第1章聚合物改性原理.pptVIP

材料结构与性能(聚合物共混物的结构与性能)（Structure and Mechanical Properties of Polymer Blends);随着科技进步和社会的发展，人们对聚合物材料的要求也越来越高，如：既耐高温又易加工成型；既有较高的力学强度和硬度，又同时兼具有卓越的韧性；不仅性能良好，而且耐老化、耐腐蚀、低成本，产品和生产过程对环境不造成污染，可以循环使用，等。 制造方法一：合成新型聚合物；根据国外资料统计，从研制到中试验成功一种新型聚合物材料需约近2.0亿美元的投资。 制造方法二：对现有聚合物品种进行改性，制备成多组分、多相聚合物共混物，一般只需数百万美元的投资。 改性后聚合物材料的性能有时可与铝合金等有色金属材料竞争，远非纯粹的单一组分均聚物可以比拟，所以发展十分迅速。 目前人工合成的纯粹的单组分聚合物品种只有四、五十种，但多组分、多相结构的聚合物共混物品种已达千种以上（至今尚无精确的统计）。已广泛应用于各个领域，给工、农业生产、交通运输、国防工业和人民的物质文化生活带来了巨大的变化。 故对现有聚合物品种进行改性及其结构与性能间关系（或称改性原理）的研究是高分子材料科学领域的重要课题之一。;1.1 基本概念;混溶性 （ Compatibility）以能否获得较为均匀和稳定的形态结构的共混体系为判据。也称作为“工程相容性”。 聚合物共混物一般指塑料与塑料或塑料与橡胶的共混物（橡胶增韧塑料）。 聚合物共混物分类： 按所含聚合物组元数目可分为二元及多元聚合物共混物。 按基体树脂名称有聚烯烃共混物，PVC共混物，PA共混物等。 按性能特征又有耐高温共混物，耐低温共混物，阻燃共混物等。 同系聚合物共混物指同一类聚合物的共混物（如HDPE与LDPE）或具有不同分子量的同一种聚合物的共混物。 复合材料定义： 1. 是由两种或多种材料在宏观尺度上组合而成的一种有用材料。 2. 是由两种或两种以上的具有不同化学性质或具有不同组织相的物质，以微观或宏观的形式组合而成的材料。 3. 《材料科学技术百科全书》：是由有机高分子，无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材???。;4. 《材料学大辞典》：是根据应用的需要进行设计，把两种以上的有机聚合物材料，或无机非金属材料，或金属材料组合在一起，使之互补性能优势，从而制成的一类新型材料。 复合材料分类： 按性能高低分为：常用（普通）复合材料，先进复合材料； 按基体材料种类分为：聚合物基复合材料（包含热固性、热塑性或橡胶复合材料），金属基复合材料，陶瓷基复合材料，石墨基复合材料，混凝土基复合材料； 按用途分为：结构复合材料，功能复合材料，智能复合材料； 按增强材料种类分为：颗粒增强复合材料，晶须增强复合材料，纤维增强复合材料（长纤维，短纤维，多层和单层纤维复合材料）； 按增强材料形状分为：零维（颗粒状）复合材料，一维（纤维状）复合材料，二维（片状或平面织物）复合材料，三维（三维织物体）复合材料； 按分散相尺寸分为：宏观复合材料（ 10-6m），微观复合材料（10- 8 ~10-6m，亚微米或纳米复合材料）。 复合材料狭义定义，指纤维增强复合材料； 复合材料广义定义，包含了聚合物共混材料和聚合物合金。;本课程关于聚合物的增强改性部分主要介绍热塑性塑料的颗粒增强、增韧和短纤维增强复合材料。该部分也可归类为聚合物共混材料。 决定聚合物复合材料力学性能的因素除增强材料和基体的性能外，界面粘结性（Interfacial adhesion）或称界面联结强度（Interfacial bonding strength）至关重要。 1.2 聚合物改性的发展概况 1846年Hancock将天然橡胶与古塔波胶混合制作雨衣，即提出了共混改性的新思想。 1942年第一个工业化的聚合物共混物是聚氯乙烯（PVC）与丁腈橡胶（NBR）的共混物。 1942年Dow公司出售了Styralloy-22，即苯乙烯与丁二烯的互穿网络聚合物（IPN）。首次提出了“聚合物合金”的概念。 1946年还发展了NBR与苯乙烯—丙烯腈共聚物（SAN）的机械共混物，即A型ABS树脂。 1960年发现，将聚苯醚（PPO或称PPE）与聚苯乙烯（PS）共混合可显著改善PPO的加工流动性和冲击韧性。故于1965年GE公司开发出了商品名为Noryl的共混材料。;1969年ABS与PVC的共混物投入工业化生产，商品名为Cycovin。 1969年制成PP/EPDM共混物。 1975年杜邦（Dupont）公司开发出了超高韧性聚酰胺（Zytel-ST)。这一发现为相继发现其他超高韧性聚合物共混物提供了重要启示。 1976年发展了PET/PBT共混物（Valox 800系列）。 1979年研制成功PC与PBT及PET的增韧共混物，商品