接支马来酸酐类相容剂/增韧剂的种类及其在PC/ABS合金中的应用

  

  聚烯烃接枝马来酸酐（MAH）相容剂，目前广泛的是把马来酸酐、聚烯烃、引发剂，按照一定的比例充分混合，在螺杆长径比L/D大于50的挤出机中进行反应性挤出制得。并且螺杆的组合与普通的塑料改性的不同，需要对螺杆进行特别的组合，确保接枝反应的合理有效地进行。在聚烯烃分子链上接枝上适量的马来酸酐基团，可以提高其聚合物D的综合性能。如提高聚合物与填充物的相容性、提高聚合物合金的相容性、提高复合粘合、可印刷性等性能。是塑料改性中常用的相容剂之一。

二、接枝型相容剂的种类

  马来酸酐接枝型相容剂主要有：马来酸酐接枝ABS(ABS-g-MAH)、马来酸酐接枝PE(PE-g-MAH)、马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)、马来酸酐接枝PS(SMA)、马来酸酐接枝POE（POE-G-MAH）、马来酸酐接枝EVA(EVA-G-MAH)等。

三、接枝型相容剂的增容机理及应用

  接枝型相容剂的增容机理为相容剂中的马来酸酐基团与基体树脂的端羟基进行反应，如酯化反应、氨化反应、脱水反应、等生成了接枝物。这种接枝物起到了链接不同聚合物的作用，或者起到链接聚合物与无机粉体的作用。接枝型相容剂常见的化学反应和应用如下：

1、ABS-g-MAH增容体系

  ABS-g-MAH相容剂由于是由ABS和马来酸酐直接反应得来，其主链结构与ABS相同，因此ABSg-MAH相容剂与ABS有很好的相容性，通常作为PC/ABS共混体系的马来酸酐接枝类相容剂。研究发现未改性的ABS中苯乙烯/丁二烯和苯乙烯/丙烯腈两相互相排斥，而ABS-gMAH中马来酸酐主要接枝在苯乙烯/丁二烯上，使得接枝苯乙烯/丁二烯的极性与苯乙烯/丙烯腈接近，从而使ABS中的极性部分与PC极性相近，提高了ABS/PC的相容性。对PC/ABS体系的DSC热力学分析数据进行对比，发现共混体系采用ABS-g-MAH改性后PC相和SAN相的Tg均低于PC/ABS未增容合金体系的相应值，从热力学角度说明ABS-g-MAH可以增加PC/ABS共混体系的相容性。

2、PE-g-MAH增容体系

  马来酸酐接枝聚烯烃的主链由于与ABS中PB具有相似的结构，所以与ABS有较好的相容性，另外马来酸酐基团还可以与PC表面的羟基发生酯化反应，因此马来酸酐接枝聚烯烃也用于PC/ABS共混体系，并且表现出较好的增容作用。研究发现共混体系加入PE-g-MAH后，合金的3个玻璃化转变温度都呈现规律性的变化，随着PE-g-MAH含量的增加，Tg(PB)呈上升趋势，而Tg(PC)和Tg(SAN)呈现下降趋势，说明PE-g-MAH提高了PC/ABS共混体系的相容性。对添加PE-gMAH前后的PC/ABS共混物冲击样品SEM图片进行比较，发现未添加相容剂时，共混物合金出现脆性断裂光滑断面，加入相容剂后，断面粗糙，为典型的韧性断裂特征。这表明相容剂的添加对PC/ABS共混体系有较好的增容作用。

3、PP-g-MAH增容体系

  对PP-g-MAH增容PC/ABS共混体系进行缺口冲击强度测试，发现样品缺口冲击强度随PP-g-MAH用量的增加出现高点，随后呈下降趋势。这是因为随着相容剂PP-g-MAH的加入，在PC和ABS两相间形成稳定的过渡区，改善合金相容性，使得合金的缺口冲击强度得以提高。方少明[28]等指出随着PP-g-MAH中MAH含量的增加，合金的缺口冲击强度出现大值后随之减弱，当MAH超过一定量时，过量的MAH会引起自身的均聚而不利于接枝到PP自由基上，影响PP-g-MAH对PC/ABS共混体系的增容效果。

4、SMA增容体系

  SMA是聚苯乙烯(PS)和马来酸酐(MA)的接枝共聚物，SMA的苯乙烯分子基团与ABS和PC中的苯环基团结构相似，同时MAH基团与PC发生酯化反应，因此SMA使PC/ABS共混体系有较好的相容性。研究发现纯PC/ABS共混体系的DSC图具有2个放热峰，说明PC和ABS相容性不好，添加SMA后只有1个放热峰，表明SMA对PC/ABS共混体系产生了增容作用。

5、EVA-g-MAH增容体系

  研究发现EVA-g-MAH的酸酐基团与PC的端羟基发生酯化反应，原位产生增容作用，增强了合金相界面间的结合强度，改善了PC/ABS共混体系的相容性。由于EVA具有较好的柔韧性和较大的形变能力，EVA通过自身改变吸收和分散冲击能量，使得合金的力学性能提高。

6、POE-G-MAH增容体系

  POE-G-MAH用于PCABS、PC作为相容增韧剂是，接枝物上的马来酸酐基团与PC分子链的端基团进行酯化反应，从而提高体系的相容性。由于POE是弹性体，能够分散和吸收外界的冲击能量，使得共混物的韧性提高。

POE-G-MAH和PC的反应原理

用于尼龙PA系列作为增韧剂时，接枝物上的马来酸酐基团能和尼龙PA的端氨基发生广义的脱水反应，由于POE是弹性体，能够分散和吸收外界的冲击能量，使得共混物的韧性提高。