使耐热添加剂均匀分散在共聚树脂中的方法
要使耐热添加剂均匀分散在共聚树脂中,可采用以下多种方法:
一、物理混合法
高速搅拌混合:使用高速搅拌机将耐热添加剂与共聚树脂颗粒充分混合。在高速搅拌作用下,添加剂颗粒能够在树脂颗粒之间均匀分布,搅拌速度和时间需要根据具体的树脂和添加剂特性进行优化,一般搅拌速度在1000-3000转/分钟,搅拌时间为10 -30分钟,以确保混合均匀。
球磨混合:将共聚树脂和耐热添加剂放入球磨机中,通过研磨介质(如钢球、陶瓷球等)的滚动和碰撞,使添加剂均匀地分散在树脂颗粒表面和内部。球磨时间通常较长,可能需要数小时甚至数十小时,具体取决于树脂和添加剂的性质以及所需的分散效果。
密炼混合:利用密炼机的转子在密闭的混炼室内对共聚树脂和耐热添加剂进行强烈的剪切、挤压和搅拌。密炼机能够提供较高的混合强度,使添加剂更好地分散在树脂中。混炼温度、时间和转子转速是关键参数,一般混炼温度在树脂的软化点附近,时间为5-15分钟,转子转速为30-100转/分钟。
二、表面处理法
偶联剂处理:先将耐热添加剂用偶联剂进行表面处理。偶联剂分子一端能与添加剂表面的活性基团发生化学反应,另一端能与共聚树脂分子发生物理或化学反应,这在混合过程中,经过偶联剂处理的添加剂能够更好地与树脂结合,提高分散均匀性,例如,对于无机耐热添加剂,可以使用硅烷偶联剂进行处理,根据添加剂的用量,偶联剂的添加量一般为添加剂质量的 1% - 5%。
表面改性剂处理:采用表面改性剂对耐热添加剂进行处理,改变添加剂表面的物理化学性质,使其与共聚树脂的相容性更好。例如,使用脂肪酸类表面改性剂对有机耐热添加剂进行处理,可降低添加剂表面的表面能,使其在树脂中更容易分散。改性剂的用量通常根据添加剂的种类和性质进行调整,一般为添加剂质量的 0.5% - 3%。
三、加工工艺优化法
熔融共混:在树脂的熔融状态下将耐热添加剂加入并进行混合。通常在挤出机或注塑机中进行,树脂在螺杆的作用下被加热至熔融状态,同时将添加剂从加料口加入。通过螺杆的剪切和输送作用,使添加剂均匀分散在熔融的树脂中。挤出机的温度设定、螺杆转速和长径比等参数对分散效果有重要影响,一般来说,温度应根据树脂的熔点和添加剂的耐热性进行调整,螺杆转速在50-200转/分钟,长径比在20-40之间。
溶液共混:将共聚树脂和耐热添加剂溶解在适当的溶剂中,形成均匀的溶液,然后通过蒸发溶剂使树脂和添加剂共沉淀,从而实现添加剂在树脂中的均匀分散。选择合适的溶剂至关重要,溶剂应能同时溶解树脂和添加剂,且沸点较低,易于挥发,例如,对于某些热塑性树脂,可以使用二氯甲烷、甲苯等有机溶剂作为溶剂,溶液的浓度、搅拌速度和蒸发温度等参数需要优化,以获得良好的分散效果。
原位聚合法:在共聚树脂的聚合过程中加入耐热添加剂。添加剂在聚合反应体系中均匀分布,随着树脂分子的聚合生长,添加剂被包裹在树脂分子链之间,从而实现均匀分散,该方法能够使添加剂与树脂之间形成良好的结合,提高分散效果和材料的性能。但需要注意添加剂对聚合反应的影响,可能需要对聚合工艺进行适当调整。
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