聚合物合金发展动向（一） □李红艳
□李红艳 编者按 聚合物合金是利用相容剂将２种或２种以上相容或不相
编者按 聚合物合金是利用相容剂将２种或２种以上相容或不相容的聚合物组合，使之具有全新的优良特性，是当今材料科学研究中的热门课题，具有广阔的市场前景。本刊从第１０期开始连续３期刊登目前常用的几种聚合物合金的结构、性能、用途及发展动向，以飨读者。 聚苯醚（ＰＰＥ）／聚酰胺（ＰＡ）合金ＰＰＥ／ＰＡ合金由结
聚苯醚（ＰＰＥ）／聚酰胺（ＰＡ）合金ＰＰＥ／ＰＡ合金由结晶性且亲水性高的ＰＡ和非结晶性、亲油性高的ＰＰＥ组合而成，它突破了单一材料所不能满足的性能。近年来，人们对非相容性聚合物合金的界面结构和厚度、各成分的组成等微观形态进行了研究，得知ＰＰＥ／ＰＡ合金是在ＰＡ连续相中形成数μｍ大小的ＰＰＥ分散相，再在ＰＰＥ中使弹性体成微分散相。因此获得了优秀的抗冲击强度和耐热性。 一、结构控制
一、结构控制 ＰＰＥ和ＰＡ是完全不相容的，因此需要用混合分散的相容技术
ＰＰＥ和ＰＡ是完全不相容的，因此需要用混合分散的相容技术将ＰＰＥ和ＰＡ相容。最有代表性的相容方法是采用对ＰＰＥ和ＰＡ两组分都有相容性的物质。 无水马来酸作为相容剂与ＰＰＥ反应，生成无水马来酸改性的Ｐ
无水马来酸作为相容剂与ＰＰＥ反应，生成无水马来酸改性的ＰＰＥ，再把这种改性后的ＰＰＥ和ＰＡ反应，就成为ＰＰＥ／ＰＡ聚合物合金。 ＰＰＥ／ＰＡ聚合物合金是由分子量决定各成分的熔融粘度。无
ＰＰＥ／ＰＡ聚合物合金是由分子量决定各成分的熔融粘度。无水马来酸添加的量，是由混炼条件决定。这种ＰＰＥ／ＰＡ聚合物的生成量与分散粒径有关系，ＰＰＥ的分子量决定分散粒径，但分散粒径越小与ＰＡ的反应率越高。另外，从ＰＰＥ／ＰＡ聚合物的量和粒径可求出粒子表面积，以计算这种合金的界面厚度，通常界面厚度在２５～４０μｍ左右。 另外，如果对ＰＰＥ／ＰＡ聚合物的界面状况作同样的分析，可
另外，如果对ＰＰＥ／ＰＡ聚合物的界面状况作同样的分析，可发现聚合物不会作为单分子存在于一层，而是在某一界面垂直延伸，暗示了各分子浓度在逐渐变化。 二、性能
二、性能 ＰＰＥ／ＰＡ合金除抗冲击强度高外，还具有ＰＡ的强度、韧性、
ＰＰＥ／ＰＡ合金除抗冲击强度高外，还具有ＰＡ的强度、韧性、耐有机类药品、成型流动性好等特点，且有ＰＰＥ的高温热变形温度、尺寸稳定的特点，任何一种单独的树脂都不可能同时具有以上的特性，只有聚合物合金才能达到。 玻纤增强ＰＰＥ／ＰＡ聚合物合金，成品的外观质量提高很多。
玻纤增强ＰＰＥ／ＰＡ聚合物合金，成品的外观质量提高很多。以前玻纤增强的聚合物合金，从宏观上看，因其熔体粘度很高，难以充分流动；从微观上看，树脂的熔融粘度高，树脂穿过玻纤之间在模具表面流动，对模具挤出时的压力传递非常不利，不能充分传递模具表面压力，使制品表面不光滑。改进型的聚合物合金在微观上提高了成型流动性，模具表面压力传递平稳，制品表面光洁平滑，提高了质量。日本旭化成公司在以上研究基础上已推出性能优秀的玻纤增强型和非玻纤增强型的ＰＰＥ／ＰＡ合金上市销售。 三、用途
三、用途 ＰＰＥ／ＰＡ合金的用途之一是制作车轮盖，其必须耐刹车时产
ＰＰＥ／ＰＡ合金的用途之一是制作车轮盖，其必须耐刹车时产生的热量，另外，还要求能抵抗在行驶中可能带起来的小石子类的冲击。它也是一种装饰板。经过涂饰美化，可在恶劣环境下长年使用，而涂饰层不能剥落。目前正在试验减薄涂层厚度以降低成本，通常涂饰层厚度过薄，在紫外线下会严重变色，而新设计的材料改进了抗紫外线的能力，因此新材料的变色很小。 ＰＰＥ／ＰＡ合金玻纤增强物还可制作摩托车的下罩，因靠近发
ＰＰＥ／ＰＡ合金玻纤增强物还可制作摩托车的下罩，因靠近发动机部位，必须要耐热变形和耐热老化，还要具有抗冲击性。其只须经过表面喷涂美化，在恶劣环境下涂饰膜不能脱落。此外还必须有高强度和刚性。目前国外已开发出了模具传递压力好，制品外观也好的玻纤增强ＰＰＥ／ＰＡ合金，现正在开拓其用途。 ＰＰＥ／ＰＡ合金玻纤增强物用途最多的还是制作汽车上用的零
ＰＰＥ／ＰＡ合金玻纤增强物用途最多的还是制作汽车上用的零部件。因其具有工程塑料的强度，刚性、耐热性、耐药品性好，可以表面涂饰，玻纤增强还可控制翘曲等问题，而单独的树脂则不可能有合金这么好的综合性。今后的任务是扩大市场，进一步开发合金材料的应用。 利用ＰＰＥ的高耐热性也可以与ＰＡ以外的材料组合，例如与聚
利用ＰＰＥ的高耐热性也可以与ＰＡ以外的材料组合，例如与聚酯、聚烯烃、ＡＢＳ等制成各种非相容性合金，以使其突出的耐热性、力学性、加工流动性等优秀基本性能，在聚合物合金得以发挥。 聚碳酸酯（ＰＣ）／ＡＢＳ合金
聚碳酸酯（ＰＣ）／ＡＢＳ合金 一、动向
一、动向 ＰＣ以其优异的抗冲击强度、耐热性、尺寸稳定性、透明性、自
ＰＣ以其优异的抗冲击强度、耐热性、尺寸稳定性、透明性、自熄性而被电子、电气、精密机械、汽车、保安、医疗、食品、日用品等领域广泛采用。作为聚合物共混的ＰＣ类合金历史非常久，还在ＰＣ刚刚开始销售时就开发了ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＣ／ＰＥ、ＰＣ／ＭＭＡ等合金，随后ＰＣ／ＰＢＴ类合金也开发出来。目前ＰＣ／ＡＢＳ合金市场开发已活跃起来。由于ＰＣ和ＡＢＳ的相容性较好，即使不用相容剂也能得到很好的抗冲击强度。ＰＣ／ＡＢＳ虽是非结晶性聚合物合金，但仍具有优秀的抗冲击强度和耐热性，并可以改进凹陷与翘曲的缺陷。ＰＣ／ＡＢＳ合金是由美国最先开发出来，随后日本的宇部兴产公司、帝人化成公司也开始生产，目前大约有１０多家厂商正在生产日用杂物（杯子、盒等）、ＩＣ盒、火灾报警器、烟雾探测器、配电盘的断路器，目前美国在汽车方面、日本在ＯＡ（办公室自动化）方面需要大量的ＰＣ／ＡＢＳ合金。 有关ＯＡ领域的开发，近年来，由于环境问题日益严重，需要重
有关ＯＡ领域的开发，近年来，由于环境问题日益严重，需要重新评价使用溴素阻燃剂的ＰＣ／ＡＢＳ合金，并要求不使用溴素阻燃剂作为对策，ＰＣ的生产厂商已开发出了非溴素和游离锑类型，例如，日本帝人化成公司的非溴素阻燃类型的３８００系列，日本ＧＥ塑料公司的ＭＣ５０００系列，Ｂａｙｅｒ的ＦＲ９０等。 二、材料开发和应用
二、材料开发和应用 ＰＣ／ＡＢＳ类合金是ＰＣ类合金中消耗量最多的一类，ＰＣ／
ＰＣ／ＡＢＳ类合金是ＰＣ类合金中消耗量最多的一类，ＰＣ／ＡＢＳ的配合比例不同，其冲击强度、负荷弯曲温度、流动性都会有变化，因而ＡＢＳ的厂商应以ＡＢＳ的耐热性、抗冲击强度、薄壁刚性等方面为改性目标。对于ＰＣ厂商则可以从改进物性，如流动性、成型加工性、电镀性等方面考虑，除此之外再赋予自润滑性和耐药品性。现在ＰＣ和ＡＢＳ已无差价，因此已不再把以降低成本为目的来开发ＰＣ／ＡＢＳ合金。另一方面，根据需要在ＰＣ／ＡＢＳ合金中加入第三、第四组分使之具有高功能性的研究却很活跃。 目前ＰＣ／ＡＢＳ合金化的倾向是：物性方面的功能化（自润滑
目前ＰＣ／ＡＢＳ合金化的倾向是：物性方面的功能化（自润滑性、电镀性、涂饰性等），高性能化（耐冲击性、高刚性、耐疲劳性）的方向发展。 １．ＯＡ领域
１．ＯＡ领域 最近的材料开发倾向于ＯＡ领域，目前已向传真机、个人电脑、
最近的材料开发倾向于ＯＡ领域，目前已向传真机、个人电脑、大型复印机、打字机、移动电话、ＡＶ机、ＣＤ、ＣＤ-ＲＯＭ、 ＤＶＤ、ＤＶＤ-ＲＯＭ等发展，开发机壳底板、盖罩类制品。 底板类制件对尺寸稳定性和刚性要求较高，为满足要求，往往在ＰＣ中加入玻纤和碳纤作增强，也有在ＰＣ／ＡＢＳ合金中用玻纤和滑石粉增强的。目前日本已经在使用含有５０％玻纤的合金。日本帝人化成公司生产的“ＲＮ-３１３５”牌号的ＰＣ／ＡＢＳ合金再与玻纤混炼，其弯曲弹性高达９０６００ｋｇｆ／ｃｍ２。另一方面，壳罩类制品，正朝着小型化、轻量化、薄壁化发展，对薄壁制品，要求改进其流动性、刚性。提高流动性的方法有：①降低分子量；②聚合物合金化等。为适应多种特殊要求，已开发出ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＣ／ＰＥＴ、ＰＣ／ＰＢＴ等聚合物合金类型。 由于移动电话、笔记本电脑的外壳、ＣＤ-ＲＯＭ驱动托架的小
由于移动电话、笔记本电脑的外壳、ＣＤ-ＲＯＭ驱动托架的小型化，轻量化，既要薄壁成型又要刚性，就要开发流动性很好的材料。移动电话要保证使用时即使落地，也不会有裂纹的高抗冲击性能。帝人化成公司生产的ＰＣ／ＡＢＳ合金，Ｔ－３０００系列、ＴＮ-３８００系列就是专为壳罩类制品用的材料，其抗冲击强度高达５９０Ｊ／ｍ（ＡＳＴＭＤ）。 像ＣＤ-ＲＯＭ驱动托架类制品，由于要求薄壁、刚性和滑动性，
像ＣＤ-ＲＯＭ驱动托架类制品，由于要求薄壁、刚性和滑动性，就可以使用由ＰＣ／ＡＢＳ／氟树脂共混的聚合物。 ２．汽车领域
２．汽车领域 用于汽车的材料要求主要是耐冲击性、耐热性、尺寸稳定性。通
用于汽车的材料要求主要是耐冲击性、耐热性、尺寸稳定性。通常汽车中使用的树脂多是ＰＰ、ＡＢＳ、改性ＰＰＥ等。ＰＣ／ＡＢＳ类合金适合于高抗冲击、高耐热性要求的制品。例如，控制面板、排气管、计量器壳类制品，这类制品由于是大型制品，不仅要外观好，还必须有很好的流动性。 帝人化成公司开发出了高耐热性、高抗冲击类型，且可以进行表
帝人化成公司开发出了高耐热性、高抗冲击类型，且可以进行表面涂饰的合金材料。 三、成型加工
三、成型加工 在ＯＡ领域里几乎都采用ＰＣ／ＡＢＳ类合金生产薄壁（厚度０
在ＯＡ领域里几乎都采用ＰＣ／ＡＢＳ类合金生产薄壁（厚度０.８～２.０ｍｍ）制品。为了补充流动性的不足，大多采取比普通树脂高的温度和压力来成型。因此成型时会产生气体，使物料热降解，出现外观不良和降低材料性能，在浇口部位和转弯处就容易出现流动痕迹等外观不良的现象。其对策是在模具设计阶段研究熔体流动，设置最佳的浇口形状。新的成形方法是高速注射，低压成型。