聚合物改性1[资料].doc

聚合物改性 塑料，与钢材、木材和水泥并称为材料领域的四大支柱。 改性的主要方法：共混改性、填充和增强改性、化学改性、表面改性。 聚合物的化学改性定义：通过聚合物的化学反应，改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类改性方法。 接枝共聚是指在大分子链上通过化学键结合适当支链或功能性侧基的反应，所形成的产物称作接枝共聚物。 活性点处于链的末端，聚合后将形成嵌段共聚物；活性点处于链的中间，聚合后才形成接枝共聚物。 接枝方法主要分为：链转移法、活性基团引入法和功能基反应法。 嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物的应用：嵌段共聚物弹性体，增韧热塑性弹性树脂和表面活性剂。 反应挤出改性是在聚合物和/或可聚合单体的连续挤出过程完成一系列化学反应的操作过程。 聚合物共混: 是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。共混的产物称为聚合物共混物。更广义的共混还包括以聚合物为基体的无机填充共混物。此外，聚合物共混的涵盖范围还可以进一步扩展到短纤维填充聚合物体系。 高分子合金（alloy)：指含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物。而且，高分子合金材料通常应具有较高的力学性能，可用作工程塑料。因此，在工业上又常常直接称之为塑料合金。 共混改性的基本方法可分为物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类。此外，共混改性的方法又可按共混时物料的状态，分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等。 相容性(compatility)，是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。 相容性判断依据：玻璃化转变温度法判定，溶解度参数法，红外光谱法，电镜法，浊点法，反相色谱法。 提高聚合物相容化的方法：加入相容剂(或称增容剂)，或者对聚合物进行化学改性，引入某些官能闭，以提高共混组分之间的相容性。 共混物形态的基本类型：①均相体系，②“海—岛结构”，这是一种两相体系，且一相为连续相，一相为分散相，分散相分散在连续相中，就好像海岛分散在大海中一样；③“海—海结构”，也是两相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿。 论述影响聚合物共混物形态的主要因素。 答：影响共混物形态的因素很多，主要的影响因素有：两相组分的配比、两相组分的粘度，配比和粘度的综合以及共混设备及工艺条件(时间、温度)等等。当两相共混体系中的某一组分含量(体积分数)大于74％时，这一组分就不再是分散相，而将是连续相。同样，当某一组分含量(体积分数)小于26％时，这一组分不再是连续相，而将是分散相。当组分含量介于26％与74％之间时，哪一组分为连续相，将不仅取决于组分含量之比，而且还要取决于其它因素，主要是两个组分的熔体粘度。粘度低的一相总是倾向于生成连续相，而粘度高的一相则总是倾向于生成分散相。粘度比、剪切应力及界面张力的影响：等粘点分散相粒径最小；增大剪切应力分散相粒径变小降低界面张力，分散相粒径变小；因为共混组分的熔体粘度及两相间的粘度比对共混物的形态有重要影响。 而共聚合物的熔体粘度是受到熔融温度的影响，这就使得共混过程中的加工温度(熔融温度)可以通过影响熔体粘度，进而影响聚合物共混物的形态。 共混物的流变性能两个主要特征：假塑性非牛顿流体、弹性效应 塑料材料的大形变有两种可能的过程：剪切形变、银纹化。 高分子材料在受到拉伸力的作用时会发生剪切形变，这是因为拉伸力可以分解出剪切分量。对于塑料样品，在发生剪切变形时，可观察到局部的剪切变形带，成为“剪切带”。剪切带的形成，可以使外部作用于 样品的能量在一定程度上被耗散掉，因而赋予塑料材料一定的韧性。 银纹产生的特征：应力发白，密度下降。 弹性体增韧塑料机理：①银纹-剪切带理论②银纹支化理论 弹性体增韧的优点与缺陷：冲击性能得到提高，但材料的刚性，加工流动性降低。非弹性体增韧是将催性塑料与一定韧性的塑料共混，形成脆性塑料为分散相，韧性塑料为连续相的“海-岛”结构两相体系。非弹性体增韧对象：具有一定韧性的塑料基体。对脆性基体，先用弹性体增韧，后用非弹性体进一步改性。 非弹性体增韧与弹性体增韧比较：增韧改性剂：脆性塑料包括无机填料，弹性体增韧剂橡胶或热塑性弹性体。增韧对象：非弹性体增韧基体为韧性基体，弹性体增韧基体为脆性基体。增韧机理：弹性体增韧为诱发银纹和剪切带，非弹性体增韧则是依耐塑料基体的塑性形变，将能量耗散。增韧剂用量限制：弹性体增韧随增韧剂用量的增加，冲击性能会提高，但非弹性体增韧却有一个量的限制。材料综合性能比较：刚性与加工流动性。增韧实例：PVC/CPE、PVC/NBR、PC/AS，PVC/CPE/PS，PVC/MBS/PS 等粘点作用：两相粘度相等的一点，被称为等粘点。在两相粘度相等