聚合物合金的分类介绍

1.按聚合物合金的组成分类

1）橡胶增韧塑料：除了较早出现的用聚丁二烯增韧聚苯乙烯（HIPS）外，聚丙烯中加入少量乙丙橡胶、PVC中加入少量氯化聚乙烯（CPE）等共混体系都是这种类型。它们都是以塑料为基质，以橡胶为分散相组成的两相结构体系，橡胶相对塑料相起增韧作用。

2）塑料增强橡胶：SBS热塑性弹性体的化学组成与HIPS基本相同，但它们的相态结构不同。SBS是以聚丁二烯（PB）为基质，以聚苯乙烯（PS）为分散相。这样，体系保持橡胶软而富有弹性的特点，塑料相PS的存在使材料获得增强，并起物理交联作用。此外，一般橡胶中也可加入塑料进行增强。例如，乙丙橡胶（EPR）中加入少量聚丙烯（PP），顺丁橡胶（BR）中加入少量聚乙烯（PE），都是以塑料为分散相，以橡胶为连续相组成的两相结构体系，此时塑料对橡胶起增强作用。

3）橡胶与橡胶或塑料与塑料共混：由不同橡胶或塑料组成的共混体系，若是热力学不相容的，则往往是含量高的组分构成连续相，含量低的组分为分散相，共混的目的主要是为了改善聚合物某些性能的不足，例如顺丁橡胶具有优良的低温柔性、弹性好、耐磨性好。但其强度低、防滑性差，加入少量天然橡胶（NR）或丁苯橡胶（SBR），其缺点可得到改善。又如，聚碳酸酯（PC）中加入少量PE，不仅使PC的冲击强度显著提高，而且改善了加工性能。

2.按组分间有无化学键分类

按聚合物合金的组分有无化学键，可分成两大类：一类是不同聚合物之间无化学键存在的物理共混；另一类是不同聚合物分子链（链段）间存在化学键的化学共混。

1）机械共混

将不同种类的聚合物置于混合设备中，借助于溶剂或热量的作用进行物理混合的方法称机械共混或物理共混，共混过程使聚合物间实现最大程度的分散，形成稳定的体系。机械共混的方法主要有熔融共混、溶液共混、乳液共混，其中以熔融共混使用最普遍。

2）互穿网络聚合物

互穿网络聚合物（Interpenetrating Polymer Networks，IPN）是指两种或两种以上交联聚合物互相贯穿、缠结形成的聚合物共混体系，其中至少有一种聚合物是在另一种聚合物存在下进行合成或交联的。它是高分子合金中很有发展前途一类聚合物合金。

制备IPN主要有：分步法、同步法和乳液法三种方法。

所谓分步法是先将单体A聚合形成具有一定交联度的聚合物A′，然后将它置于单体B中充分溶胀，并加入单体B的引发剂、交联剂等，在适当的工艺条件下，使单体B聚合形成交联聚合物网络B′。由于B′均匀分布于聚合物网络A′中，聚合物网络B′形成的同时，必然会与聚合物A′有一定程度互穿。尽管两种聚合物分子链间无化学键形成，但它是一种永久的物理缠结。(www.xing528.com)

同步法较前者简便，它是将单体A和单体B同时加入反应器中，在两种单体的催化剂、引发剂、交联剂的存在下，进行高速搅拌并加热升温，使两种单体按各自的聚合机理进行聚合，形成交联互穿网络。用这种方法制备IPN，工艺上比较方便，但前提是两种聚合反应必须互不干扰，而且具有大致相同的聚合温度和聚合速率。例如环氧树脂/聚丙烯酸正丁酯IPN体系，环氧树脂是按逐步聚合反应机理进行，而聚丙烯酸正丁酯是按自由基加聚反应机理进行，两者互不影响，在130℃左右，它们可分别进行聚合、交联，最终形成IPN体系。

上面两种方法形成的IPN，成型加工比较困难，需在聚合过程进行到一定程度，物料尚具有流动性时，迅速转移到成型模具中，置于高温下进一步固化成型。

乳液法制备IPN可克服上述缺点。它是先将聚合物A′形成“种子”胶粒，然后将单体B及其引发剂、交联剂等加入其中，而无需加入乳化剂，使单体B在聚合物A′所构成的种子胶粒的表面进行聚合和交联。因此，乳液法制成的互穿网络聚合物（LIPN），其网络交联和互穿仅局限于胶粒范围，受热后仍具有较好的流动性。

3）接枝共聚物

接枝共聚物是反应性共混物中最早实现工业化生产和应用的一个大类。接枝共聚方法有多种：①主干接枝法，即用各种方法在聚合物主链上产生可引发第二单体的活性中心，并进而形成支链，增韧聚苯乙烯（HIPS）、ABS塑料等就是用这种方法制备的；②接入主干法，即主链上分布的活动官能团和另一种末端带有可反应基团的聚合物发生偶联反应，形成支链高分子，马来酸酐化的三元乙丙橡胶（EPDM）和尼龙的反应性共混物（超韧尼龙合金）就属于这一类；③大分子单体法，即一种链端带有可聚合官能团的线形大分子参加小分子单体进行的聚合反应，形成接枝共聚物，这类接枝共聚物的特点是支链（由阴离子法聚合）的链长是均一的，但分布是无规则的。这是近年来，受到广泛注意的制备接枝共聚物的新方法。

接枝共聚物制取的聚合物合金其性能优于机械共混物。工业生产中，所得的一般不是纯的接枝共聚物，而是伴随有未接枝的均聚物生成。例如ABS树脂，一般称它是丁二烯一丙烯腈一苯乙烯的三元共聚物，实际上是多组分共聚物和均聚物的共混体系，其聚合过程形成的产物包括苯乙烯一丙烯腈共聚物（SAN）、聚丁二烯主链上接枝SAN的共聚物以及均聚物聚丁二烯。因此，准确地说，ABS这类接枝共聚物是一种共聚-共混物。这种共混体系由于部分接枝共聚物的存在，使聚合物组分之间的相容性变得更好，相界面的粘结力提高，因而接枝共聚的HIPS、ABS分散相尺寸较小，冲击强度都大大高于机械共混的对应产物。

4）嵌段共聚物

嵌段共聚物是反应性共混物的另一种类型，有二嵌段、三嵌段和多嵌段之分。二嵌段、三嵌段共聚物通常用阴离子聚合法制得的，由于聚合过程没有链转移和链终止反应，所以聚合物的分子量分布均一、结构规整，特别适用于进行理论研究。但是，能适用于阴离子聚合的单体有限，许多烯烃单体不能用此法制得均匀规整的聚合物。嵌段共聚物和接枝共聚物一样，是两相结构体系。

在一个嵌段共聚物中有多个A嵌段和B嵌段存在，称多嵌段共聚物。这种共聚物的嵌段分子量通常只有几千，两种嵌段的性质往往截然不同，最常见的是一种嵌段处于高弹态（软段），另一种嵌段处于玻璃态或结晶态（硬段）。通常调节A嵌段和B嵌段的相对长短，可得到从高弹体直至塑料的各种不同物理性能的产物。虽然所得产物不如阴离子聚合的嵌段物结构规整，但仍有相当大的实际使用价值，各种聚氨酯产品就是这种类型的共聚物，近年来发展很快，应用范围也很广。

反应性共混物中还有一类交联型共聚物，聚合物A接到两个聚合物B的分子上，形成交联型共混体系，环氧树脂与聚酰胺反应的固化产物就属于此种类型。