Kompatybilność

W chemii polimerów kompatybilizacja to dodanie substancji do niemieszającej się mieszanki polimerów , która zwiększy ich stabilność . Mieszanki polimerów są zwykle opisywane przez morfologie zgrubnej, niestabilnej fazy; skutkuje to złymi właściwościami mechanicznymi . Kompatybilność systemu zapewni bardziej stabilną i lepiej zmieszaną morfologię faz, tworząc interakcje między dwoma wcześniej niemieszającymi się polimerami. Nie tylko poprawia to właściwości mechaniczne mieszanki, ale często daje właściwości, które na ogół nie są osiągalne w żadnym pojedynczym czystym składniku.

Kopolimery blokowe lub szczepione jako środki homogenizujące

Kopolimery blokowe lub szczepione są powszechnie stosowane jako środki homogenizujące. Stosowany kopolimer składa się z dwóch składników w niemieszającej się mieszance. Odpowiednie części kopolimeru mogą oddziaływać z dwiema fazami mieszanki, aby morfologia faz była bardziej stabilna. Zwiększona stabilność jest spowodowana zmniejszeniem wielkości cząstek rozdzielonych faz w mieszance. Zmniejszenie rozmiaru wynika z niższego napięcia międzyfazowego, ze względu na gromadzenie się kopolimerów blokowych na wielu powierzchniach międzyfazowych między dwoma kopolimerami. Pomaga to niemieszającym się mieszankom rozpadać się na mniejsze cząstki w fazie stopionej. Z kolei te rozdzielone fazowo cząstki nie będą tak podatne na konsolidację i wzrost, ponieważ napięcie międzyfazowe jest teraz znacznie niższe. To stabilizuje mieszankę polimerów do postaci produktu użytkowego. Przykładem tego są kopolimery etylen/propylen. Mogą działać jako dobre środki kompatybilizujące dla mieszanek polipropylenu i polietylenu małej gęstości . W tym konkretnym zastosowaniu w kopolimerze korzystne są dłuższe sekwencje etylenowe. Dzieje się tak, ponieważ w tym przypadku bierze również udział kokrystalizacja, a dłuższe sekwencje etylenowe zachowają pewną resztkową krystaliczność.

Kompatybilność reaktywna

Kompatybilizacja reaktywna to procedura, w której niemieszające się mieszanki polimerów są kompatybilizowane przez tworzenie kopolimerów w stanie roztworów lub stopów. Kopolimery powstają, gdy odpowiednie grupy funkcyjne w każdym składniku niemieszającej się mieszanki oddziałują ze sobą w procesie kompatybilizacji. Oddziaływania te obejmują wiązania wodorowe, jonowe lub kowalencyjne. Grupy funkcyjne, które powodują te oddziaływania, mogą być grupami końcowymi, które są już obecne w mieszanych polimerach (np. kwasy karboksylowe lub alkohole na poliestrach lub grupy aminowe na nylonach). Innym podejściem jest dodawanie grup funkcyjnych do łańcuchów składowych poprzez szczepienie. Wiele możliwych grup funkcyjnych pozwala na wiele rodzajów komercyjnych mieszanek polimerów, w tym systemy mieszanek poliamid/polialken. Istnieje szereg zalet kompatybilizacji reaktywnej w stosunku do stosowania tradycyjnego kopolimeru blokowego lub szczepionego jako środka kompatybilizującego. W przeciwieństwie do tego drugiego podejścia, kompatybilizacja reaktywna nie polega na dyfuzji wstępnie uformowanych kopolimerów. Kopolimery tworzą się na powierzchniach międzyfazowych dwóch nie mieszających się mieszanek i nie muszą być rozpraszane. W tradycyjnym podejściu system musi być dobrze wymieszany podczas dodawania kopolimerów. Kompatybilność reaktywna jest również znacznie wydajniejsza niż kompatybilizacja tradycyjna. Dzieje się tak, ponieważ w reaktywnej kompatybilizacji grupy funkcyjne są albo już obecne, albo łatwo szczepione na składnikach mieszanki. W tradycyjnej kompatybilizacji kopolimery muszą być syntetyzowane indywidualnie dla każdego przypadku, aby składniki mogły się zmieszać.