高分子合金
分子合金及高分子合金新概念
收稿日期:2001211218作者简介:蔡应桃(19332),男,江苏南京人,河南建安防腐绝热有限公司高级工程师。
文章编号:100423918(2002)022*******分子合金及高分子合金新概念蔡应桃(河南建安防腐绝热有限公司,河南郑州 450047)摘 要:提出了分子合金新概念,从而使得由元素2分子2高分子各种化学态的物质,均能发现相应的合金组成,为此引导了新产品的研制和开发,以及对原高分子合金概念的质凝与更新。
关键词:分子合金;高分子合金中图分类号:TG 131 文献标识码:A在研制新型循环冷却水缓蚀剂时,由于元素合金的启示,导致分子合金概念的提出,并进而导致高分子合金概念的更新,今撰成文,以供商榷。
1 合金的概念 众所周知,金属合金的概念由来已久,难以查考。
而高分子合金的概念则出现较晚,大约在二十世纪中期提出和发展起来。
最早使用合金(alloy )一词,是1942年道化学公司(Dow Chemical Co 、)应用Styralloy —22来描述PS/PB 聚苯乙烯/聚丁二烯,共混复合新材料[1]。
现对有关概念表述如下:1.1 金属合金(元素合金)的概念合金是在一种金属元素基础上,加入其他元素,组成具有金属特性的新材料[2]。
例如:钢铁是以铁为基础的铁碳合金。
但习惯上很少将钢称为合金,因为它只含一种金属元素之故。
合金是由两种或两种以上金属元素,或金属元素与非金属元素,一般通过熔炼而结合在一起并形成具有金属特性的物质[3]。
例如:黄铜是以铜为基础的铜锌合金。
上述金属合金概念的提出,实际上均远在真实合金出现之后,因为人类由石器时代进入青铜器时代,如我国夏商朝最早使用的青铜,就是铜锡合金[4]。
业已数千年之前的事情。
随后进入铁器时代,钢就是铁碳合金。
当时人们只是随着生产力的发展,为了适应客观的需要和可能而生产这些金属材料。
但是一旦合金概念明确提出之后,人们就有意识的寻找和制备各种各样的合金,以满足实际生产或生活实践中各种各样不同的需求。
聚合物基复合材料的种类
聚合物基复合材料的种类
聚合物基复合材料的种类有很多，常见的种类包括以下几种：
1. 碳纤维增强复合材料：碳纤维增强复合材料是以碳纤维为增强剂，与树脂等聚合物基体相结合制成的材料。
具有高强度、高模量、低密度等优点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
2. 玻纤增强复合材料：玻璃纤维增强复合材料是以玻璃纤维为增强剂，与聚合物基体相结合制成的材料。
具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性能和机械性能，广泛应用于建筑、电子、船舶等领域。
3. 高分子发泡材料：高分子发泡材料是一种以聚合物为基体，通过在其中注入发泡剂生成气泡而形成的轻质材料。
具有低密度、吸震性能好等特点，广泛应用于包装、建筑隔音等领域。
4. 聚合物纳米复合材料：聚合物纳米复合材料是以纳米颗粒作为填充剂，与聚合物基体相结合制成的材料。
具有优异的力学性能、导电性能、热稳定性等特点，广泛应用于电子、光学、医疗等领域。
5. 高分子合金材料：高分子合金材料是将两种或多种不同的聚合物混合共混，形成互相不溶的两相或多相结构的材料。
具有综合性能优良、可调控性好等特点，广泛应用于汽车、电子、家电等领域。
以上所列的聚合物基复合材料种类只是其中的一部分，随着科技的不断发展，新的聚合物基复合材料种类也在不断涌现。
新型高分子材料有哪些
新型高分子材料有哪些
首先，聚合物是新型高分子材料的重要代表，它们由大量重复单体分子通过共价键连接而成，具有较高的分子量和相对分子质量。
聚合物树脂、聚合物纤维、聚合物薄膜等都是常见的新型高分子材料，它们具有优异的机械性能、热性能和化学稳定性，被广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、包装材料等领域。
其次，共聚物是由两种或两种以上单体按照一定的摩尔比例聚合而成的高分子化合物，具有两种或两种以上单体的性质。
共聚物具有丰富的结构和性能，可以通过调整单体的比例和结构来获得不同性能的材料，如ABS共聚物具有优异的力学性能和耐热性，被广泛应用于汽车零部件、家电外壳等领域。
此外，高分子合金是由两种或两种以上高分子材料经过物理或化学的方式混合而成的材料，具有两种或两种以上高分子材料的性能。
高分子合金具有综合性能优异、可调性强的特点，如PC/ABS合金具有优异的力学性能和耐候性，被广泛应用于电子产品外壳、汽车内饰等领域。
最后，高分子复合材料是由两种或两种以上材料通过物理或化学的方式混合而成的材料，具有两种或两种以上材料的性能。
高分子复合材料具有结构多样、性能可调的特点，如碳纤维增强复合材料具有优异的强度和刚度，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
综上所述，新型高分子材料包括聚合物、共聚物、高分子合金、高分子复合材料等，它们具有丰富的结构和性能，被广泛应用于各个领域，对推动材料科学和工程技术的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，新型高分子材料的研究和应用将会迎来更加广阔的发展空间。
相差显微镜法观察高分子合金的织态结构
相差显微镜法观察高分子合金的织态结构从传统上说，合金是指金属合金，即在一种金属元素基础上,加入其他元素,组成具有金属特性的新材料。
所谓高分子合金是由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系，并非指真正含金属元素的高分子化合物，而是指不同种类的高聚物,通过物理或化学方法共混,以形成具有所需性能的高分子混合物新材料。
在高分子合金中，不同高分子的特性可以得到优化组合，从而显著改进材料的性能，或赋予材料原不具有的性能。
高分子合金制备简易，并且随着组分的改变，可以得到多样化的物理性能。
制备高分子合金的方法主要分化学方法和物理方法两大类。
其中物理方法比较简单，如溶液共混法，即将两种以上高分子溶液混合在一起，然后蒸去溶剂即可以得到混合均匀的高分子合金；熔融共混法，即将两种以上高分子加热到其熔融温度以上，采用机械搅拌的方法让其混合均匀，然后冷却即得到高分子合金。
化学方法主要有共聚、接枝和嵌段等方法；所谓共聚是指在合成过程中引入第二、第三单体，这样聚合得到主链含有不同单体重复单元的聚合物；接枝是指在某一聚合物主链上，采用共价键联接的方法将另一种聚合物的链段键接上去，形成了一种带支链结构的聚合物；嵌段聚合物指两种以上不同聚合物的线性链间有共价键相连而形成的含多组分聚合物。
表1总结了一些高分子合金的制备方法。
与绝大多数金属合金都是互容的均相体系不同的是，大多数高分子合金都是互不相容的非均相体系，而组分的相容性从根本上制约着合金的形态结构，是决定材料性能的关键。
如何改善共混物组分间的相容性，进而进行相态设计和控制，是获得有实用价值的高性能高分子合金材料的一个重要课题。
对合金的织态结构形态、尺寸的研究对制备高性能高分子合金具有重要的意义。
高分子合金织态结构的研究方法主要有电子显微镜法、光学显微镜法、光散射法和中子散射法等。
光学显微镜法最为简单易行和直观，其中相差显微镜(也称相衬显微镜)适合于观察0.5mm以上的相态结构。
1. 目的要求了解相差显微镜的原理和使用方法。
高分子物理名词解释
高分子物理名词解释1.名词解释凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。
凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的，通常包括固体、液体和气体。
内聚能密度：CED定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：晶系：根据晶体的特征对称元素所进行的分类。
结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分数（质量结晶度）或者体积分数（体积结晶度）。
取向：聚合物的取向是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。
高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的亲和性。
3.聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？答：（1）可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、串晶、柱晶、伸直链晶体；（2）形态特征：单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片厚度一般只有10nm左右；树枝晶：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状；球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环；纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度；串晶：在电子显微镜下，串晶形如串珠；柱晶：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状；伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。
1.溶度参数的含义是什么？“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物溶解能力的依据是什么？答：（1）溶度参数：是指内聚能密度的平方根；（2）依据是：，因为溶解过程>0，要使<0，越小越好，又因为?，所以与越相近就越小，所以可用“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物的溶解能力。
2.什么叫高分子θ溶液？它与理想溶液有何本质区别？答：（1）高分子θ溶液：是指高分子稀溶液在θ温度下（Flory 温度），分子链段间的作用力，分子链段与溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶液。
高分子合金名词解释
高分子合金名词解释
高分子合金是指由两种或两种以上的高分子材料通过物理或化学方式进行混合而形成的一种新型材料。
高分子合金通常具有较好的综合性能，结合了各种高分子材料的优点，成为一种具有特殊性能和应用潜力的材料。
高分子合金的制备方法主要包括物理混合和化学反应两种方式。
物理混合是将两种或以上的高分子材料通过机械搅拌、熔融混合等方法进行混合，形成均匀的材料。
化学反应则是通过共聚、交联等化学反应使高分子材料相互交联或结合，形成高分子合金。
高分子合金具有许多优点。
首先，高分子合金可以充分利用各种高分子材料的优点，如强度、硬度、耐磨性等。
其次，高分子合金具有良好的加工性能，可通过各种成型方法制备成型，如注塑成型、挤出成型等。
此外，高分子合金还具有较好的耐温性、耐化学性和耐候性，能够适应各种恶劣环境条件下的使用。
高分子合金的应用领域非常广泛。
例如，在汽车工业中，高分子合金可以用于制作汽车外壳、内饰件等，具有较好的刚度和耐冲击性；在电子电器行业中，高分子合金可以用于制作电子元件外壳、绝缘材料等，具有较好的电绝缘性能；在建筑行业中，高分子合金可以用于制作防水材料、耐候材料等，具有较好的耐候性能。
总之，高分子合金是一种通过将两种或两种以上的高分子材料进行混合而形成的
新型材料，具有综合性能优良、加工性能好、应用范围广泛等特点，有着广泛的应用前景。
合金的知识点总结
合金的知识点总结一、合金的分类1. 根据组成元素可将合金分为金属合金和非金属合金。
金属合金是以金属为主要成分的合金，如铜合金、铝合金、钛合金等；非金属合金以非金属为主要成分，如高分子合金、陶瓷合金等。
2. 根据组成元素之间的原子结合方式可将合金分为固溶体型合金、间隙型合金、化合物型合金。
固溶体型合金是指组成元素的原子能互相溶解形成均匀固溶体；间隙型合金是指原子结合方式存在间隙和原子修饰的情况；化合物型合金是指原子结合形成了化合物。
3. 根据组成元素的化学亲和性可将合金分为均匀合金和非均匀合金。
均匀合金指合金中各元素的原子在一定温度下可以均匀分布，形成均匀的结构；非均匀合金中各种元素原子不均匀地存在于合金中。
二、合金的性能1. 强度：合金的强度比纯金属要高，这是因为合金结构的原子间存在着原子间力以及其他原子结合方式，从而能够提高合金的抗拉、抗压、抗弯等性能。
2. 韧性：合金的韧性是其抵抗断裂或变形的能力，通常合金的韧性也比纯金属要好，能够满足更为复杂的工程要求。
3. 硬度：合金的硬度一般比纯金属要高，这是由于合金中组成元素的原子间结合造成的，从而增加了材料的硬度。
4. 耐腐蚀性：合金的耐腐蚀性也较强，这是由于合金中添加了耐蚀元素或者合金的表面存在一层膜层，从而防止其进一步的腐蚀。
5. 导电性和导热性：合金的导电性和导热性也比纯金属较差，这主要是由于合金的晶体结构和原子结合方式的影响。
6. 磨损性：合金的磨损性也相对较好，通常合金可以在复杂的工程环境中有较好的耐磨性。
三、常见的金属合金1. 铜合金：铜合金是由铜为主要成分，同时加入少量的其他元素，如锌、铝等。
铜合金具有良好的导电性和热导性，广泛应用于电气行业、航空航天等领域。
2. 铝合金：铝合金是由铝为主要成分，同时掺杂其他元素，如铜、锌等。
铝合金具有较轻的比重和优良的耐腐蚀性，被广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。
3. 钛合金：钛合金是由钛为主要成分，掺杂其他元素，如铝、钨等。
高分子合金电缆桥架技术规程
高分子合金电缆桥架技术规程本规程旨在提供高分子合金电缆桥架的安装和维护技术标准。
1、高分子合金电缆桥架的选择由专业工程技术人员根据专业技术标准进行。
2、高分子合金电缆桥架的安装应严格遵循技术标准,并要求装、固定牢固,无滑动现象。
3、电缆桥架安装时应尽量避免垂直折曲,转动范围应>45°,且高分子合金电缆桥架不使用在高温地区。
4、在安装过程中,安装设备要进行适当的防护,以保证安装过程顺利进行。
5、维护规定：安装后的高分子合金电缆桥架必须定期进行检查，及时发现及纠正损坏，缩短更换时间，以防止发生事故。
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改性塑料的用途
结语
• 高分子合金从最初以增韧为主要目的，到现在 涉及到聚合物性能的各个方面，已有半个多世 纪的发展历史。目前高分子合金技术的应用范 围几乎渗透到所有的材料应用领域。从其发展 趋势看，还需进一步探求高效共混手段、开发 新相容剂品种。随着高分子合金向高性能、多 功能、多元化方向发展，该技术具有良好的应 用前景。
同时较小影响PS的 Tg较少降低材料的 强度和模量
HIPS的应用
共混高聚物主要应用及性能特点
• 分散相硬 (塑料) / 连续相软 (橡 胶)
E.P：热塑弹性体SBS 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯
性能特点: 使用时为聚丁二烯的性能 加工时具有塑料的可塑性
SBS出现在？
共混高聚物主要应用及性能特点
• 分散相软 (橡胶) / 连续相软 (橡胶)
E.P：橡胶改性橡胶, 天然橡胶改性合成橡胶
• 性能特点：将天然橡胶与顺丁 橡胶共混可降低成本、改善加 工性能及产品的耐磨性和抗挠性。
改性橡胶的应用
共混高聚物主要应用及性能特点
• 分散相硬 (塑料) / 连续相硬 (塑料)
E.P：软(硬)塑料改性硬(软)塑料 聚乙烯改性聚碳酸酯
性能特点： 聚碳酸酯中加入少量聚乙烯，既改善其
高分子合金的制备方法
• (1)物理共混：机械共混,溶液浇铸共混，乳液共混
• (2)化学共混：接枝共聚，嵌段共聚
聚合物共混物 e.g. PP+SBS,
嵌段共聚物
e.g. SBS, HIPS
接枝共聚物
e.g. ABS
非均相共混高聚物的织态结构
分子水平上的互混相容——均相体系
• 聚集态结构
二个组分各自成相——非均相体系
非均相共混高聚物的织态结构
织态结构: 更高層次的一类结构描述不同组
分的组成与构成 典型的织态结构模型
组分A增加,组分B减少
非均相共混高聚物的织态结构
两相织态结构--海岛结构：
绝大多数高分子之间的混合物不能达到分 子水平的混合，也就是说不是均相混合物，而 是非均相混合物，俗称“两相结构”或“海岛 结构
• 高分子的相容性
– 体系相容应有：ΔF = ΔH - TΔS ≤ 0 – 高分子/高分子混合过程吸热ΔH＞0 – 混合过程的ΔS ＞0但数值很小
结论：通常高分子/高分子混合体系是不相容的
非均相共混高聚物的织态结构
完全不相容—— 宏观上相分离
非均相体系
不完全相容—— 宏观上均相 微观上相分离
具有实用意义 高分子合金材料
2 分散相硬-连续相软 例如：热塑性弹性体（SBS）
3 分散相软-连续相软 例如：天然橡胶与合成橡胶共混
4 分散相硬-连续相硬 例如：PE改性PC
共混高聚物主要应用及性能特点
• 分散相软(橡胶) / 连续相硬(塑料)
E.P: 橡胶增韧塑料 :高抗冲聚苯乙烯
HIPS(丁二烯改性苯乙烯)
性能特点:大幅度提高韧性的
特点：在宏观上不发生相分离，但微观上观察
到相分离结构。 e.p:用5％顺丁橡胶的PS溶液在搅拌下聚
合而成的高抗冲聚苯乙烯 HIPS
HIPS的海岛结构
பைடு நூலகம்
共混新材料十年磨一剑
高科技让材料质优价廉
成为 可能! 您是第一个吃螃蟹的人吗?
共混高聚物的四种类型
1 分散相软（橡胶）-连续相硬（塑料） 例如：橡胶增强塑料（ABS、HIPS）
Thank you !
Polymer Alloy
祖梅 符春阳
高分子合金的起源与定义
起源：早期只有1%聚合物新品种有应用价值，收效甚微
利用现有聚合物品种，通过简单工艺流程，高分 子∽高分子
高分子合金: 又称多组分聚合物，是由两种或两种以
上高分子材料构成的复合体系〔树脂∽树脂, 树脂∽ 少量橡胶, 树脂∽热塑性弹性体〕,在熔融状态下,经 过共混,由于机械剪切力作用,使部分高聚物断链,再接 枝或嵌段,亦或基团与链段交换，从而形成聚合物∽ 聚合物之间的复合新材料