Смеси полимеров обычно характеризуются грубыми, нестабильными фазовыми морфологиями. Это приводит к плохим механическим свойствам. Совместимость системы сделает более стабильную и лучшую морфологию смешанной фазы за счет взаимодействия между двумя ранее несмешивающимися полимерами. Это не только улучшает механические свойства смеси, но и часто дает свойства, которые, как правило, недостижимы ни для одного из чистых компонентов.[1]

Блок-сополимеры или привитые сополимеры в качестве агентов, улучшающих совместимость

Блок или прививка сополимеры обычно используются в качестве агентов, улучшающих совместимость. Используемый сополимер состоит из двух компонентов несмешивающейся смеси. Соответствующие части сополимера способны взаимодействовать с двумя фазами смеси, чтобы сделать морфологию фаз более стабильной.[1] Повышенная стабильность вызвана уменьшением размера разделенных фаз в смеси.[2] Уменьшение размера происходит из-за более низкого межфазного натяжения из-за накопления блок-сополимеров на многих поверхностях раздела между двумя сополимерами. Это помогает несмешивающимся смесям распадаться на более мелкие частицы в фазе расплава. В свою очередь, эти разделенные на фазы частицы не будут так склонны к консолидации и росту, потому что межфазное натяжение теперь намного ниже. Это стабилизирует полимерную смесь до пригодного к употреблению продукта.[2] Примером этого являются сополимеры этилена и пропилена. Они способны действовать как хорошие агенты, улучшающие совместимость смесей полипропилен и низкая плотность полиэтилен. В этом конкретном применении в сополимере предпочтительны более длинные последовательности этилена. Это связано с тем, что в этом случае также учитывается сокристаллизация, и более длинные последовательности этилена сохранят некоторую остаточную кристалличность.[3]

Реактивная совместимость

Реактивная совместимость представляет собой процедуру, в которой смеси несмешиваемых полимеров совмещаются путем создания сополимеров в растворе или в состоянии расплава. Сополимеры образуются, когда соответствующие функциональные группы в каждом компоненте несмешиваемой смеси взаимодействуют в процессе совмещения. Эти взаимодействия включают водородную, ионную или ковалентную связь. Функциональные группы, которые вызывают эти взаимодействия, могут быть концевыми группами, которые уже присутствуют в смеси полимеров (например, карбоновые кислоты или спирты на сложных полиэфирах или аминогруппы на найлонах). Другой подход заключается в добавлении функциональных групп в цепочки компонентов путем прививки. Множество возможных функциональных групп позволяют использовать многие типы коммерческих полимерных смесей, включая системы смесей полиамид / полиалкен.[4] Существует ряд преимуществ, которые дает реактивная компатибилизация перед использованием традиционного блок-сополимера или привитого сополимера в качестве агента, улучшающего совместимость. В отличие от последнего подхода, реактивная совместимость не зависит от диффузии предварительно образованных сополимеров. Сополимеры образуются на границах раздела двух несмешивающихся смесей, и их не нужно диспергировать. При традиционном подходе система должна быть хорошо перемешана при добавлении сополимеров. Реактивная компатибилизация также намного более эффективна, чем традиционная компатибилизация. Это связано с тем, что при реакционной компатибилизации функциональные группы либо уже присутствуют, либо легко прививаются на компоненты смеси. При традиционном обеспечении совместимости сополимеры должны синтезироваться в индивидуальном порядке, чтобы компоненты смешивались.[4]

Рекомендации

  1. ^ а б Чен К. и Уайт Дж. (1993). Совместимые агенты в полимерных смесях: межфазное натяжение, фазовая морфология и механические свойства. Наука и инженерия полимеров, 33 (14), 923-930. Извлекаются из http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pen.760331409/pdf
  2. ^ а б Роу, Р.Дж. (1993) Использование блок-сополимера в качестве средства совместимости полимерной смеси. Исследовательский офис армии США. Извлекаются из http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a260435.pdf
  3. ^ Рудин, Альфред и Филипп Чои. Элементы науки и техники полимеров. 3-й. Оксфорд: Academic Press, 2013. Печать
  4. ^ а б Тан, Н. (1994). Реактивная совместимость в смесях полимерных смесей. Докторская диссертация, Мэрилендский университет. Извлекаются из http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a334673.pdf