共混改性作业
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 第一、 第一、二章作业
1、聚合物共混物如何分类及各类的特点？ 聚合物共混物如何分类及各类的特点？ 聚合物共混物如何分类及各类的特点 2、非结晶／非结晶聚合物体系的形态结构的类型及 非结晶／非结晶聚合 特点？ 特点？ 厚度的大小取决于哪些因素？ 3、界面层(区) 厚度的大小取决于哪些因素？ 界面层( 4、界面层的特性有哪些？ 界面层的特性有哪些？ 5、共混改性塑料形态结构的研究方法有哪些？ 共混改性塑料形态结构的研究方法有哪些？ 6、用光学显微镜透射光观察试样常用哪些制样方法？ 用光学显微镜透射光观察试样常用哪些制样方法？ /
第三、 第三、四章作业
1、简述影响聚合物间热力学相容性的因素。 简述影响聚合物间热力学相容性的因素。 如何提高聚合物间热力学相容性？ 2、如何提高聚合物间热力学相容性？ 判断聚合物间相容性的方法有哪些？ 3、判断聚合物间相容性的方法有哪些？ 简述增容剂类型 增容剂类型、 4、简述增容剂类型、增容作用及增容作用的研 究方法。 究方法。 简述增容剂的制备方法。 5、简述增容剂的制备方法。 共混改性塑料的制备方法有哪些？ 6、共混改性塑料的制备方法有哪些？给出各方 法的定义及特点。 法的定义及特点。 不同的制备方法如何影响共混改性塑料的形 影响共混改性塑料 7、不同的制备方法如何影响共混改性塑料的形 态结构？ 态结构？ 不同的工艺条件如何影响共混改性塑料的形 工艺条件如何影响共混改性塑料 8、不同的工艺条件如何影响共混改性塑料的形 态结构？ 态结构？/
第五、 第五、六章作业
1、简述银纹的一般特征及影响银纹化的因素。 简述银纹的一般特征及影响银纹化的因素。 2、以弹性体增韧塑料为例说明共混改性塑料 大形变机理。 大形变机理。 说明影响银纹化和剪切屈服比例的因素 影响银纹化和剪切屈服比例的因素。 3、说明影响银纹化和剪切屈服比例的因素。 解释热塑性塑料3种类型的增韧机理。 4、解释热塑性塑料3种类型的增韧机理。 简述影响增韧效果的因素。 5、简述影响增韧效果的因素。 6、共混改性塑料熔体的粘度与哪些因素有关？ 共混改性塑料熔体的粘度与哪些因素有关？ 哪些因素有关
为什么HIPS注射制品表面比相应的ABS HIPS注射制品表面比相应的ABS制品 7、为什么HIPS注射制品表面比相应的ABS制品 表面粗糙？ 表面粗糙？ 8、为什么挤出成型制品表面比相应的注射成 型制品光泽好？ 型制品光泽好？ 什么叫聚合物的透气性和可渗性？ 9、什么叫聚合物的透气性和可渗性？ 10、影响聚合物气体渗透性的因素有哪些？ 10、影响聚合物气体渗透性的因素有哪些？为 什么？ 什么？//
PP与PA共混改性
螺杆转速：35r/min
PP/PA的制备工艺流程如下
仪器和设备
• 同向双螺杆混炼挤出机，TSE40A 南京瑞亚高聚物设备有限公司； • 塑料注塑成型机，CJ80MZNCⅡ， 震德塑料机械厂有限公司； • 开炼机 • 密炼机 • 高速混合机
总结PP与PA6共混改性
• 1、化学改性：利用聚合物分子链中官能团 间的相互作用、改变分子链结构
• 2、加入相容剂、 • 3、形成互穿网络结构、 • 4、进行交联和改变共混工艺条件 在PP/PA6共混改性中，提高PP、PA6相容性
使用最多的是加入增溶剂。
PP/PA共混改性配方
成本：14.5元/kg
配方分析
PP-g-MAH：是一类用马来酸酐改性，带有羧 基的聚合物增溶剂，一边是亲油基，一边 是亲水基,能增强羧端基和PA6的胺基反应 ，能降低界面张力，增加两相相容性。
PP/PA共混改性
PP/PA共混改性目的
聚丙烯 ( pp ) 具有价格低廉 、 性能优 良 、 易于成型 等优点 , 但其成型收缩率较大 , 冲 击强度低 、 低温易脆 断 , 热变形温度不高
。尼龙 6( PA 6 ), 具有较好的力学性能 、 耐 磨性 、 润滑性 , 能耐油 、 弱酸 、 弱碱和 一些有机溶剂 , 成型加工性好。 但具有强 极性 , 吸水率大 , 易引起强度及模量下降 , 影响尺寸 稳定性 ; 同时 PA 6 低温冲击强度 低 , 韧性不足 , 抗蠕变性能也有待提高。
• 1、在PP/PA6共混物中，不加入增容剂时 ，塑料材料的综合性能很差劲。
• 2、将适量的相容剂PP-g-MAH加入PP/PA6 共混体系中，改善了PP与PA66两者的相容 性，显著提高了复合材料的力学性能。
PP-PA共混改性
三、配方分析与设计
• 尼龙分量超过一定量后共混物强度下降,这是因为 尼龙的韧性和强度都很高, 尼龙用量的增加可以 提高改性PP 的韧性和强度; 但由于尼龙是极性聚 合物而PP 是非极性聚合物, 所以随着尼龙用量的 增加, 两相相容性变差, 改性PP的各项性能又出 现下滑。
三、配方分析与设计
2、CaCO3 用量对改性PP力学性能的影响：
三、配方分析与设计
3、PPБайду номын сангаасg-MAH用量对改性PP力学性能的影 响：
三、配方分析与设计
• 由图1可见,PP-g-MAH相容剂的加人使 PP/PA6共混物的拉伸强度提高,但添加量 超过6份后,有下降趋势;由图2可以看出 ,PP/PA共混物的冲击强度随PP-g-MAH添 加量的增加而不断提高,而当添加量超过 7份时,冲击强度基本不变。综合上，PPg-MAH的用量定为6份。
四、配方设计结果
4、配方 PP PA-6 100份 14份
PP-gMAH 纳米 CaCO3
6份
12份
二、材料选择与分析
• 1、PA-6(尼龙6） • 2、PP（聚丙烯） • 3、PP-g-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐： 增容剂） • 4、纳米CaCO3
二、材料选择与分析
• • • • • 1、PP：化学式 性质：非极性聚合物。 2、PA-6：化学式 性质：极性聚合物。 3、 PP-g-MAH（聚丙烯接枝马来酸酐）： 增容剂，一边是亲油基，一边是亲水基， 作用是降低界面张力，增加两相相容性。
三、配方分析与设计
• 主要原料 • 聚丙烯(PP):PPH-M-045,MFR为3g/ 10min左右 • 尼龙(PA) • 增容剂（PP-g-MAH） • 纳米碳酸钙(CaCO3)
聚合物共混改性
1.目的:获得预期性能的共混物。
方法:①熔融共混②溶液共混③乳液共混④釜内共混. 1、共混物形态的三种基本类型 (1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 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.均相体系的判定答：如果一种共混物具有类似均相材料所具有的性能,这种共混物就可以认为是具有均相结构的共混物.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度Tg 作为判定的标准。
①如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系. ②部分相容性的聚合物为两相体系,两种聚合物的共混物具有两个Tg,且两个Tg 峰较每一种聚合物自身的Tg 更为接近。
③不相容的聚合物的共混物有两个Tg 峰,其位置与每一种聚合物的Tg 峰基本相同。
3.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.分散混合：既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4,一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。
展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。
(大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒)(毛细管不稳定现象)。
其展示的分散过程是在瞬间完成的。
5a.,改变剪切应力,助剂调节,分散相粒径变小;剪切流动,拉伸流动),粒径更均匀. 6,使We 值增大,进而使形变增大； ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达连续相的黏度增大,使We 值增大,进而使液滴(σ下降,使We 值增大,进而使液 ⑥熔体弹性； ⑦液滴破碎的判据:τ(19λ+16)/16(λ+1)>σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响（2）双小球模型：②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程； ①剪切应力、分散相内力：增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散； ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。
共混改性-填充改性8
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。
聚合物共混改性原理
氧化物——二氧化硅
二氧化硅在地壳中分布最多，占地壳氧化物的60％左右，大部分形成硅酸盐 矿物岩石，一部分是以石英、硅石、硅砂、无定形硅石堆积而成。将这些岩 石粉碎、分级、精制或用化学反应合成的二氧化硅都可作为塑料填料。一般
阻燃剂作用机理
含卤阻燃剂通过阻止发生在气相中的自由基链机理实现阻燃。 可燃性气体和氧气的反应：
阻燃剂首先分解为自由基，卤素自由基从基质RH夺取氢形成卤化氢。
通过与高能自由基H· 和OH· 反应并以低能自由基X· 进行取代，即阻止了自 由基链反应机理。
聚合物共混改性原理
溴系阻燃剂的效率高，材料中所需阻燃剂用量较低，从而不致过多恶化基 材的物理－机械性能及电气性能。
聚合物共混改性原理
其他硅酸盐填料
粘土 云母 硅灰石 玻璃纤维 石棉
聚合物共混改性原理
硫酸盐
天然硫酸钡矿称为重晶石，通过化学方法制成的称之为沉淀硫酸钡。硫 酸钡的分子式为BaSO4。重晶石属斜方晶系，其密度为4.25～4.5g／cm3， 莫氏硬度为3.0～3.5，一般为白色或灰色，而沉淀硫酸钡的白度可达到 90%以上。
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
的途径。
它是提高产品技术含量，增加其附加值的最适宜的途径。
聚合物共混改性原理
塑料填充改性技术进展
工业矿物填料的细化和微细化
PP与LDPE的共混改性_OK
建议：
提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变 形和凹陷。
可通过延长补料时间降低成型收缩率避免制品产生缩壁， 需要很长时间对制品进行保压。
浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度。
12
小结
• LDPE的加入对PP加工流动性影响较小 • PP和LDPE在高温时均有氧化倾向，但PP比LDPE更容易发生
PP/LDPE共混样4个 要求：试样中间标记范围内无缩孔、气泡
表面完好无损，无裂纹
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试验注意事项：
• ①在试样中间部分作标线，此标线应对测试结果没有影响。
• ②测量试样中间平行部分的宽度和厚度，每个试样测量三 点，取算术平均值。
• ③拉伸速度一般根据材料及试样类型进行选择。
• ④夹具夹持试样时，试样纵轴与上，下夹具中心线重合， 并防止试样滑脱，或断在夹具内。
• ⑤试样断裂在中间平行部分之外时，应另取试样补做。
22
实验数据统计：
PP
实验一
拉伸速度
100
(mm/min)
拉伸力值 (N) 1500
最大力值 (N) 1121.0
最大位移（ 19.5 mm)
二 75
1500 1090.9 14.2
1090.5 973.4
6
原料的称量与干燥
称量：用电子秤分别称取 PP 850g 、LDPE 150g
设备：干燥机
塑料名称 吸水率
干燥温度 干燥时间
PP LDPE
0.01%~0.04 80~100℃
%
（热风循环）
<0.01% 70~80℃
2小时左右 1～2小时
注：PP，LDPE为非极性的结晶塑料，吸水率很低，一
共混改性简答题
1、聚合物共混的意义聚合物共混物可以消除和弥补单一聚合物性能上的弱点，取长补短，得到综合性能优良、均衡的理想聚合物材料；使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物的改性剂，改性效果明显；改善聚合物的加工性能；可以制备一系列具有崭新性能的聚合物材料。
2、（UCST和LCST）三个区域的相容性情况、概念和意义。
（第二章）答：在UCST以上或LCST以下的温度，二元共混物以所有比例完全混容。
在UCST 以下或LCST以上的温度只有当体系中一个组分含量较小时才能实现两组分的完全相容，即只观察到单一相。
在中间组成范围内，则发生相分离即不能相容。
UCST，最高临界互容温度，低温分相，高温互容；LCST，最低临界互容温度，低温互容，高温分相。
3、判断聚合物共混物相容性有哪些表征方法。
简述各自的原理。
（第二章）答:1、目测法：一种稳定的均相混合物，通过改变温度、压力或组成都能实现由透明到混浊的转变，浊点相当于这一转变点，也就是相分离开始点。
2、T g测定法：不相容的两组分，共混物呈现两个未发生变化的T g，不同相容性的共混物，测得的T g有不同程度的偏移。
3、光学显微镜法：利用光的散射、透射及干涉等来推断两相结构。
4、电子显微镜法：利用电子束射线的相互作用来对物质的组成和表面进行观察。
5、散射法：利用体系对不同波长的辐射的散射，测定体系内部某种水平上的不均匀性，以此推断相容性和分散程度4、简述影响热力学相容性的因素。
答：1.大分子间的相互作用2.相对分子质量3.共混组分的配比4.温度5.聚集态结构5、影响聚合物共混物相容性的因素有哪些？如何影响？（第二章）答：1、溶度参数，高分子间溶度参数越相近，其相容性越好。
2、共聚物组成，共混物组成不同分子间和分子内作用力不同，相容性不同。
3、极性，高分子的极性愈相近，其相容性愈好。
4、表面张力，共混组分的表面张力越接近，界面结合愈好，相容性越好。
5、结晶能力，共混组分的结晶能力愈相近，其相容性愈好。
聚合物共混改性原理及应用考题
聚合物共混改性原理及应用考题聚合物共混改性原理及应用```````202115014057一．名词解释（每题5分，共20分）1.聚合物共混答：共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。
其中，物理共混就是通常意义上的“混合”。
如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内，则聚合物共混是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。
2.分布混合和分散混合答：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。
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。
分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的，分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。
3.总体均匀性和分散度答：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。
分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。
对于总体均匀性，则采用数理统计的方法进行定量表征。
分散度则以分散相平均粒径来表征。
4.分散相的平衡粒径答：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”。
二．选择题（每题1.5分，共15分）1.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能（ A ） A.小于零 B 大于零 C 等于零 D 不确定2.共混物形态的三种基本类型不包括（ D ） A.均相体系B 海-岛结构C 海--海结构D 共混体系3.影响熔融共混过程的因素不包括（B ） A 聚合物两相体系的熔体黏度 B 聚合物两相体系的表面张力 C 聚合物两相体系的界面张力 D 流动场的形式和强度4.共混物形态研究的主要内容不包括（ D ）A 连续相和分散相祖分的确定B 两相体系的形貌C 相界面D 分散相的物理性能5.熔体黏度调节的方法不包括（ B） A 温度 B 时间 C 剪切应力 D 用助剂调节6.聚合物共混物的使用性能影响要素不包括（ A ） A 结晶时间 B 结晶温度 C 结晶速度 D 结晶共混物的结构形态7.影响热力学相容性的因素不包括（ B ） A 相对分子质量 B 共混组分的性能 C 温度 D 聚集态结构 8.共混物性能的影响因素不包括（ C ） A 各组分的性能与配比 B 共混物的形态C 温度 D 外界作用条件 9.影响聚合物的表面张力的相关因素不包括（ B ）A 温度B 压强C 聚合物的物态D 聚合物的相对分子质量 10.填充体系的界面作用机理不包括（ D ） A化学键机理 B 表面浸润机理 C 酸碱作用机理 D增韧剂机理三．填空题（每空1分，共15分）1.聚合物共混包括物理共混、化学共混和物理化学共混。
1聚合物改性习题
聚合物改性练习题一、名词解释1.聚合物共混2.乳液共混3.相容性4.聚合物填充剂5.纳米塑料6.高分子合金7.共混物形态的三种基本类型8.共混物的相界面9.“软包硬”规律10.两阶共混11.共混改性12. “均一性”和“分散度”13. 共混工艺因素14. 熔融共混设备15.塑炼16.相界面效应17.共混物形态18. “等粘点”作用19.聚合物等离子体改性11.简单混合12.亚微观结构二、判断正误并简单说明理由1.“海—岛结构”是一种两相体系，且一相为连续相，一相为分散相。
2.聚合物共混物的均相体系形态结构最好，因为均相体系共混物的性能往往超过各单组分单独存在时的性能。
3.塑料的增韧原理之一，是尽量不让塑料在受到应力作用时产生银纹，因为银纹会导致材料被破坏。
4.只能用柔性的橡胶颗粒对塑料基体进行增韧改性，刚性的粒子不能对塑料基体进行增韧。
5.共混时间、共混温度、加料顺序、混合方式等工艺因素都可能对共混性能产生重要的影响。
6.在两相共混组分中体积比多的一定是连续相，少的一定是分散相。
7.材料样品只有在受到剪切力作用时，才会产生剪切形变。
8.分散混合就是用高速搅拌机对聚合物粉末进行混合。
9.高分子薄膜都是不透气的。
10.硅橡胶是指主链以Si-O单元为主，以单价有机基团为侧基的线性聚合物弹性体。
硅橡胶耐寒性极好，耐热性则仅次于氟橡胶。
11.“海-岛结构”由于是两相体系，所以共混物的力学性能比均一体系的要差。
12.纳米粒子不但可以使聚合物基体的力学性能增强，而且可以改善粒子在基体中分散性能。
13.在纤维增强聚合物基复合材料的过程中，纤维的表面活性越高，与基体的结合能力越强，其增强效果越好。
14.分散相总是比基体的强度和硬度高、刚度大。
15.两阶共混分散历程可以降低分散相粒径同时也能使分散相粒径分布较窄。
16.纳米塑料是由纳米塑料粉末作为原料制成的。
17.在两组分熔体粘度接近相等的区域内，容易得到具有“海—海结构”的共混物。
共混改性的主要设备整体流程工艺参数
共混改性的主要设备整体流程工艺参数共混改性是指将两种或多种不同的物料混合在一起，通过物理或化学方法对其进行改性或调整，以获得更好的性能或特性。
共混改性技术在化工、塑料、橡胶、涂料等领域广泛应用。
下面我们将介绍共混改性的主要设备和整体流程以及相关的工艺参数。
共混改性的主要设备包括混合机、挤出机、反应釜等设备。
其中，混合机是最常用的设备之一，可以将不同的原料充分混合在一起。
混合机有多种类型，如高速搅拌机、双螺杆挤出机、离心混合机等。
这些设备的选用取决于原料的性质和混合要求。
在共混改性的整体流程中，首先是将各种原料称量并放入混合机中。
在混合的过程中，可以加入一定量的助剂或添加剂，以改善混合效果或调整产品的性能。
混合时间和速度也是影响混合效果的重要参数，在一定范围内的合理调整可以获得更好的混合效果。
混合完成后，混合物可以通过挤出机进行挤出，以进一步改性和成型。
挤出机是将混合物加热至一定温度并通过螺杆挤出的设备，可以使混合物更均匀地混合并形成所需的形状。
挤出过程中温度、压力和速度等参数的控制对产品的性能和质量有重要影响。
另外，一些共混改性的反应需要使用反应釜进行，在反应釜中可以进行化学反应或其他处理过程，以实现特定的产品需求。
反应釜通常需要加热或冷却来维持反应物质的温度，同时控制反应的速率和效果。
总的来说，共混改性是一种重要的加工技术，通过合理选择设备和优化工艺参数，可以实现对原料的混合、改性和成型，从而获得更好的产品性能和质量。
在实际应用中，需要充分了解原料的性质和要求，合理设计工艺流程，并不断优化和改进，以满足市场的需求和要求。
共混改性
共混改性Δ1.相溶性的表征方法：1)玻璃化温度转变法：(高分子共混物的玻璃化转变温度与两种高分子分子级别的混合程度有直接关系)1:DSC法（按升温T 所需热量与参比材料同样升温T 所需的热量之差）2力学方法:自由振动和强制振动2)红外光谱法3)反气色谱法4)显微镜法2.提高相溶性的方法:1)加强基团间的相互作用（聚乙烯通过氯化制的氯化聚乙烯在与pvc共混）2)接枝嵌段共聚共混（苯乙烯类塑料通过体系内接枝橡胶进行增韧改性）3）添加第三组分增容剂4)形成互穿高分子网络5）不相容高分子共混后进行化学交联3增容剂的作用机理：能使不相容的两种高分子结合在一起，从而形成稳定的共混物。
4增容剂的分类：非反应型增容剂和反应型增容剂两大类5非反应型增容剂：只起到乳化剂的分散作用，降低其相界面的张力，从而到达增容的目的6反应型增容剂:共混是伴随着化学反应，与共混组分生成化学键7非反应型增容剂优缺点8反应型增容剂优缺点9影响刚性粒子增韧的因素：1）基体韧性2）界面黏结性3）粒子大小及用量4）粒间基带厚度5)分散相模量10共混设备的分类：1）间歇式混合设备，间歇式混合设备的混合过程是不连续的。
全部过程主要有三个步骤，即投料，炼料，卸料2）连续式混合设备生产率，连续式混合设备的混合操作是连续进行的，生产率高，如挤出机和各种连续混合设备11共混:高分子共混是指两种或者两种以上均聚物或共聚物混合制成宏观均匀物质的过程12相溶性:高分子之间的相互溶解性，是指两种高分子形成均相体系的能力Δ相溶性好复合材料改性1增强材料：碳酸钙，滑石粉，二氧化硅，炭黑陶土2聚酯材料：环氧树脂增强纤维材料：玻纤，碳纤，有机聚合物纤维（芳纶），硼纤维，石棉纤维，陶瓷纤维，金属纤维，植物纤维3bpo纤维定义4超高分子量纤维定义5碳纤维的生产工艺，方法6玻璃纤维的生产工艺，方法7sic的生产工艺8环氧树脂的特点八条9固化定义和过程10环氧树脂怎么来的11酚醛树脂怎么来的：苯酚+甲醛12树脂固化是加入：1）增韧剂，提高韧性（作用）2）稀释剂，降低黏度（作用）13成型方法:1)模压成型（定义）一种在封闭的模腔内，借助加热和压力固化成型复合材料制品的方法2）手工成型（定义）3）rtm成型(定义)14caco3基本性质和应用15填料（5种）碳酸钡，高岭土。