05-1第五章 聚合物共混改性.pptxVIP

第五章聚合物共混改性聚合物共混改性是指将两种或多种不相溶的高分子材料通过物理或化学方法进行改性,使其形成相容的新材料的过程。这一技术可以充分发挥不同高分子材料的优势,制造出性能优异的复合材料。byJerryTurnersnull

聚合物共混改性的定义聚合物共混改性是指将两种或多种不相溶的高分子材料通过物理或化学方法进行改性,使其形成相容的新材料的过程。这一技术可以有效结合不同高分子材料的优势,制造出综合性能优异的复合材料。

聚合物共混改性的目的结合不同种类高分子材料的优势特性,制造出性能更加优异的复合新材料通过调控材料组成和界面相容性,实现材料性能的精准定制和优化拓展高分子材料的应用范围,满足各种复杂场景下的工艺和性能需求

聚合物共混改性的原理1基于相互作用力利用共混组分间的相互作用力,如范德华力、氢键等,提高界面相容性2通过化学反应通过化学反应形成共价键,增强共混相间的结合力3利用相容剂添加相容剂在界面处形成稳定的共混相聚合物共混改性的根本原理就是通过物理或化学方法,提高不相溶聚合物之间的相容性和界面结合力,从而制造出性能优异的复合材料。其中关键是掌握相互作用力、化学反应以及相容剂的应用。

聚合物共混改性的方法物理共混法：将两种或多种聚合物通过熔融、溶解或机械混合的方式直接混合在一起。这种方法简单易行,但相容性较差,需要添加相容剂进行改善。化学共混法：在聚合物中引入反应基团,通过化学反应形成共价键或离子键,提高相容性。常用的方法包括接枝共聚、环氧化物改性等。引入相容剂：添加一些具有亲和力的小分子或低聚物,在聚合物界面处形成稳定的相容相。这种方法灵活性好,可根据需求选择合适的相容剂。

共混相容剂的作用在聚合物共混改性中,添加共混相容剂是提高相容性的关键手段。共混相容剂可以在聚合物界面形成稳定的相容相,增强两种不相溶聚合物之间的结合力,从而改善材料的物理化学性能。共混相容剂通过化学亲和力或物理吸附作用,在聚合物界面处创造微观结构的协调性,降低界面张力,促进相间良好的界面结合。这种界面相容性的提高,可以显著提升共混材料的强度、韧性、热稳定性等综合性能。

共混相容剂的种类反应型相容剂：通过化学反应在聚合物界面形成共价键,提高共混体系的界面结合力。如环氧树脂、有机硅烷等。嵌段型相容剂：含有亲和不同聚合物的亲和基团,在界面处形成稳定的相容相。如偶联剂、改性聚酯等。亲和型相容剂：利用分子间作用力如氢键、范德华力等,在界面处吸附形成相容相。如聚乙烯醇、聚丙烯酸等。

共混相容剂的选择匹配化学结构选择相容剂时应考虑其化学结构与待共混聚合物的亲和性。通过结构相似性和官能团匹配来提高相容性。平衡亲和力相容剂需在两种聚合物间形成良好的界面结合。既要有足够的亲和力,又不能过强而影响共混体系的力学性能。考虑相溶性选择相溶性好的相容剂,有利于在共混界面处形成均匀稳定的相容相。溶剂型相容剂更易分散于聚合物中。评估成本效益在性能提升和成本控制之间权衡,选择既经济又能有效改善共混体系性能的相容剂。

共混相容剂的添加方式熔融共混法：将共混相容剂与基体聚合物一同熔融,使其均匀分散于聚合物基质中。这种方法简单易行,但相容剂的分散程度受熔融条件影响较大。溶剂共混法：先将相容剂溶解于合适溶剂中,再与基体聚合物一起溶解混合,最后通过溶剂挥发来制备共混体系。这种方法可以更好地控制相容剂的分散,但增加了工艺成本。乳化共混法：将相容剂制成乳液或悬浮液的形式,与基体聚合物乳液或悬浮液混合共混。这样可以提高相容剂在界面的分散度和稳定性,但需要特殊的乳化设备。

聚合物共混改性的影响因素聚合物结构不同聚合物的化学结构、极性、分子量等特性会显著影响其相容性和界面相互作用。共混比例两种聚合物的配比会影响相容相的形貌和尺寸,从而决定最终材料的性能。共混方法采用熔融、溶剂或乳化等不同共混工艺会导致相容剂的分散程度和界面结构不同。添加剂共混体系中添加的增塑剂、稳定剂等其他组分也会对相容性和性能产生影响。

聚合物共混改性的优势可以结合不同聚合物的优势特性,制造出兼具高强度、耐热、耐化学腐蚀等特性的复合新材料通过合理的配比和界面改性,可以精准定制材料的力学性能、热稳定性、阻隔性等,满足更广泛的应用需求相比单一聚合物,共混改性后的材料往往具有更佳的抗冲击、抗开裂等韧性特性,提升了整体的安全性

聚合物共混改性的局限性尽管聚合物共混改性具有诸多优势,但也存在一些局限性。主要表现在对原料的依赖性较强、共混体系的相容性与稳定性较差、制备工艺较为复杂等方面。共混体系的相容性和界面结合力很大程度上取决于原料聚合物的化学结构、极性、分子量等特性,如果共混组分差异太大,很难通过添加相容剂完全解决相容性问题。此外,强界面结合可能会影响材料的加工性和韧性等性能。

聚合物共混改性的应用领域汽车及交通运输聚合物共混材料