聚合物改性总结
聚合物材料的改性与应用

聚合物材料的改性与应用聚合物材料作为一类重要的材料,具有广泛的应用前景。
为了满足不同领域的需求,人们经过不断地研究与改良,开发出了许多改性方法以及相关的应用技术。
本文将介绍一些聚合物材料的改性方法,并探讨它们在不同领域中的应用。
一、改性方法1. 添加填料填料可以提高聚合物材料的性能,比如增加强度、改进耐热性、改善导电性等。
常见的填料包括纳米颗粒、纤维素、碳纤维等。
添加填料的改性方法可以通过挤出、共混等工艺实现。
2. 合金化改性聚合物可以通过与其他合适的材料进行合金化,改变聚合物的性质。
比如与金属合金化可以增加强度和刚度,与陶瓷合金化可以提高耐磨性和耐热性等。
3. 化学改性化学改性是通过引入功能基团或进行聚合反应来改变聚合物的特性。
比如,通过交联反应可以提高聚合物的热稳定性和耐化学性;通过接枝反应可以增加聚合物的附着力和耐老化性。
4. 表面修饰表面修饰可以通过改变聚合物材料的表面性质来得到所需的性能。
比如,通过等离子体处理可以增加聚合物的亲水性和粘附性;通过涂层技术可以提高聚合物的耐磨性和耐腐蚀性等。
二、应用领域1. 包装材料聚合物材料的优良特性使其成为广泛应用于包装领域的理想选择。
通过改性可以提高聚合物材料的耐撕裂性、耐渗透性、耐撞击性等,在食品包装、药品包装、电子产品包装等领域发挥重要作用。
2. 汽车工业改性后的聚合物材料在汽车工业中有着广泛的应用。
例如,通过纳米填料的添加可以显著提高塑料汽车零部件的强度和耐磨性,降低重量,提高燃油效率。
3. 医药领域聚合物材料在医药领域的应用也日益广泛。
通过改性可以提高聚合物的生物相容性、机械性能和药物释放性能等。
例如,改性后的聚合物可以用于制备人工骨骼、医疗器械和药物缓释系统等。
4. 纳米技术聚合物材料与纳米技术结合可以产生许多独特的性能和应用。
通过纳米颗粒的引入,可以改善聚合物的力学性能、导电性能和光学性能等。
这些改性后的聚合物材料在电子学、光电子学和纳米生物技术等领域有着广泛的应用。
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 改 性

聚合物改性聚合物定义:聚合物即高分子化合物,所谓的高分子化合物,就是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
聚合物改性通过物理与机械的方法在聚合物中加入无机或有机物质,或将不同种类聚合物共混,或用化学方法实现聚合物的共聚、接枝、交联,或将上述方法联用、并用,以达到使材料的成本下降、成型加工性能或最终使用性能得到改善,或在电、磁、光、热、声、燃烧等方面被赋予独特功能等效果,统称为聚合物改性。
聚合物改性的方法总体上分为: 物理方法化学方法表面细分:共混改性、填充改性、纤维增强复合材料化学改性、表面改性、共混改性:两种或者两种以上聚合物经混合制备宏观均匀材料的过程。
可分为物理、化学共混。
填充改性:向聚合物中加入适量的填充材料(如无机粉体或者纤维),以使制品的某些性能得到改善,或降低原材料成本的改性技术。
纤维增强复合材料又称聚合物基复合材料,就就是以有机聚合物为基体,纤维类增强材料为增强剂的复合材料。
化学改性:在改性过程中聚合物大分子链的主链、支链、侧链以及大分子链之间发生化学反应的一种改性方法。
原理:主要靠大分子主链或支链或侧基的变化实现改性。
改性手段有:嵌段、接枝、交联、互穿网络等特点:改性效果耐久,但难度大,成本高,可操作性小,其一般在树脂合成厂完成,在高分子材料加工工厂应用不多。
表面改性:就是指其改性只发生在聚合物材料制品的表层而未深入到内部的一类改性。
特点:性能变化不均匀种类:表面化学氧化处理,表面电晕处理,表面热处理,表面接枝聚合,等离子体表面改性等适应于只要求外观性能而内部性能不重要或不需要的应用场合,常见的有:表面光泽,硬度,耐磨、防静电等的改性。
接枝反应:以含极性基团的取代基,按自由基反应的规律与聚合物作用,生成接枝链,从而改变高聚物的极性,或引入可反应的官能团。
官能团反应:可以发生在聚合物与低分子化合物之间,也可发生在聚合物与聚合物之间。
可以就是聚合物侧基官能团的反应,也可以就是聚合物端基的反应接枝共聚改性对聚合物进行接枝,在大分子链上引入适当的支链或功能性侧基,所形成的产物称作接枝共聚物。
聚合物改性(完整版)

聚合物改性的目的、意义;聚合物改性的定义、改性的方法(大分类和小分类)答:改性目的及意义:①改善材料的某些物理机械性能②改善材料的加工性能③降低成本④赋予材料某些特殊性能、获得新材料的低成本方法⑤提高产品技术含量,增加其附加值的最适宜的途径⑥调整塑料行业产品结构、增加企业经济效益最常采用的途径聚合物改性的定义:通过各种化学的、物理的或二者结合的方法改变聚合物的结构,从而获得具有所希望的新的性能和用途的改性聚合物的过程改性的方法:①化学改性:a、改变聚合物的分子链结构b、接枝、嵌段共聚、互穿聚合物网络、交联、氯化、氯磺化等②物理改性:a、改变聚合物的高次结构b、共混改性、填充改性、复合材料、表面改性等1.化学改性(改变分子链结构)和物理改性(高次结构)的本质区别答:化学改性—改变聚合物分子的链结构物理改性—改变聚合物分子的聚集状态2.共混物和合金的区别答:共混(指物理共混)的产物称聚合物共混物。
高分子合金:不能简单等同于聚合物共混物,高分子合金---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、嵌段和接枝共聚物,而且一般言,高分子合金具有较高的力学性能。
工业上称:塑料合金。
3.共混改性的分类(熔融、溶液、乳液、釜内)答:分类一:化学方法:如接枝、嵌段等;--化学改性物理方法:机械混合、溶液混合、胶乳混合、粉末混合---混合物理-化学方法---反应共混分类二:熔融共混:机械共混的方法,最具工业价值,是共混改性的重点;溶液共混:用于基础研究领域,工业上用于涂料和黏合剂的制备;乳液共混:共混产品以乳液的形式应用;釜内共混:是两种或两种以上聚合物单体同在一个反应釜中完成其;聚合过程,在聚合的同时也完成了共混。
4.共混物形态研究的重要性5.共混物形态的三种基本类型(均相、海-岛、海-海)答:均相体系:一般本体聚合、溶液聚合才形成均相体系非均相体系:①海-岛结构:连续相+分散相(基体)②海-海结构:两相均连续,相互贯穿6.相容性对共混物形态结构的影响答:①在许多情况下,热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力;良好的相容性是聚合物共混物获得良好性能的重要前提。
请列举一种改性方法

请列举一种改性方法改性是指通过对物质进行化学、物理和生物性质的改变,从而改变其原有性质和用途的技术过程。
改性方法在现代科技中广泛应用于材料、化工、生物等领域,以满足不同的性能和应用需求。
下面将列举一种改性方法——聚合物改性,并详细介绍其原理、应用和影响。
聚合物改性是指通过对聚合物进行改变,以改善其性能、调整其特性或增加新功能的方法。
聚合物是由重复单体基元组成的大分子化合物,其特点是具有高分子量、可塑性、可加工性、化学稳定性等。
在实际应用中,常常需要对聚合物进行改性以满足特定性能的要求。
聚合物改性的方法多种多样,主要包括物理改性、化学改性和生物改性等。
物理改性是将一些物理方法应用于聚合物材料中,从而改变聚合物的性能。
物理改性的方法有增塑、填料增强、纤维增强、自由基辐照、电子束辐照等。
通过这些方法,可以改变聚合物的硬度、韧性、刚度、耐热性、耐腐蚀性等。
化学改性是通过引入一些化学改性剂或在聚合物中引入新的官能团,从而改变聚合物的化学性质和结构。
常用的化学改性方法包括接枝共聚、交联改性、接枝共混、对接枝等。
通过这些方法,可以改变聚合物的熔点、玻璃化转变温度、抗氧化性能、降解性能、电子输运性能等。
生物改性是利用生物材料对聚合物进行改性,从而改变聚合物的特性和用途。
常见的生物改性方法包括生物降解性改性、生物医用改性、抗菌改性等。
生物改性能够赋予聚合物生物相容性、药物缓释性、组织工程性和抗菌性等新功能,扩展了聚合物的应用领域和用途。
聚合物改性的应用范围广泛,涉及到材料、化工、生物、医药、电子等领域。
在材料领域中,通过对聚合物的改性,可以制备出具有特定性能和用途的材料,如聚酰胺纤维、聚醚酮薄膜、聚二甲基硅氧烷弹性体等。
在化工领域中,聚合物改性可以用于生产高效的催化剂、吸附剂、离子交换树脂等。
在生物和医药领域中,聚合物改性可以制备出生物可降解的骨科材料、缓释药物载体、人工器官等。
在电子领域中,聚合物改性可以制备出具有导电性、光学性、磁性等特殊功能的聚合物材料。
聚合物共混改性原理要点整理

聚合物共混改性原理要点整理名词解释1.【聚合物共混】:是指两种或两种以上聚合物经过混合制成宏观均匀物质的过程,能增加体系的均匀性。
2.【高分子合金】:是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,一般为具有较高力学性能的工程塑料。
3.【复合材料】:是指由两个或两个以上独立的物理相组成的固体产物,其组成包括基体和增强材料两部分。
4.【杂化材料】:两种以上不同种类的有机、无机、金属材料,在原子、分子水平上杂化,产生具有新型原子、分子集合结构的物质,含有这种结构要素的物质为杂化材料。
5.【分布混合】:又称分配混合,是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。
指分散相粒子不发生破碎,只改变分散相的空间分布、增加随机性的混合过程。
6.【分散混合】:是指既增加分散相空间分布的随机性,又减少分散相粒径,改变分散相粒径分布的工程。
7.【总体均匀性】:是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小,一般采用数理统计的方法进行定量表征。
8.【分散度】:是指分散相颗粒的破碎程度,一般以分散相平均粒径来表征。
9.【平衡粒径】:在分散混合中,由于分散相大粒子更容易破碎,所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程,这一自动均化的过程的结果,是使分散相例子达到一个最终的粒径。
即“平衡粒径”。
10.【相逆转】:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。
在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。
1简答题1.试述共混物形态结构形态的3种基本类型?并简述其特点。
答:主要分为(1)均相体系,共混物中只有一个连续相;(2)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;(3)两相体系,两相都为连续相,相互贯穿。
2.试述均相体系的判定方法?答:可以利用玻璃化转变温度(Tg)作为判定标准。
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。
聚合物改性总复习

一.名词解释:1.银纹化:由于结构的缺陷或结构的不均匀性而造成的应力集中,基体材料在应力作用下发生屈服及大形变,产生发白的现象,它使物体的密度大大下降。
2.热塑性弹性体:一种兼有塑料和橡胶特性,高温下具有可塑化成型,常温下具有橡胶的弹性的聚合物材料3.机械共混物:是指将聚合物组分在挤出机,密炼机,开炼机等机械中加热到熔融的状态后进行共混而得到的聚合物共混物。
4.相逆转:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变为连续相,而原来是连续相的组分变为分散相,在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错,相互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。
5.增容剂:就是以界面活性剂的形式分布于共混物两相界面处,使界面张力降低,增加共混组分之间的相容性和强化聚合物之间的界面粘结。
6.高分子合金: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。
7.接枝效率:已接枝单体质量/(已接枝单体质量+接枝单体均聚物质量)×100%8.接枝率:(接枝后共聚物的质量-接枝前聚合物的质量)/接枝前聚合物的质量9.分散混合:分散混合是指既增加分散相分布的随机性,又减小粒径,改变分散相粒径分布的过程;在聚合物共混中,进行熔融共混的过程,就是分散混合的过程。
10.聚合物共混物(Polymer Blend):将两种或两种以上的聚合物按适当的比例,通过共混,以得到单一聚合物无法达到的性能的材料。
11聚合物改性:通过物理和机械方法在高分子聚合物中加入无机或有机物质,或将不同类高分子聚合物共混,或用化学方法实现高聚物的共聚、接枝、嵌段、交联,或将上述方法联用,以达到使材料的成本下降,成型加工性能或最终使用性能得到改善,或使材料仅在表面以及电、磁、光、热、声、燃烧等方面赋予独特功能等效果,统称为聚合物改性。
12.聚合物共混: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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
零、绪论聚合物改性的定义:通过物理和机械方法在高分子聚合物中加入无机或有机物质,或将不同类高分子聚合物共混,或用化学方法实现高聚物的共聚、接枝、嵌段、交联,或将上述方法联用,以达到使材料的成本下降,成型加工性能或最终使用性能得到改善,或使材料仅在表面以及电、磁、光、热、声、燃烧等方面赋予独特功能等效果,统称为聚合物改性。
聚合物改性的目的:所谓的聚合物改性,突出在一个改字。
改就是要扬长补短,要发扬和保留聚合物原有的优势,抑制和克服聚合物原有的缺点,并根据实际需要赋予聚合物新的性能。
聚合物改性的三个主要目的:①克服聚合物原有的缺点,赋予聚合物某些高新的性能与功能②改善聚合物的加工工艺性能③降低材料的生产成本总之,聚合物改性就是要在聚合物的使用性能、加工性能与生产成本三者之间寻求一个最佳的平衡点。
聚合物改性的意义:1.新品种的开发越来越困难(已开发的品种数以万计,工业化的三百余种。
资源限制、开发费用、环境污染)2.使用性能的多样化、复杂化,要求材料有多种性能及功能,单一聚合物难以实现。
3.聚合物改性科学应运而生——获取新性能聚合物的简洁而有效的方法。
聚合物改性的主要方法:共混改性;填充改性;纤维增强复合材料;化学改性;表面改性聚合物改性发展概况几个重要的里程碑事件:1942年,采用机械熔融共混法将NBR掺和于PVC之中,制成了分散均匀的共混物。
这是第一个实现了工业化生产的聚合物共混物。
1948年,HIPS1948年,机械共混法ABS问世,聚合物共混工艺获得重大进展。
二者可称为高分子合金系统研究开发的起点。
1942年,制成了苯乙烯和丁二烯的互穿聚合物网络(IPN),商品名为“Styralloy”,首先使用了聚合物合金这一名称。
1960年,建立了IPN的概念,开始了一类新型聚合物共混物的发展。
IPN已成为共混与复合领域一个独立的重要分支。
1965年,Kato研究成功OsO4电镜染色技术,使得可用透射电镜直接观察到共混物的形态,这一实验技术大大促进了聚合物改性科学理论和实践的发展,堪称聚合物发展史上重要的里程碑。
1965年,热塑弹性体SBS、SIS问世,并用相畴(domain)理论加以解释。
制得了在室温下具有橡胶的高弹性,塑料加工温度下可进行加工的新型材料,聚合物改性理论也获得重要进展。
一、共混1.共混改性:①化学共混、物理共混、物理化学共混物理共混(blend)就是通常意义上的“混合”,简单的机械共混;物理/化学共混(就是通常所称的反应共混)是在物理共混的过程中兼有化学反应,可附属于物理共混;化学共混则包括了接枝、嵌段共聚及聚合物互穿网络(IPN)等,已超出通常意义上的“混合”的范畴,而应列入聚合物化学改性的领域了。
②根据物料形态分类:熔融共混、溶液共混、乳液共混熔融共混是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。
优点:①原料准备操作简单。
②熔融时,扩散对流作用激化,强剪切分散作用,相畴较小。
③强剪切及热的作用下,产生一定数量的接枝或嵌段共聚物,促进体系相容性。
溶液共混是将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。
乳液共混是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。
2.共混物形态的两大体系三种基本类型:均相体系非均相体系:海-岛结构特点(定义)为一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相海-海结构特点(定义)也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。
3.聚合物共混物均相体系与非均相体系的判定依据:Tg均相体系:两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg;两相体系:两种聚合物共混后,形成的共混物具有两个Tg。
4.分散度及均一性定义分散度是指“海-岛结构”两相体系中分散相物料的破碎程度,用通俗的话说,就是指打得散不散。
可以用分散相颗粒的平均粒径和粒径分布来表征。
打得碎,粒径小,就说分散程度高;打得不碎,粒径大,分散不好。
均一性是指分散相物料分散的均匀程度,亦即分散相浓度的起伏大小。
用通俗的话说,是指混得匀不匀。
均一性可借助于数理统计的方法进行定量表征。
5.共混物的相容性概念概念间的关系完全相容、部分相容、不相容体系的特征(示意图) 广义相容性的概念(a)完全相容:混合前,两种聚合物分别有自己的Tg;共混后,形成的共混物只有一个Tg;(b)部分相容:共混后,形成的共混物仍有两个Tg,与混合前相比,两个Tg相互靠近了;(c)不相容:共混后仍是两个Tg,且其位置与混合前基本相同。
广义相容性概念:关于“不相容体系的相容性”:例如:文献报道,丁苯橡胶/顺丁橡胶并用体系的相容性比丁腈橡胶/一并橡胶的相容性好。
实际上,这两个体系都是互不相容的,都有两个Tg。
习惯上仍然可以对他们进行比较从而引出了不相容体系的相容性这种习惯说法,这是一种广义的相容性概念。
广义相容性定义:这里所指的相容性是指两种材料共混时分散难易程度和所得共混物的动力学稳定性。
越容易分散,所得共混体系的稳定性越大,我们就说它们的相容性越好,尽管它们本来是不相容的。
6.共混物形态的研究方法、共混物形态的主要影响因素共混物形态的研究方法有很多。
可分为两大类:其一是直接观测形态的方法,如电子显微镜法,相差显微镜→可以直接观察到共混体系的形貌与结构其二是间接测定的方法,如动态力学性能测定法。
可以测定共混体系的Tg,间接推断共混体系的结构。
常用的制样方法有染色法、刻蚀法、低温折断法等。
几种方法遵循的共同原则是:先将塑料相与橡胶相分开,之后加以研究。
几种方法可结合使用。
其它试样填充体系:超薄切片:TEM 断面:SEM纳米体系:TEM 可观察到纳米粒子在聚合物基体中的分散海岛结构研究中的三个重要问题:①分散相与连续相;②分散相的粒径及其分布;③两相之间的界面结合;受到多种因素的影响影响因素1.共混组分配比的影响;2.熔体粘度的影响;3.粘度与配比的综合影响;4.粘度比、剪切应力及界面张力的综合影响;5.其它因素的影响共混组分配比的影响:最大填充分数(体积分数)为74%。
即当某一组分的含量〉74%,不再可能是分散相;反之,当某一组分的含量<26%,只能是分散相。
熔体粘度的影响:基本规律:粘度低的一相总是倾向于生成连续相,粘度高的一相总是倾向于生成分散相。
—”软包硬”规律。
软相→粘度低的一相硬相→粘度高的一相粘度与配比的综合影响:A-1:A>74%A是连续相B-1:B>74%B是连续相26%<B <74% A-2:ηA/ηB>1 A含量»B,配比;ηA/ηB<1 A粘度低处于底部,两组分接近,ηA/ηB«1 A为连续相粘度比、剪切应力及界面张力的综合影响:在共混过程中,体系还会受到外力,通常是剪切力的作用。
此外,两相间的相界面也对体系形态有一定影响。
引入参数①λ=η2/η1 其中η1 ——连续相的粘度;η2——分散相的粘度②k=τd/σ其中τ——剪切应力;σ——两相间界面张力;d——分散相粒径令τ= η1γ则有k=η1γd/σ上式反映了d与γ和σ有关,即共混物的形态与剪切应力及界面张力有关(a)λ与d的关系η2≈η1,k→极小值若η1 γσ都不变,k=cd d也可达到一极小值。
→等粘点的重要性:①η2≈η1, 体系容易得到海海结构;②对于海岛结构,η2≈η1,分散相粒径可达到极小值。
(b)γ、σ的影响k=(η1γ)d/στ↗d↙在实际中,两组分决定后,σ不变,k不变,η1不变,γ↗d↙共混时,平衡粒径随剪切速率上升而下降设备与工艺的选择对形态有影响k=η1γd/σ还说明d与σ成正比,其他条件不变,σ↙d ↙降低两相界面张力,有利于减小分散相粒径。
其它因素的影响:加工温度相容性7.试述弹性体增韧理论的发展概况。
用银纹—剪切带等理论解释弹性体增韧塑料体系的机理。
具体分析分散相状况对改性效果的影响用银纹—剪切带等理论解释弹性体增韧塑料体系的机理:P28弹性体为分散相,塑料为连续相。
塑料基体的形变:剪切形变过程银纹化过程a.剪切形变材料发生拉伸作用时,会发生剪切形变。
这是因为拉伸力可分解为剪切力分量,它的最大值出现在与正应力成45º的斜面上。
在塑料发生剪切形变的地方,可观察到剪切带的形成。
厚度≈1μm,宽度:5~50 μm。
大量不规则线簇,每一条的厚度构成0.1 μm形成原因:ⅰ由于应变软化作用引起ⅱ结构缺陷造成的局部应力集中特征:ⅰ产生细颈ⅱ密度基本不变作用机理:剪切带的形成,可耗散外力作用于样品上的能量,使材料有韧性。
塑料:未改性——内部结构不均一或缺陷诱发改性——分散相颗粒诱发,达到增韧目的。
b.银纹化银纹是由聚合物细丝和贯穿其中的空洞所构成。
聚合物细丝:100~400Å;空洞:100~200Å方向:垂直于外加应力方向厚度:103~104Å特征:ⅰ应力发白ⅱ密度降低(空洞)作用机理:银纹化的产生,使大分子产生了很大的塑性形变及粘弹形变,形成细丝,使作用与样品的能量被消耗掉。
三个阶段:引发、增长、终止塑料:未改性——结构缺陷或不均匀而造成的应力集中改性——分散相粒子是引发银纹的中心,两相界面是引发银纹的主要场所银纹必须被及时终止,才有增韧作用终止因素:ⅰ与剪切带的相互作用ⅱ银纹尖端应力集中因子的下降ⅲ银纹支化弹性体增韧理论的发展概况:a.传统的弹性体增韧机理ⅰ能量的直接吸收理论;ⅱ次级转变温度理论;ⅲ屈服膨胀理论;ⅳ裂纹核心理论(为银纹剪切带理论奠定基础)ⅰ能量的直接吸收理论:Mrez 1956年提出,又称为微裂纹理论——第一个橡胶增韧理论。
机理:样品受到冲击时会产生裂纹,橡胶粒子跨越裂纹两岸,裂纹要发展,就必须拉伸橡胶颗粒,因而吸收了大量的能量,提高了材料的冲击强度。
缺点:①将韧性的提高主要归结于橡胶粒子吸收能量的作用,这无疑是一个原因,但不是主要原因。
按Newman和Strella的计算,这种机理所吸收的能量不超过冲击能的1/10。
②这种理论不能解释气泡以及小玻璃珠之类的分散颗粒有时也有明显增韧效应的现象。
ⅱ次级转变温度理论由Nielsen提出,聚合物的韧性往往与次级转变温度有关。
PC、POM -40℃有低温转变峰,因而冲击强度较高。
在橡胶增韧塑料的体系中,橡胶的Tg即相当于一个很强的次级转变峰,提高了韧性。
缺点:①没有普适性;②如PPO并无明显的低温次级转变峰,冲击强度较高;③聚甲基丙烯酸环己酯,有明显的低温峰,冲击强度却甚低。
ⅲ屈服膨胀理论Newman和Strella 1965年首先提出。
机理:增韧塑料之所以有很大的屈服变形值是由于膨胀活化。
橡胶颗粒在其周围的基体树脂中产生了静张力,引起体积膨胀,增加了自由体积,从而使基体的Tg下降。
这样就是基体能发生很大的塑性形变,从而提高了材料的韧性。
缺点:①橡胶颗粒产生静张力场的概念是正确的,这是因为橡胶颗粒的应力集中作用以及其与基体的热膨胀系数的差别所引起的。