各种聚合物改性剂介绍
化学材料的改性方法
化学材料的改性方法化学材料的改性是指通过对原有的化学材料进行化学、物理或生物等方面的处理，以改变其特性和性能的一种方法。
化学材料的改性可以改善材料的力学性能、热稳定性、导电性等特性，使其更适合于特定的应用领域。
本文将介绍一些常见的化学材料改性方法。
一、聚合物材料的改性方法聚合物材料是一类重要的化学材料，其改性方法较为多样，常见的改性方法有以下几种：1. 共聚改性：将两种或多种不同的单体进行共聚反应，生成具有新特性的聚合物。
例如，通过共聚改性可以调整聚合物的硬度、强度、透明度等性能。
2. 掺杂改性：将无机或有机物掺杂到聚合物基体中，以改变聚合物的性能。
例如，将导电材料掺杂到聚合物中，可以提高聚合物的导电性，使其具备导电功能。
3. 化学交联改性：通过引入交联剂，使聚合物发生交联反应，从而提高聚合物的热稳定性、力学性能等。
例如，将二烯类化合物用于交联改性可以增加聚合物的强度和耐热性。
4. 交联剂改性：在聚合物基体中加入交联剂，使其与聚合物发生交联反应，形成网络结构。
这样可以提高聚合物的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
二、金属材料的改性方法金属材料是一类常用的结构材料，其改性方法可以通过以下几种途径实现：1. 合金化改性：将两种或多种金属元素按一定比例熔炼混合，形成新的合金材料。
合金化可以改变金属材料的硬度、强度、耐腐蚀性等性能。
2. 表面处理改性：通过对金属材料表面进行处理，如电镀、化学处理等，形成一层附着在金属表面的新材料，从而改善金属材料的耐腐蚀性、抗磨损性等性能。
3. 热处理改性：通过对金属材料进行加热或冷却处理，改变其组织结构和晶体状态，从而调整金属材料的硬度、韧性等性能。
4. 喷涂改性：将一种材料通过喷涂技术涂覆在金属材料表面，形成一层新的材料层。
喷涂改性可以提高金属材料的耐热性、耐腐蚀性等性能。
三、无机材料的改性方法无机材料是一类多种多样的化学材料，其改性方法包括以下几种：1. 表面改性：通过对无机材料表面进行处理，如溶液处理、离子注入等，形成新的表面层，从而改变无机材料的表面性能，如耐磨性、抗腐蚀性等。
聚合物共混改性填充改性
聚合物共混改性原理
填充及增强改性的意义
填料不仅具有降低聚合物材料的成本的作用，更重要 的是改善聚合物的某些性能，甚至赋予聚合物材料某 些特殊功能，从而拓展聚合物的应用领域。同时，某 些填料的应用使聚合物材料的环保性增强。
聚合物共混改性原理
填充增强改性的重要性
➢ 它是获得具有独特功能新型高分子化合物最便宜的途径。 ➢ 它是在保证使用性能要求的前提下降低塑料制品成本最有效
聚合物共混改性原理
用途
1) 增量，降低成本。 2) 提高制品的耐热性，例如在聚丙烯中添加40％的CaCO3，其
热变形温度可提高20℃左右。 3) 改进塑料的散光性，起到遮光或消光的作用。 4) 改善塑料制品的电镀性能或印刷性能。 5) 减少制品尺寸收缩率，提高尺寸稳定性。
聚合物共混改性原理
二﹑硅酸盐
聚合物共混改性原理
填料的性质
一﹑填料的几何形态
部分矿物颗粒的几何形状与尺寸对比特征
聚合物共混改性原理
对于片状填料，表征其几何形态的重要参数是径厚比，即片状颗粒的 平均直径与厚度之比。
对于纤维状填料，往往采用长径比的概念，即纤维状颗粒的长度与平 均直径之比。
粒径是表征填料颗粒粗细程度的主要参数。一般来说填料的颗粒粒径 越小，假如它能分散均匀，则填充材料的力学性能越好，但同时颗粒 的粒径越小，要实现其均匀分散就越困难，需要更多的助剂和更好的 加工设备，而且颗粒越细所需要的加工费用越高，因此要根据使用需 要选择适当粒径的填料。
硫酸钡能吸收X射线和γ射线，可用于防护高能辐射的塑料材料。由于其 密度高，适用于要求高密度的填充塑料材料，如音响材料、鱼网网坠等， 此外由于硫酸钡粒子球形度高，填充硫酸钡的塑料的表面光泽要优于使 用同等份数的其它无机矿物填料的填充塑料。
改性沥青知识汇总
改性沥青知识汇总改性沥青是指通过对原有沥青进行化学、物理或机械处理，改变其分子结构以及特性的一种材料。
改性沥青在道路建设和维护中广泛应用，其具有提高路面性能、延长路面使用寿命等优点。
下面将从改性沥青的种类、生产工艺、应用领域等方面进行综述。
一、改性沥青的种类1.聚合物改性沥青：聚合物改性沥青多指将聚合物添加到沥青中，通过聚合物与沥青分子的相互作用来提高沥青的性能。
常见的聚合物改性沥青有SBS、SBR、EVA等。
2.橡胶改性沥青：橡胶改性沥青是将废旧橡胶或者橡胶粉末与沥青混合而成的一种改性沥青。
橡胶改性沥青具有良好的柔性和韧性，在高温和低温下都能保持较好的性能。
3.矿物填料改性沥青：通过添加矿物填料，如沥青混合料用石粉、沥青石膏、粉煤灰等，来改善沥青的性能，增加沥青的抗剪切强度、稳定性和耐久性。
4.化学改性沥青：化学改性沥青是利用化学反应改变沥青分子结构的一种改性方式，常见的化学改性剂有酚醛树脂、聚丙烯酰胺、乙烯-丙烯-酸酐共聚物等。
二、改性沥青的生产工艺1.混合工艺：将改性剂、添加剂与热沥青在特定的温度和剪切条件下进行混合，以实现改性剂与沥青的充分溶解和分散。
2.反应工艺：将改性剂与沥青进行反应，改变沥青的分子结构和特性。
常见的反应工艺有挤塑改性、化学反应改性等。
3.共混工艺：将不同类型的改性剂或添加剂进行混合，以充分利用各种添加剂的优点，同时提高改性沥青的性能。
三、改性沥青的应用领域1.高级公路：改性沥青在高速公路、城市快速路等高级路面上应用广泛。
聚合物改性沥青和橡胶改性沥青能够提高路面的抗裂性能和耐久性。
2.机场跑道：机场跑道需要具有较好的耐久性和抗滑性能。
改性沥青在机场跑道上的应用能够提高路面的抗压性能和耐久性。
3.城市道路：改性沥青在城市道路的应用能够提高路面的抗氧化性能和抗变形能力，从而延长路面的使用寿命。
4.桥梁、隧道：桥梁和隧道的路面对防水性能和抗渗漏性能的要求较高，化学改性沥青能够提供良好的防水效果。
低极性聚合物的改性剂
８
橡 胶 参 考 资 料
２０ ０６经
低 极 性 聚 合物 的改 性 剂
王进 文 编译
酯 类增 塑 剂在几 种 热 固性 弹 性体 和热 塑性 塑
料 中有 众所 周 知 的功用 。使用 酯 类增 塑剂 的 突 出
低 温 试 验—— 冲 击 （ 性 ） ＡＳ 脆 ： ＴＭ １ ７ Ｄ２ ３ — ８ ， 法 Ａ； 曼 ： Ｔ ＤＬ ５ 。 ３方 吉 ＡＳ Ｍ Ｏ ３ 空气烘 箱化 —— ＡＳ ＴＭ ５ ３ １ Ｄ ７ —８ 。 １ ２ 聚合 物 的增 塑 ．
１ 试 验
研 究用 Ｅ Ｄ 、 Ｒ、 Ｒ 和 ＴＰ 胶 料 的配 方 Ｐ Ｍ Ｃ Ｎ Ｖ
列 于表 ６ ｌ 。 ～ Ｏ １ １ 试 验 方法 ．
如果增 塑剂 一 聚合 物 的相 容 性适 当 ， 加 工 过 在
程 中两种 材料将 形 成 均 匀 的混 合 物 ， 化胶 料 冷 硫
却 后仍 会 处于胶 料 中， 低 温下 也保 持增 塑 性能 。 在
度 ，４ ℃； 压 时 问 ＝ １２ ×ｇ（ ０ ｍｉ ， 力 为 １９ 模 ．５ ｃ９） ｎ 压
前 面 已说过 增 塑剂 是 一 种 溶 剂 ， 具有 中高 相 对分 子质 量和低 的挥 发性 。增 塑剂 获取 并保 有 与
聚合 物相 容性 的 决 定 性 因素 ， 简 单 的 有机 溶 剂 与
１ ２ 理 论 ． ．１
一
优点 是 可改善 聚合 物 的低 温 性 能 ， 可 降 低 玻 璃 并 化转 变 温度 （ ） 一般 说来 ， 。 酯类 增 塑 剂 可 以降
低材 料 的 Ｔ 而 不 影 响材 料 的 强 度 。酯 类 增 塑 剂
可改 性 或软 化 聚合 物 ， 低聚合 物 的模 量 、 降 拉伸 强
改性PP（聚丙烯）
嘉力欣改性P P（聚丙烯）技术研究方案聚丙烯介绍：聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0. 90--"0. 91g/cm，是目前所有塑料中最轻的品种之一。
它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01%，分子量约8万一15万。
成型性好，但因收缩率大(为1%~2.5%）.厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色。
PP聚丙烯的常规等级：一、均聚PP-聚丙烯[size=-1]Homo-polyme r polypr opyle ne，简称PPH聚丙烯PP的均聚物简称PPH，是单一丙烯单体的聚合物。
聚丙烯（PP）作为热塑塑料聚合物是有规立构聚合物中的第一个。
其历史意义更体现在，它一直是增长最快的主要热塑性塑料，它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用，特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。
二、PP共聚物，Polypr opyle ne Copoly mer，简称PPC，是丙烯单体与乙烯单体的共聚物；按照乙烯单体在分子链上的分布方式，共聚PP可以分为无规共聚物（PPR）和嵌段共聚物（PPB）两种。
PPH的刚性好，但耐冲击性不好，尤其耐低温冲击性更不好，耐蠕变性差。
PPB的耐冲击性好，但耐蠕变性和PPH一样差。
PPR的耐冲击性和耐蠕变性则都好。
三、CPP膜-聚丙烯CPP是”Castin g Polypr opyle ne“的简称，即聚丙烯流涎薄膜。
是通过熔体流涎、骤冷生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄膜。
它不经过BO PP中的纵向拉伸和横向拉伸两个过程，直接流涎成产品宽度。
嘉力欣改性P P针对汽车行业PP用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性P P产品，其耐热性可由80℃提高到145℃~150℃，并能承受高温750~1000h后不老化，不龟裂。
聚合物改性-共混改性
2
则IPNs两相结构的相畴越小。
3
3. 两相交错或互锁结构 这类形态结构有时也称为两相共 连续结构，包括层状结构和互锁 结构
这种结构中没有一相形成贯穿整 个试样的连续相，而且两相相互 交错形成层状排列，难以区分连 续相和分散相
嵌段共聚物产生旋节相分离以及
当两嵌段组分含量相接近时常常
丁二烯含量为60%的SBS三嵌段共聚 物的形态结构。黑色部分为丁二烯
改性目标：提高抗冲性能。耐热性、耐环境应力 开裂性和阻燃性，同时保持其透明性、耐候性和
3 8
结晶/非晶聚合物共混体系 (如PCL/PVC，PVDF/PMMA等)
结晶/非晶聚合物共混物的形态结构示意图
(1)晶粒分散在非晶区中；(2)球晶分散在非晶区中；(3)非晶态
3 9
分散在球晶中；(4)非晶态聚集成较大的相区分散在球晶中
以上四类结晶结构不能充分代表晶态/非晶态聚合 物共混物形态的全貌，还应增加如下4种：
பைடு நூலகம்
温度
相容性
Rubber toughened PLA
31
界面张力
32
PLLA/Soybean oil
粘度比 差别太大
加入 相容剂 降低界面张力
33
PLLA/Polysoybean oil
降低粘度比 降低界面张力 调节交联度
34
Functional PLLA/Soybean oil
降低界面张力
解决了机械共混因橡胶加入量过多而导致共混体系的强度
和模量降低过多，丧失刚性
4 4
典型代表是接枝共聚生产的HIPS和ABS
聚苯乙烯系列聚合物的共混改性
PS特点：具有出色的电绝缘性、透明性、着色性、 加工流动性，良好的耐水性、耐光性、无毒、耐 化学腐蚀、较好的刚性、一定的力学强度
改性聚苯醚介绍
改性聚苯醚介绍聚苯乙烯能和聚苯醚以任意比例混合，外加上相对容易地赋予产品以阻燃性，使有可能生产出具有广谱物理性质、耐热和阻燃性质的材料。
现有产品的热变形温度在170～460°F之间的范围内。
加工方法从标准模塑和挤出到吹塑和结构泡沫模塑。
通用级和阻燃级两种牌号用途极广。
对于标准模塑制品，最小厚度范围从0．060到0．125英寸而对于结构泡沫件，最小厚度范围从0．125到0．250英寸，其可燃性范围是从UL94 HB到V-O。
由于这两种主要聚合物组分的憎水性质，大多数改性聚苯醚合金具有低吸湿能力。
因而在很宽的湿度和温度条件范围内，有良好的电性能。
受水、大多数盐溶液、酸和碱的化学侵蚀的程度极低。
但是，暴露于一些有机化学品中会引起聚合物合金变软或开裂。
化学和性质改性聚苯醚（PPO）是从2，6-二甲基酚氧化偶联聚合得到的，它是一种线性和非晶形的聚合物，其Tg约为410°F。
PPO能和苯乙烯（PS）在很宽的比例范围内形成合金。
PS，通常是高抗冲PS（HIPS），提供了极好的熔体流动特征。
但是，因为PS的Tg约为220°F，它的加入降低了共混聚合物的热变形。
PPO聚合物，具有非常高的Tg，增加了共混聚合物的热变形。
但是，PPO聚合物的加入导致熔融粘度的增加，因而在成型加工方面要困难一些。
因为PPO的阻燃特性比苯乙烯类树脂好得多，引入PPO所得的共混物通过加入耐热的以磷为基础的助剂极易使之具有阻燃能力。
共混聚合物可以进一步用橡胶抗冲改性剂改进韧性，用玻璃和石墨纤维提高刚性，和用各种填料改进强度、刚度和阻燃性，并同时降低模具收缩率。
使用冲击强度改性剂能在一定温度范围内使许多牌号的树脂具有高延展性。
良好的配方系统，将典型地使产品的悬臂梁冲击强度高达7英尺•磅／英寸，加纳尔落缥冲击值达到30英尺•磅。
在温度低至一40°F时，材料仍保持良好的延展性。
使用纤维达到的刚度取决于使用纤维的类型和数量。
聚合物表面改性
聚合物表面改性聚合物表面改性根据方法可以分为以下几种：化学改性、光化学改性、表面改性剂改性、力化学处理、火焰处理与热处理、偶联剂改性、辐照与等离子体表面改性。
一、化学改性化学改性是通过化学手段对聚合物表面进行改性处理，其具体方法包括化学氧化法、化学浸蚀法、化学法表面接枝等。
1.1化学氧化法是通过氧化反应改变聚合物表面活性，例如聚乙烯这种材料的表面能很低，用氧化剂处理聚乙烯，使其表面粗糙并氧化生成极性基团，从而使其表面能增高；在室温下将聚乙烯在标准铬酸洗液中浸泡1-1.5h，66-71℃条件下浸泡1-5min，80-85℃处理几秒钟，也可以达到同样效果；通过臭氧氧化处理可有效地改善聚丙烯表面的亲水性，处理前的表面接触角为97°，臭氧氧化处理后，表面接触角将达到67°。
1.2化学浸蚀法是用溶剂清洗可除去聚烯烃表面的弱边界层，例如通过用脱脂棉蘸取有机溶剂，反复擦拭聚合物表面多次等1.3聚合物表面接枝，是通过在表面生长出一层新的有特殊性能的接枝聚合物层，从而达到显著的表面改性效果。
二、光化学改性光化学改性主要包括光照射反应、光接枝反应。
2.1光照射反应是利用可见光或紫外光直接照射聚合物表面引起化学反应，如链裂解、交联和氧化等，从而提高了表面张力。
如用波长184nm的紫外线在大气中照射聚乙烯能使表面发生交联，粘接的搭接剪切强度提高到15.4Mpa。
2.2光接枝反应就是利用紫外光引发单体在聚合物表面进行的接枝反应，该技术尤其适用于聚合物的表面改性，这是因为紫外线能量低，条件温和，只是在聚合物表面引发接枝聚合反应，很难影响到聚合物本体。
例如对于一些含光敏基(如羰基)，特别是侧链含光敏基的聚合物，当紫外线光照射其表面时，会发生反应，产生表面自由基。
三、表面改性剂改性采用将聚合物表面改性剂与聚合物共混的方式是一种简单的改性办法，它只需要在成型加工前将改性剂混到聚合物中，加工成型后，改性剂分子迁移到聚合物材料的表面，从而达到改善聚合物表面性能的目的。
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我国从上世纪80 年代开始探索道路改性沥青。
目前，所使用的改性沥青多为
聚合物改性沥青，改性剂主要有热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)、橡
胶类丁苯橡胶(SBR)、热塑性树脂类聚乙烯(PE)与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EV A) 及
废旧橡胶粉等。
SBS 改性沥青以优良的高、低温性能和回弹性能，应用最为普遍，但改性成
本也较高，一般只应用于高等级公路建设，限制了其应用范围。
同时，由于SBS
改性沥青是通过搅拌、剪切等物理方法将SBS 分散于沥青中，SBS 与沥青之间并未发生明显的化学反应，仅仅是物理意义上的混溶，而SBS 与沥青之间的密度、
极性、分子量以及溶解度等参数的性质的差异又较大，使得绝大部分SBS 与沥青
热力学不相容，高温储存容易分层变质。
需要对其进一步改性以提高相容性和储
存稳定性，这无疑又增加了工艺的复杂性。
SBR 能够改善沥青的高、低温性能，并以其较为突出的低温延展性在寒区公
路应用最为广泛。
而利用废旧橡胶粉改性沥青还可以减少固体废弃物的污染，有
利于环境保护和资源节约型社会的建设。
改性沥青用PE 一般是指低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯，其改性沥青具有良好的高温稳定性，而且价格低廉，尤其是利用回收废旧塑料(农用地膜、食品袋等) 改性沥青不仅利于环保，减少“白色污染”，而且具有良好的社会效益和经济
效益。
但PE 改性沥青的储存稳定性差，需要现配现用，并需要使用昂贵的大型细化分散设备将其送至施工现场，这就造成使用不便并增加额外投入，影响到聚乙
烯改性沥青的推广应用。
EV A 和沥青的溶解度参数非常接近，与沥青具有良好的相容性，能有效地改
善沥青的高温性能，在改善沥青低温性能方面优于PE。
在聚合物改性沥青中，改性剂如热塑性橡胶类SBS、橡胶类SBR、热塑性树
脂类PE、EV A 等都是石油化工产品，随着石油资源的逐渐耗尽，油价不断上涨，势必使得聚合物改性沥青的价格不断上涨，路面造价不断提高。
因此，为降低工
程造价，寻找价格相对较低、改性效果较好的新型改性剂成为目前改性沥青的重
要研究方向。
相对于成本较高、改性工艺较为复杂的聚合物改性沥青，酸改性沥青具有价
格低廉、加工简单、沥青性能改善明显等优点，有着良好的应用前景。
酸改性方法在美国路易斯安娜州已经用了20 年左右来生产AC-30 和AC-40 沥青。
在1992-1993 年，酸改性和酸加聚合物改性沥青在整个美国开始使用。
美
国AMAP 在2004-2005 曾对改性沥青做过一项调查，其调查选项是多选，调查
结果显示：SBS 改性的为67％，SB 改性的为48％，SBR 胶乳改性的为39％，其他聚合物改性的为3％，化学改性的（含酸改性）为12％，18％是其他改性。
而
其在2005-2006 的调查结果为：SBS 改性的为80％，SB 改性的为45％，SBR
胶乳改性的为45％，其他聚合物(EV A 等)改性的为19％，化学改性的为12％，酸2我国从上世纪80 年代开始探索道路改性沥青。
目前，所使用的改性沥青多为
聚合物改性沥青，改性剂主要有热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)、橡
1改性的为16％，16％是其他改性。
在2004-2005的调查中，化学改性与酸改性是放在一起统计的，而在2005-2006 的调查中，化学改性与酸改性被分开统计，酸改性的比例增加为16％。
由此可见，酸改性在美国沥青改性中的使用比例在逐渐提高。