聚合物改性作业

09材化（2）班张玉锐 09460219

第2章

1、共混物形态可分为哪3种基本类型？

答：共混物的形态可分为三种基本类型：其一是均相体系；其二被称为“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；其三被称为“海-海结构”，也是两相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿。

2、简述均一性与分散度的概念。

答：总体均匀性是指分散相颗粒在连续相种分布的均匀程度，即分散相浓度起伏大小。分散度指分散相物料的破碎程度，可用平均粒径表征。

3、试述聚合物两相体系的配比与熔体黏度对哪一相为连续相、哪一相为分散相的综合影响。

答：关于相容性的概念，有从理论角度提出的热力学相容性和从实用角度提出的广义相容性，以及与热力学相容性相关的溶混性。

热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系，是达到了分子程度混合的均相共混物从实用角度提出的相容性概念，是指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力。这一相容性概念表示了共混组分在共混中相互扩散的分散能力和稳定程度。

共混体系的判据，是指一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能；在大多数情况下，可以用玻璃化转变温度(Tg)作为均相体系判定的标准。相应地，可以把Tg作为相容性的判定标准。

4、试述影响共混体系熔融流变性能的因素。

答：因素主要有：剪切速率、温度、粘弹性、共混物组分含量、第三组分（调节剂）。

第3章

1、PVC的弹性体增韧剂有哪些种类，各有什么特点？

答：1.硬质PVC增韧剂：CPE、MBS、ACR、EV A。特点：增强耐磨性和抗冲击性能。

2.软质PVC增韧剂：小分子液体增塑剂。特点：增塑性良好，易挥发，降低PVC耐磨性。

2、PP的弹性体增韧剂有哪些种类？

答：种类有：1.二元体系：EPDM,POE,EPR；2.三元体系：SBS/HDPE。

3、PPO最常用的共混体系是什么？有什么特点？

答：1.PPO／PS(聚苯乙烯)合金。PPO与PS均为非结晶聚合物，其相容性好，可在很宽的PPO／PS共混比范围内形成合金，不同共混比的PPO／PS合金只有一个玻璃化转变温度(Tg)。

2.PPO／HIPS(高抗冲聚苯乙烯)／弹性体合金。PPO的分子链刚性较大，对缺口冲击强度敏感，加入HIPS可提高其缺口冲击强度，但不超过15 kJ/m2；为进一步提高体系的缺口冲击强度，则加入弹性体增韧改性剂。

3.PPO／PA(聚酰胺)合金。聚苯醚的耐热性、机械性能、电性能、尺寸稳定性及耐水性等都很优良，但耐油性和耐溶剂性差；PA的机械性能、耐油性和耐溶剂性及耐磨性等优良，但尺寸稳定性、吸湿性、高负荷下耐热变形性等较差，因此，这两种树脂共混制成合金可弥补各自的缺点，但非结晶性PPO和结晶性PA互不相容，若采用简单的机械共混，分散相不稳定，注射成形时产生相分离，制品发脆，须加入相容剂。

4.PPO／PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)合金。为解决PPO／PA合金吸水性较大的问题而开发了PPO／PBT合金，美国GE公司开发的PPO／PBT合金，主要品种是Noryl GEMAX APT系列产品。该产品的物理机械性能及制品尺寸在潮湿环境中仍保持稳定，其耐热性和抗冲击性与GTXPPO／PA合金相似。

5.PPO／PPS(聚苯硫醚)合金。PPS(聚苯硫醚)树脂结构为苯环与硫交替连接，分子链的刚性及规整性大，因此，其具有良好的机械性能、耐热性、耐溶剂性。

4、液晶聚合物的共混体系有何特点？

答：液晶聚合物是一种由刚性分子链构成的，在一定物理条件下能出现既有液体的流动性又有晶体的物理性能各向异性状态的高分子物质。液晶聚合物有溶致性液晶聚合物、热致性液晶聚合物和压致性液晶聚合物三大类。顾名思义，溶致性液晶聚合物的液晶态是在溶液中形成，热致性液晶聚合物的液晶态是在熔体中或玻璃化温度以上形成，压致性液晶聚合物的液晶态是在压力下形成。热致性液晶聚合物用来生产纤维，液晶聚合物可注塑、挤出成型等。本文内容介绍的是热致性液晶聚合物。

第4章

1、试例举3种填充剂并说明其主要用途。

答：(1)碳酸钙碳酸钙是目前最常用的无机粉状填料。从填料角度碳酸钙可分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、胶质碳酸钙、一般常用轻质碳酸钙。从天然矿物角度碳酸钙又可分为方解石型、霰石型等结晶形态。碳酸钙为无臭、无味的白色粉末，在酸性溶液中或加热至825℃就分解为氧化钙和二氧化碳。碳酸钙资源丰富，在一般填料中属于廉价填料。碳酸钙无毒，白度大，无活性。

(2)滑石粉滑石粉是纯白、银白、粉红或淡黄的细粉，不溶于水，化学性质不活泼，性柔有滑膩感，是典型的板状填料。其晶体属单斜晶系，呈六方形或菱形，常成片状、鳞片状或致密块状集合体，片状解理极完全，滑石粉化学成分为含水硅酸镁，是由基本单位组成的集合体，再形成上下层，层间靠微弱的范德华力结合着，所以施加外力易在层间剥离、滑脱。

(3)云母云母是层状复杂的铝硅酸盐的总称。由于云母的化学结构不同，因此有许多种类。作电气绝缘材料通常使用硬质云母，也叫白云母，作为发电机整流垫片的软质云母，叫金云母。除此以外，还有红云母、黑云母等。开采这些云母后剩下的碎片、粉末等再经过加工、分级、过筛均可作为塑料填料用。

2、填充剂有哪些基本特性？填充剂的细度如何表征？

答：①填充剂可致塑料制品增量与降低产品成本，并具有良好的相容性和分散性能。②赋予塑料制品新的功能或改善原有功能，相对密度小，填充量打，具有优良的填充效果。③改善树脂的加工性能，对其他助剂无不良反应，不含对树脂有害的杂质。④具有良好的耐热、耐水和耐化学稳定性。⑤无毒、无污染。

3、试述填充剂对填充体系性能的影响。

答：1.改善塑料的成型加工性能；2.提高制品的某些性能；3.赋予塑料新的性能；4.降低成本、增加体积、减少高分子化合物的用量。

第5章

1、何谓接枝聚合物？接枝聚合物的反应机理有哪些？

答：接枝聚合物：由两种或多种单体经接枝共聚而成的产物。兼有主链和支链的性能。

主链是一种均聚物，支链是另一种均聚物的共聚物。接枝共聚物兼有物理共混物和无规共聚物的某些特点。接枝共聚物作为单一的化合物显示出一个组分的特征性质，而不是它们的平均性质。

接枝聚合物的反应机理：⑴自由基接枝①烯烃单体在带有不稳定氢原子的预聚体存在下进行聚合，引发可通过过氧化物，辐照或加热等方法。②在主链上形成过氧化氢基团或其它官能团，然后以此引发单体聚合。

⑵阳离子接枝：效率较低

⑶阴离子接枝①主链引发②主链偶联

⑷开环聚合

2、简述接枝共聚的常用方法。

答：1. 链转移接枝

X X

| |

~~~~~CH2—CH~~~~ +R· ~~~~CH2—C·~~~~~ + RH

或：~~CH2—CH=CH—CH2~~~~ +R· ~~~~CH2—CH=CH—CH·~~~~ +RH

2. 化学接枝

——用化学方法首先在聚合物的主干上导入易分解的活性基团，然后分解成自由基与单体进行接枝共聚。

例：PCl5 R’COOH

~~~CH2—CH~~~~ ~~~~CH2CH~~~~ ~~~CH2—CH~~~~

| | |

COOR Cl —C=O R’OO—C=O 3．辐射接枝

⑴直接辐射法——将聚合物和单体在辐射前混合在一起，共同进行辐射。主链聚合物侧含有>C=O、>C—Cl。

例：

紫外光

~~~CH2CH~~~~ ~~~~CH2CH·~~~~ + CH3C·=O

|

CH3—C=O

（2）预辐射法——先辐照聚合物，使其产生捕集型自由基，再用乙烯型单体继续对已辐照过的聚合物进行处理，得到接枝共聚物。

作用:①聚合物无规地失去侧基或氢原子,产生自由基

ν辐射

~~~~~CH2CH2CH2~~~~ ~~~CH2CH·CH2~~~~

②主链断裂，产生自由基

CH3 CH3

| ν辐射|

~~~~CH2—C—CH2~~~~ ~~~~ CH —C·+ ·CH2~~~~~

| |

CH3—O—C=O CH3—O—C=O

3、何谓接枝效率？

答：接枝共聚合反应中，单体或聚合物支链接到接枝共聚物中的量与初始投入的待接枝的单体或待接枝的聚合物支链的总量之比。

4、接枝聚合物具有怎样的应用意义，并举例说明。

答：1. 刚性体和弹性体方面的应用如：苯乙烯-丁二烯接枝共聚物改善PS的冲击性能，PS冲击性能和韧性差，韧性和冲击强度增大，St与PB进行接枝，韧性增大，具较高的冲击强度

2. 增容作用。将接枝共聚物用于物理共混可作为增容剂

3. 医学材料抗凝血的作用。如：在聚醚氨酯（SPEU）上，接聚合丙烯酰胺，使支链形成长侧链结构，这种接枝共聚物改善了SPEU的抗凝血性。

第6章表面改性

1、试述聚合物表面改性的必要性及其意义。

答：表面改性技术是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。

2、哪些种类的等离子体适合于聚合物表面改性？等离子体处理聚合物表面，可以明显改善哪些性能？

答：1.耐高温的无机物质。2.非平衡态等离子体等。

1.改善表面亲、疏水性。

2.增加粘结性。

3.改善印染能力。

4.改善聚合物电子元件表面电性能，增加高分子绝缘膜和线路板之间的粘结性能等。

5.改善高分子材料表面相容性。

6.提高部分聚合物之间的相容性。

3、简述几种常用的聚合物材料表面化学改性方法，并综述各种方法的特点。

答：主要有：1.等离子体处理法。低温等离子体对聚合物表面的改性，一般来说包括两个方面，即等离子体聚合与等离子体表面处理。2. 表面接枝法。表面接枝是改变聚合物疏水表面的有效方法，接枝单体一般有马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸等。马来酸酐由于空间位阻大，与其它聚合物发生反应较为困难，但它有很强的电子接受能力，能够和电子给予体如乙烯乙酯、苯乙烯等发生共聚反应。接枝聚合的关键是如何在惰性材料表面形成聚合反应的活性位点，即高分子自由基(P-O?)。目前，一般采用紫外光照射、低温等离子体处理、化学试剂处理、臭氧活化、高能射线辐照[8]等方法首先获得过氧化氢基团，再通过其均裂或异裂反应获得高分子自由基。引发乙烯基单体发生接枝聚合反应。3. 辐照处理法通过辐照使材料表面发生交联，可提高使用温度，改善力学性能。4.原子力显微探针震荡法。利用原子力显微镜探针的震动能够在聚合物表面形成纳米尺寸光滑的小块区域，这对聚合物的微摩擦性能的改进有很重要的作用。