大分子表面改性剂在聚合物表面的富集行为
高分子改性复习题及答案
简答题：接枝共聚反应的原理是什么？答：接枝共聚反应首先要形成活性接枝点，各种聚合机理的引发剂或催化剂都能为接枝共聚提供活性种，而后产生接枝点。
活性点处于链的末端，后才形成接枝共聚物。
1、从嵌段共聚物的角度来说，热塑性弹性体的组成是什么？各组成的作用是什么？答：热塑性弹性体是由大量的软嵌段和少量的硬嵌段组成的两相嵌段共聚物。
软硬两种嵌段各有各的用处，软嵌段提供柔韧的弹性，而硬嵌段则提供物理交联点和起填料的功能。
2、反应挤出过程对工艺条件的要求是什么？答：①高效率的混合功能：②高效率的脱挥功能③高效率的向外排热功能④合理的停留时间⑤强输送能力和强剪切功能1、什么是热力学相容性和工艺相容性？为什么说工艺相容性比热力学相容性应用更普遍？答：热力学相容性是指两种聚合物在热和比例时都能形成稳定的均相体系的能力，即指聚合物在分子尺寸上相容，形成均相共混体系。
工艺相容性是指由于聚合物的分子质量很高，黏度特别大，靠机械力场将两种混合物强制分散混合后，各项的自动析出或凝聚的现象也很难产生，故仍可长期处于动力学稳定状态，并可获得综合性能良好的共混体系。
因为工艺相容性仅仅是一个工艺上比较的概念，期含义是指两种材料共混对分散的难易程度，和所得的共混物的动力学稳定性，对于聚合物而言，相容性有两方面含义：一是可以混合均匀的程度，二是混合的聚合物分子间作用力，若分子间的作用力越相近，则越容易分散均匀，分散性越好。
2、影响聚合物共混的结构形态因素是什么？简述如何影响。
答：①两相组成的配比：在“海-岛”结构两相体系共混物中，确定哪一相为连续相，哪一相为分散相具有重要意义，可计算理论临界含量。
小于26%为分散相，大于74%为连续相。
②熔体黏度：黏度低的一相倾向于生成连续相，黏度高的一项倾向于生成分散相。
③黏度与配比的综合影响④粘度比、剪切应力及界面的综合影响：当分散相与之连续相黏度相等时，分散相粒径d达到一个最小值，当界面张力降低时，分散相颗粒粒径d变小，当剪切应力增大时，分散相粒径降低。
高聚物结构与性能
1．聚合物表面改性聚合物表面改性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。
（1）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。
化学氧化法是通过氧化反应改变聚合物表面活性。
常用的氧化体系有：氯酸-硫酸系、高锰酸-硫酸系、无水铬酸-四氯乙烷系、铬酸-醋酸系、重铬酸-硫酸系及硫代硫酸铵-硝酸银系等，其中以后两种体系最为常用。
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。
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。
（2）光化学改性主要包括光照射反应、光接枝反应。
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。
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。
（3）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。
（4）力化学处理是针对聚乙烯、聚丙烯等高分子材料而提出来的一种表面处理和粘接方法，该方法主要是对涂有胶的被粘材料表面进行摩擦，通过力化学作用，使胶黏剂分子与材料表面产生化学键结合，从而大大提高了接头的胶接强度。
力化学粘接主要是通过外力作用下高分子键产生断裂而发生化学反应，包括力降解、力化学交联、力化学接枝和嵌段共聚等。
（5）火焰处理就是在特别的灯头上，用可燃气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬时处理，使其表面发生氧化反应而达到表面改性的效果。
热处理是将聚合物暴露在热空气中，使其表面氧化而引入含氧基团。
（6）偶联剂是一种同时具有能分别与无机物和有机物反应的两种性质不同官能团的低分子化合物。
聚苯乙烯-g-聚乙二醇的制备及其表面改性作用
聚 苯 乙烯 － 乙二 醇 的 制 备及 其表 面 改性 作 用 聚
钱 浩 徐 华 明 黄 胜 梅
泉州 ３ ２２ ） ６ ０ １
（ 华侨大学材料科学与工程学 院 摘 要
通过沉 淀聚合方法 ， 利用 自由基共聚制备 了苯乙烯一 顺丁烯 二酸酐共 聚物 （ ＭＡ） 利用 Ｓ Ｃ： Ｓ ， Ｏ １的酰氯
维普资讯
第２ ４卷 第 ９期
２０ ０ ７年 ９月
应 用 化 学
ＣＨＩ Ｓ ＯＵＲＮＡ Ｐ Ｉ Ｄ Ｃ ＮＥ Ｅ Ｊ Ｌ ＯＦ ＡＰ Ｌ Ｅ ＨＥＭＩ Ｔ Ｙ Ｓ Ｒ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ． １２ ９ Ｓ ｐ． ００ ｅ ２ ７
学 纯试 剂 ： 业酒精 。 工 Ｎ Ｘ Ｓ Ｍ 型 红外光 谱仪 （ 国 Ｎｃｌ 公 司 ） 配备 变角 Ａ Ｒ附 件 ， Ｅ ＵＴ 美 ｉ ｅ ｏｔ ， Ｔ 反射 晶体 为 ｚ —ｅ晶体 ， ｎｓ 薄膜 用 夹具 固定 在 晶体 表 面 ， 扭 矩 扳 手 控 制 样 品 与 反 射 晶 体 问 的 压 力 。测 试 条 件 ： 辨 率 ２ｃ 用 分 ｍ一， 描 扫
２０ － ．０收 稿 ，０ ７ １２ ０ ６０ ３ ９ ２ ０ － －５修 回 ０
福建省 自然科学基 金（ ０ １０９） Ｅ ５ ０ １ 资助项 目
通讯联系人 ： ， 士， 钱浩 博 副教授 ； － ａ ：ｑ ｑ ＠ｙｈｏｅｍ ｅ ； Ｅ ｍ ｉ ｈ ｕ ｈ ａ ｏ．ｏ ．ｎ 研究方向 ： ｌ 聚合物表面改性 、 材料 纳米
—
Ｐ Ｇ） 有效 地调 节 了其与 聚苯 乙烯 之间 的相容 性 ， 高 了大分 子表 面改 性 剂 的使用 效 率 ， Ｅ ， 提 同时 实现 了
对 聚苯 乙烯表 面长效 改性 的 目的 。
高分子材料改性
表面改性
优点：处理效果好，无特殊设备要求 缺点：对材料面存在破坏，以及环境影响
2.过氧化物氧化法 （1）臭氧氧化法 （2）过氧化物氧化法 3.络合物化学处理法 4.碱处理法
表面改性
表面改性
筒状电极
电晕层外区 （暗区）
电晕放电
形成条件: 二电极曲率半径相差
悬殊 (线筒、线板、针板）
电晕层
线电极
特点： 1. 低电流密度(10-3-10-6A/cm2)
接枝产物的结晶度。同时接枝反应过程中存在着降解反应，使 PP的分子链断裂，在升温过程中存在着微晶的生长，使得结晶 度提高。因此PP-g-MAH的结晶度较PP树脂高，同时因微晶的 存在使得PP-g-MAH的透明度较基体PP树脂要高。
表面改性
在材料成型的过程中通过共混加入，随着剪切混炼作用分 布到改性界面。这种添加型表面改性剂在聚合物基体中的迁移 扩散并在聚合物表面富集是其改性效果体现的关键。 表面富集是指所研究的聚合物多相复合体系中，某一组分在聚合 物表面聚集，导致其在表面层的浓度高于其基体浓度的现象，而 具有表面活性的表面改性剂所产生的表面富集现象更为明显，成 为有效改善聚合物表面性质的重要助剂。
为确定PP是否与MAH发 生了接枝反应，将提纯后的接 枝产物经红外光谱测定，并与 纯PP的红外光谱图进行比较， 结果如图4所示。
从图4 可以看出，在 1740cm-1处出现了MAH的C=O 特征吸收峰，表明MAH确已 接枝PP分子链上。
从图5可以看出，PP在l60.1℃ 出现特征熔融峰，而PP-g-MAH的 熔融峰则向低温区移动。
采用的化学改性剂包括强酸，碱，过氧化物等。
表面改性
高分子表面改性剂的改性效果取决于共混体系中改性剂分子的 形态，而分子形态又与改性剂的亲水性化学结构、组成、相对 分子质量及共聚方式等因素密切相关。
高分子材料的表面改性.详解
XPS （X-ray photoelectron spectroscopy）
通过用X射线辐照样 品，激发样品表面除 H、He以外所有元素
中至少一个内能级的
光电子发射，并对产 生的光电子能量进行
分析，以研究样品表
面的元素和含量。
Ek为光电子动能；hν为激发光能量；
EB为固体中电子结合能；Φ为逸出功
电晕放电处理方式
1. 在薄膜的生产线上进行，即通常所说的热膜处理。 优点：处理效果好； 限制性：适用于处理完就使用的场合，比如马上用于印刷、涂布或复合； 2. 在薄膜的再加工线上进行，及通常所说的冷膜处理。 限制性：处理效果与薄膜存放时间有关。处理完后就应用。
3. 进行两次处理。
既在生产线上处理，又在再加工线上处理，为了保证使用前的表面质量
以等离子体存在的星系和星云
人造等离子体示例
地球上，等离子体的自然现象：如闪电、极光等； 人造等离子体，如霓虹灯、电弧等。
PbPb N Ca Na Cl
Pb
500
400
300
200
100
0
Binding Energy (eV)
XPS analysis showed that the red pigment used on the mummy wrapping was Pb3O4 rather than Fe2O3
Analysis of Carbon Fiber- Polymer Composite Material by XPS
C/O比与电流强度的关系与上述表面张力和剥离力类似，可见 LDPE表
面张力的增大和剥离力的提高与表面含氧量的增加有密切的关系。
7.2 火焰处理和热处理
● 火焰处理是用可燃性气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬间高
粉煤灰的表面改性技术及其在高分子聚合物中的应用
剂等表面处理技术来修饰粉煤灰的表面 川 一 。经适
当偶联 剂处 理后 的 粉 煤 灰 填充 到聚 合 物 中 ， 者 几 两 的近 似 交联 的链 网状结 构 。粉 煤灰 表 面改性所 用的改性
剂 以硅烷 偶联 剂 为主 ， 以助 改性 剂 为辅 ， 或选 用粉煤 灰 专用 改性剂 。改 性 效果 最 好 的是 某 些有 机硅 烷 ，
粉煤 灰是一 种大 小 不等 ， 形状 不 规则 的粒状 体 ， 主要 由硅铝 玻璃 、 晶矿 物 颗 粒 和 未 燃尽 的残 炭 微 微 粒所 组成 。我 国燃 烧 用 煤 含灰 分较 高 ， 以排 出 的 所 粉煤 灰量很 大 。大 量 的 粉 煤 灰 如 不加 以处 理 ， 会产
生扬 尘 ， 污染 大气 ， 人 体 健 康 危 害很 大 ； 对 排人 河 道
水 系会造成 河流 淤塞 ， 污染 水 质 ， 煤 灰渗 水使 地下 粉 水 产 生不 同程度 的污 染 ， 此 粉煤 灰 的处 理 和利 用 因
问题 已成 为我 国环 境保 护 与再 生 资源 开发 领域 的一 个 重要课 题 。但是 目前 粉煤 灰 的综 合应 用还 主要 集 中在建 筑和 道 路 工 程 等 方 面 ， 利 用 率 不 到 ４ ％ ， 且 ０
关 键 词 ： 煤 灰 ； 面改 性 技 术 ；塑 料 ； 胶 粉 表 橡 中 图分 类 号 ：Ｑ ３ ． Ｔ ５ ６４ 文献标识码 ： Ｅ 文 章 编 号 ：０ ８—０ １ ２ １ ） ５— ０ ５— ３ １０ ２ Ｘ（０ ０ ０ ０ ４ ０
Ｓ ｒａ ｅＭ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｃ ｎ ｌｇ ｆＦ ｙＡｓ ｎ ｔ ｐｉａｉｎ ｈ ｏｙ ｒ ｕ ｆｃ ｄｆ ａｉｎＴｅ ｈ ｏｏ ｙｏ ｌ ｈ ａ ｄ ＩｓＡｐ ｌ ｔ ｓｉ ｔ ｅＰ ｌｍｅ ｉ ｃ ｏ ｎ
聚合物材料的表面改性方法
聚合物材料的表面改性方法聚合物材料是一类具有广泛应用前景的材料，具有质轻、高强度、耐腐蚀等特点。
然而，由于其表面的化学稳定性较差，导致其在某些特殊环境下容易受到损伤。
为了改善聚合物材料的性能，人们通过表面改性方法对其进行处理，并赋予其更多的功能。
本文将介绍一些常见的聚合物材料的表面改性方法。
物理气相沉积（PVD）是一种常见的表面改性方法。
通过将金属等材料以适当的气氛转变为气体态，然后使其在高真空环境中与聚合物材料表面发生反应，从而形成一层新的材料。
PVD能够显著提高聚合物材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
此外，PVD还可以通过控制沉积参数来调节材料层的粗糙度和结构，从而实现对材料性能的精确调控。
化学沉积是另一种常见的聚合物表面改性方法。
化学沉积利用化学反应使金属或其他材料以原子或分子的形式沉积在聚合物材料的表面上。
与物理气相沉积不同，化学沉积可以在常压或低压下进行。
化学沉积能够根据反应条件的不同，形成不同厚度、形貌和成分的材料层，从而使聚合物表面的性能得到改善。
例如，通过化学沉积薄层二氧化硅，可以增强聚合物材料的耐候性和耐磨性。
离子注入是一种通过将离子注入到聚合物表面来改变其性能的方法。
离子注入可以显著改变聚合物的化学结构和表面性质，从而实现对材料性能的调节。
通过控制注入的离子种类和能量，可以使聚合物材料表面发生化学反应，形成新的摩擦性能、光电性能等。
离子注入方法具有对材料表面改性效果持久、成本低廉等优点，因此得到了广泛应用。
高能束流 (EB) 辐照是一种利用电子束对聚合物材料进行表面改性的方法。
在高能束流辐照下，能量较高的电子束穿透聚合物材料，与其分子相互作用，从而引发一系列化学反应。
这些反应可以引起预期的表面改性效果，如增加表面粗糙度、提高耐久性和改善光学性能等。
由于高能束流辐照能够实现材料的局部改性，因此在一些特定应用中得到了广泛应用。
总之，聚合物材料的表面改性是提高其性能的重要途径。
通过物理气相沉积、化学沉积、离子注入和高能束流辐照等方法，可以赋予聚合物材料更多的功能性和改善其性能。
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。