PET等塑料为什么要使用扩链剂？扩链剂有什么作用？

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扩链剂是塑料领域较为常用的一种助剂，什么是扩链剂，对材料有什么样的作用？如何应用效果更好？

为什么要使用扩链剂？

扩链剂，又称链增长剂，是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质。常用于提高聚氨酯、聚酯等产品的力学性能和工艺性能。

在PLA、TPE、TPU、PU、PET等塑料加工应用中，可能会出现聚合物与聚合物、聚合物与基体相容性不佳，以及加工性能差的问题，通常需要用到扩链剂进行改性。

常用扩链剂有二环氧化合物、二酸酐、二异氰酸酯、亚磷酸酯和二噁唑啉等，与二异氰酸酯和二噁唑啉两类扩链剂相比，环氧类扩链剂来源广泛，成本低，安全无毒，是一类极具应用前景的扩链剂。

最早研究的环氧扩链剂一般为相对分子质量低的环氧化物。近年来研究人员也开发了一些含环氧基的大分子扩链剂，合成了含有多个环氧基团的低聚物，用于聚合物扩链增黏，它具有成本低廉和快速高效增黏等优点。

聚合物分子链中的端羟基或端羧基，能够与环氧官能团发生反应，因此，在聚合物熔融挤出过程中加入含有多个环氧官能团的扩链剂，使其在高温下发生反应，可以改善降解材料制品的手感、柔软度及其他性能。

巴斯夫ADR系列环氧扩链剂

环氧类扩链剂中，最具代表的是巴斯夫公司ADR系列环氧扩链剂产品。

巴斯夫采用本体聚合连续生产Joncryl ADR系列环氧聚合型扩链剂。其单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸环己酯等。

相比于其他的扩链剂，巴斯夫扩链剂的扩链效果更好，分子量分布相对更窄一些。

巴斯夫现在市售的扩链剂有JoncrylADR4400、ADR4468两种牌号。

ADR-4400是工业级扩链剂，环氧当量为485，重均相对分子质量为7100，玻璃化转变温度为65°Ｃ；

ADR-4468是食品级扩链剂，环氧当量为310，重均相对分子质量为7250，玻璃化转变温度为59°Ｃ。

这两种均可用于聚酯和聚酰胺等的扩链增黏，ADR-4468价格更高一些。

Joncryl® 扩链剂系列（ADR）能通过反应加工提高缩聚物的分子量，调整和控制聚酯类塑料的特性粘度来恢复和改善机械性能、热性能、加工性能和光学平衡性，并有以下作用：

1、扩链能力

ADR4468扩链剂可以提高聚合物分子量，引入长支链结构，提高聚合物熔体强度，改善聚合物加工性能（包括吹膜、吹瓶、片材挤出、吸塑、发泡、纺丝等成型加工）。

2、提高缩聚物合金的相容性

扩链剂可用于将不同类型的缩聚合物兼容成有用的合金工程塑料，由此提高工程设计的自由度并制造出能符合较高要求的新材料。

如可以提高PLA/PBAT合金的相容性。

上图为PLA/PBAT/ADR的对应比例，随着ADR添加，PBAT分散相粒径变小，PLA/PBAT相容性提高。

3、改善抗水解的稳定性

扩链剂可以确保缩聚物在生产过程中保持稳定，避免材料被水解而失去特性。

4、捕捉加工过程中的低聚物和易导致降解的基团，改善加工稳定性。

扩链剂Joncryl® ADR-4468应用案例

BASF的扩链剂Joncryl® ADR-4468可用于制备更高分子量、更高支化度的扩链/支化改性聚酯材料，提高材料熔体粘度和熔体强度，使其加工时有更高的稳定性。实际应用中，建议添加量占材料总质量的0.2-0.6%。

1、PLA吹膜

ADR4468扩链剂可以改善生物降解聚酯材料的加工性，为加工PLA及其它可生物降解聚合物带来更高的加工灵活性，如PLA吹制膜。

2、PET片材、吸塑及瓶回收再利用

扩链剂Joncryl® ADR-4468可用于提高翻磨PET片材边角料的分子量也可以让回收PET瓶级切片更有效的循环再用于PET片材挤塑生产。

3、再生PET包扎带

采用100%回收的PET生产包扎带，扩链剂Joncryl® ADR-4468可提高包扎带的拉伸强度及断裂伸长率。

4、再生PET纤维

扩链剂Joncryl® ADR-4468可用于高韧度再生PET纤维的生产，提高回收PET的拉伸强度。

5、高分子合金

扩链剂Joncryl® ADR-4468用于提高不同类型聚合物的相容性，制造能符合较高要求的高分子合金材料。

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