高分子材料改性原
高分子化学改性
高分子材料改性（Modification of Polymeric Materials）（讲稿）第一讲第一章聚合物的化学改性什么是聚合物化学改性？聚合物化学反应的基本类型：聚合物与低分子化合物的反应、聚合物的相似转变、聚合物的降解与交联、聚合物大分子间的反应。
聚合物化学反应的作用：改变结构、提高性能，合成新的聚合物，扩大应用范围，在理论上研究和验证高分子的结构研究影响老化的因素和性能变化之间的关系，研究高分子的降解，有利于废聚合物的处理第一节聚合物的熔融态化学1.1 聚合物熔融态化学的研究目的与任务1.1.1 研究目的聚合物熔融态化学的研究目的是促进高分子材料行品种的开发、优化高分子材料的性能、提高材料的质量、推动新的成型加工技术的发展。
1.1.2 研究任务（1）为高分子材料的化学改性和通用聚合物的高性能化提供理论基础；（2）其次为多相复合材料界面相容性问题的解决提供思路；（3）为功能性高分子的开发提供理论基础；（4）创新高分子材料成型加工技术1.2 熔融态化学反应1.2.1 高分子化学反应的分类聚合度基本不变的反应：侧基和端基变化（相似转变）（聚合度相似转变：聚合物与低分子化合物作用，仅限于基团转变，聚合度基本不变的反应，称相似转变）聚合度变大的反应：交联、接枝、嵌段、扩链聚合度变小的反应：降解，解聚1.2.2 高分子化学反应的特点高分子官能团可以起各种化学反应，由于高分子存在链结构、聚集态结构，官能团反应具有特殊性。
1. 反应产物的不均匀性高分子链上的官能团很难全部起反应一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同基团，类似共聚产物 例如聚丙烯腈水解:1.3 熔融态化学反应的应用 1.3.1 聚合度相似的化学转变 (1)聚酯酸乙烯酯的醇解 聚乙烯醇只能从聚酯酸乙烯酯的水解得到 聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品(2) 以苯乙烯－二乙烯苯共聚物为母体的离子交换树脂，是芳环取代反应的典型例子CH 2 CH3CH 3OH CHSOC-SNa RCH OCH 2CH 2 CH CHOH CH CH 2 CH O 22NR 3Cl+23OH31.3.2聚合度变大的反应以交联反应为例。
PP共混改性综述
北京化工大学高分子材料改性原理及技术论文论文题目:PP共混改性的概述提交论文时间：2018年 12月5日目录第二章PP的共混改性 (4)1.改进PP耐低温冲击性 (4)1.1 PP／EPR、PP／EPDM (5)1.2 PP／SBS (5)1.3 PP／POE (6)1.4 PP／POE／PE (7)2.改进PP透明性 (9)2.1基体树脂的选用 (9)2.2成核剂的选用 (10)2.3成核剂用量的确定 (10)2.4其他助剂对透明性的影响 (11)2.5挤出工艺温度的影响 (11)2.6聚丙烯透明改性后的典型性能分析 (12)3. 改进PP着色性 (12)3.1工艺路线确定 (12)3.2结果与讨论 (13)4. 改进PP亲水性 (13)4.1 亲水助剂 (14)4.2 共混体系相容性 (14)4.3 其它工艺条件 (15)4.4 共混对聚丙烯其它性能的影响 (15)5. 改进PP抗静电性 (15)5.1实验试剂 (16)5.2核一壳结构聚苯胺粉末的制备 (16)5.3聚丙烯／聚苯胺复合材料的制备 (16)5.4测试 (16)5.5 结果与讨论 (16)参考文献 (17)第二章PP的共混改性聚丙烯 ( PP)是由丙烯聚合而得到的高分子化合物。
由于其原料丰富, 合成工艺比较简单, 与其他通用热塑性塑料相比, PP 具有相对密度小、价格低, 并有突出的耐应力、开裂性和耐磨性, 近年来发展迅速。
它是通用热塑性塑料中增长最快的品种, 在经济建设和人民生活中的地位日益重要, 成为塑料中产量增长最快的品种, 但聚丙烯也存在低温脆性、机械强度和硬度较低、成型收缩率大、易老化、耐温性差等缺点。
为了长期使用并扩大应用范围, 需对聚丙烯塑料进行改性。
PP改性的主要方法有化学法（共聚、交联、接枝）和物理法（填充和共混）。
国外对接枝等化学改性法研究较多，而且总的来说，化学改性法难度大，对经济技术等要求较高，所生产的树脂牌号较少，满足不了工业上对材料的高抗冲需求，而共混法工艺简单，经济实用，有很好的发展前景。
高分子材料的合成与改性
高分子材料的合成与改性高分子材料在现代工业和科学中具有重要的地位，其广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维材料、涂料等领域。
高分子材料的性能往往直接关系到其合成方法和改性方式。
本文将介绍高分子材料的合成方法和改性技术，以及这些方法和技术在不同领域的应用。
一、高分子材料的合成方法高分子材料的合成方法主要包括聚合法、缩聚法和交联法。
聚合法是将单体分子通过化学反应逐一连接成长链高分子，常见的聚合方法有自由基聚合和阴离子聚合。
缩聚法是通过反应两种或多种具有活性基团的分子，使它们相互连接形成高分子，如酯交换反应和酰胺缩合反应。
交联法是在聚合体中引入交联剂，使其形成三维网络结构，从而增加材料的力学性能和热稳定性。
二、高分子材料的改性技术1. 添加剂改性添加剂改性是通过向高分子材料中添加适量的改性剂来改变其性能，常见的添加剂包括增塑剂、增韧剂、阻燃剂等。
增塑剂可以提高材料的柔软性和延展性，增韧剂可以增加材料的韧性和抗冲击性，阻燃剂可以提高材料的阻燃性能。
2. 聚合改性聚合改性是将具有特定功能基团的单体引入到高分子材料中，使其具有新的性能。
例如，引入亲水性基团可以提高材料的亲水性；引入功能性基团可以使材料具有生物活性等。
3. 化学修饰化学修饰是在高分子材料表面进行化学反应，改变其表面性质。
常见的化学修饰方法包括硫化、酸碱处理、活性基团的引入等。
化学修饰可以改善材料的粘接性能、耐热性和抗溶剂性。
4. 物理改性物理改性是通过对材料进行物理处理，改变其结构和性能。
常见的物理改性方法包括拉伸、压缩、注塑等。
物理改性可以改变材料的力学性能、热性能和透明性。
三、高分子材料的应用高分子材料具有广泛的应用前景，以下介绍其中几个典型应用领域：1. 塑料制品高分子材料在塑料制品中有着广泛的应用，如包装材料、电子产品外壳、汽车零部件等。
在塑料制品的生产中，通过改变高分子材料的合成方法和改性技术，可以实现塑料材料的力学性能、透明性、耐热性等方面的优化。
高分子改性材料
高分子改性材料高分子改性材料是指将高分子材料通过物理或化学方法与其他物质进行相互作用，使其性能发生明显改变的材料。
高分子改性材料在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
下面就高分子改性材料的种类、制备方法和应用领域进行详细介绍。
高分子改性材料主要有以下几类：共混物、复合材料、共聚物和交联物。
共混物是指将两种或多种高分子材料混合后形成的新材料，它们之间没有化学反应，只是物理上混合在一起。
复合材料是指在高分子基体中加入其他材料（如纤维、颗粒等），以增强材料的某些性能。
共聚物是指两种或多种单体在聚合过程中同时存在而共聚成的高分子材料。
交联物是指在高分子材料中引入交联结构，以提高材料的力学性能和热稳定性。
高分子改性材料的制备方法多种多样，包括物理法、化学法和辅助法。
物理法主要包括共混、溶胶凝胶、胶体稳定法等；化学法主要包括共聚、交联和化学修饰等；辅助法包括扩散法、溶胶浸渍法等。
制备方法的选择取决于所需改性效果和原材料特性。
高分子改性材料具有广泛的应用领域。
在材料工程领域，高分子改性材料可以提高材料的强度、硬度、韧性和耐磨性，延长材料的使用寿命。
同时，高分子改性材料的改性效果还可以通过调控其结构和表面性质来调整材料的电学、光学和磁学性能，使其在电子器件、光学器件和传感器等领域得到应用。
在环境保护领域，高分子改性材料的改性效果可以使废弃物得到有效利用，减少环境污染。
在医学领域，高分子改性材料可以用于制备生物材料和医用材料，如人工关节、心脏支架等，在实现人工替代器官和组织工程方面发挥重要作用。
综上所述，高分子改性材料作为一种重要的材料类别，在工业生产和科学研究中具有广泛的应用前景。
随着科技的快速发展，对高分子改性材料的需求也将不断增加，相信这将进一步推动高分子改性材料的发展和应用。
第七章--高分子材料的表面改性
● 这些高能粒子与聚合物表面作用，使聚合物表面产 生自由基和离子，在空气中氧的作用下，聚合物表面 可形成各种极性基团，因而改善了聚合物的粘接性和 润湿性。电晕处理可使薄膜的润湿性提高，对印刷油 墨的附着力显著改善。
● 表面化学组成：X射线光电子谱（XPS, X-ray Photoelectron Spectroscopy，ESCA, Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）；
● 表面处理效果：性能的改进（粘结强度，印刷性、染色性 等）
XPS简单介绍：
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。
7.3 化学改性
● 化学处理是使用化学试剂浸渍聚合物，使其表面发生化学的和物理的 变化。 7.3.1 含氟聚合物
含氟聚合物，具有优良的耐热性、化学稳定性、电性能以及抗水气 的穿透性能，在化学、电子工业和医学方面有广泛应用。但含氟聚合物 的表面能很低，是润湿性最差粘结最难的聚合物，使其应用受到限制。 因此必须表面改性。 对含氟聚合物表面进行化学处理，广泛使用的是钠萘或钠氨溶液， 可提高其表面张力和可润湿性，改善其与其他材料的粘结性。
7.5.2 等离子体处理对聚合物表面的改性效果
（1）表面交联
CH2 CH 2 + He 2 ( CH 2 CH ) CH 2 CH + H .
+
高分子材料改性
1填充改性：在聚合物基体中或在聚合物加工成型过程中加入一系列在组成结构不同固体添加物。
2混杂增强：是一种以上不同品种的增强纤维或其他增强材料匹配在一起用于聚合物得到复合材料。
3纤维的临界长度lc：以基体包裹纤维的复合物在顺纤维轴上拉伸。
当从整体传到纤维上的应力刚能使纤维断裂时纤维的应有长度。
4 IPN：是两种或两种以上的共混聚合物，分子链相互贯穿并至少一种聚合物分子链以化学键的方式交联而形成的网络结构。
5高分子合金：在显微镜下观察可以聚合物共混物具有类似金属合金的相结构（即宏观不分离，微观非均相结构）称为高分子合金。
6相容性：指聚合物彼此互相容纳，形成宏观均匀材料的能力。
7纳米复合材料：指其中至少有一相物质是纳米级（1—100nm）范围内的多相复合材料。
8海-岛结构：是一种两相体系，且一项为连续相，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。
9等粘点：A组分与B组分熔体黏度相等的这一点，称为“等黏点”问答可能题1.熔融态化学反应类型及各自的影响因素？答：类型：交联反应、接枝反应、降解反应、官能团反应。
影响交联因素：1过氧化物的品种与用量2交联时间与温度3环境气氛4抗氧剂5酸性物质6填充剂7助交联剂影响接枝因素：1接枝单体的含量2引发剂3反应温度4反应时间5交联或降解的控制6共单体2填料的性质？答：（1）几何形态特征：球状（加工流动性）：玻璃微珠片状（刚性）：云母、滑石粉（2）粒径小，填充效果好（分散均匀）粒径表示方法：1.平均粒径（） 2.目数（每平方英寸筛网上的筛孔数） 3.比表面积（）（3）表面形态与性质：光滑（加工流动性）、粗糙（机械互锁、有大量微孔（有一定互锁作用）3.填料的分散混合过程？答：大致分四个过程。
<1>使聚合物添加剂粉碎。
将聚合物和填料加入到体系中，在外界作用下将大块聚合物和添加剂破碎成较小粒子。
<2>使添加剂渗入到聚合物中。
聚合物在剪切热和传导热作用下，降到黏流状时，使速度加快，较小粒子克服聚合物内聚力，渗入到聚合物中。
高分子改性材料
高分子改性材料
高分子改性材料是指将一种或多种高分子材料与其他物质进行物理或化学改性，以改善原材料的性能、功能和应用范围的材料。
高分子改性材料在工程领域、医学领域、环保领域等方面有着广泛的应用，对于提高材料的性能和功能起着至关重要的作用。
首先，高分子改性材料可以通过改善材料的力学性能来提高材料的强度和韧性。
例如，通过在高分子材料中添加纤维增强剂，可以显著提高材料的抗拉强度和耐冲击性能，使其在工程领域中得到更广泛的应用。
此外，还可以通过改变高分子材料的分子结构和分子量分布来调控材料的力学性能，从而满足不同领域对材料性能的需求。
其次，高分子改性材料可以通过改善材料的耐热性、耐腐蚀性和耐老化性来提
高材料的稳定性和耐用性。
例如，通过在高分子材料中引入稳定剂、抗氧化剂和光稳定剂，可以有效提高材料的耐候性和耐老化性，延长材料的使用寿命。
此外，还可以通过改变高分子材料的结晶形态和晶体结构来提高材料的耐热性和耐腐蚀性，使其在极端环境下仍能保持良好的性能。
另外，高分子改性材料还可以通过改善材料的表面性能来提高材料的附着性、
润湿性和耐磨性。
例如，通过在高分子材料表面引入亲水基团或疏水基团，可以显著改善材料的润湿性和界面相容性，提高材料的附着性和耐磨性，使其在涂料、粘接和润滑等方面得到更广泛的应用。
总的来说，高分子改性材料是一种重要的功能材料，通过改善材料的力学性能、稳定性和表面性能，可以满足不同领域对材料性能的需求，推动材料科学和工程技术的发展。
随着科学技术的不断进步，相信高分子改性材料将会在更多领域展现出其巨大的应用潜力。
高分子材料表面界面改性研究
高分子材料表面界面改性研究高分子材料是现代材料科学中的热门和重要研究领域之一，是指其分子量可在数十万到数百万之间的材料。
由于高分子材料的优良特性，其广泛应用于医药、食品、电子、建筑、汽车等方面。
但高分子材料表面的性质和特性限制了其应用的范围和效果。
因此，人们对高分子材料表面界面改性的研究日益引起了关注。
高分子材料的表面性质与其它材料不同。
它的表面能较低，比如对于聚合物材料，它的表面能通常只有25-40mJ/m2，比水和玻璃低得多。
这使得其表面易於被污染和附着不易去除的污垢，从而影响材料的物化状态。
通过改善材料表面的可湿性和润湿性，可以提高材料的性能和降低使用过程中的故障率。
高分子材料表面界面改性涉及很多方面。
其中一种方法是物理方法，如可高能离子轰击和激光辐照。
这些方法可提高表面能，增加表面活性，改变材料表面形貌以及介电性和机械性能。
另一种比较重要的方法是应用化学方法，包括化学沉积、电沉积、离子交换以及化学修饰等。
化学修饰是一种采用化学方法改变材料表面的化学性质的方法。
通过表面处理或修饰，可以形成新的化学键，改变其表面化学性质，从而实现高分子材料的表面性能的控制和调整。
这些表面修饰分为随机修饰和定向修饰两种。
随机修饰方法是改变表面化学性质的最基本方法之一。
他们通过改变材料表面的化学特性，来自地址材料的特殊要求。
通常采用的方法包括辐射接枝、等离子体聚合、交联及改性等技术，这些技术可形成随即的化学功能分子，本质上是将化学功能分子或聚合物链接到基体材料表面。
一种比较典型的随机修饰方法是离子交换。
离子交换材料（IEM）是具有正离子交换组分的高分子材料，其中的正离子置换了材料的原子基。
离子交换的机理是通过离子与基体中的离子进行交换，从而改变表面性质。
例如，切尔西蓝（chelseablue）离子能够与聚乙烯亚胺（PEI）的氮原子进行电荷转移，产生基础上的化学反应，并与PEI交换，从而改变了材料的表面性质。
定向修饰方法是一种更为高级的表面修饰方法，通过修饰材料表面的化学键制备定向功能材料。
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2.填充改性与纤维增强复合材料
在聚合物的加工成型过程中，在多数情 况下，是可以加入数量多少不等的填充剂 的。这些填充剂大多是无机物的粉末。人们 在聚合物中添加填充剂有时只是为了降低成
本。但也有很多时候是为了改善聚合物的性 能，这就是填充改性。由于填充剂大多是无
机物，所以填充改性涉及到有机高分子材料 与无机物在性能上的差异与互补，这就为填
充改性提供了宽广的研究空间和应用领域。
在填充改性体系中，炭黑对橡胶的补强 是最为卓越的范例。正是这一补强体系，促
进了橡胶工业的发展。在塑料领域，填充改 性不仅可以改善性能，而且在降低成本方面
发挥了重要作用。
纤维增强复合材料更是一代性能卓越的 材料，其突出的“轻质高强”的特色，使其 获得了广泛的应用。
第一个实现工业化生产的共混物是1942 年投产的 聚氯乙烯与丁腈橡胶的共混物。1948年，高抗冲 聚苯乙烯研制成功，同年，ABS也问世。迄今， ABS已成为应用最广泛的高分子材料之一。
1960年，聚苯醚与聚苯乙烯的共混体系研制成功。 这种共混物现已成为重要的工程材料。
1964年，四氧化锇染色法问世，应 Nhomakorabea于电 镜观测，使人们能够从微观上研究聚合物两 相形态，成为聚合物改性研究中的重要里程 碑.
互穿聚合物网络可以看作是一种用化学方法 完成的共混。在IPN中，两种聚合物相互贯 穿，形成两相连续的网络结构。
相互贯穿聚合物的应用目前尚不普遍，但发 展前景仍不可估量。
4.表面改性
材料的表面特性是材料最重要的特性之一。随着高 分子材料工业的发展，对高分子材料不仅要求其内 在性能要好，而且对表面性能的要求也越来越高。 诸如印刷、粘合、涂装、染色、电镀、防雾，都要 求高分子材料有适当的表面性能。
1.共混改性
高分子共混改性的产生与发展，与冶金 工业的发展颇有相似之处。在冶金工业发 展的初期，人们致力于去发现新的金属。然 而，人们发现，地球上能够大量开采且有利 用价值的金属品种只有很少的几种。于是， 人们转而采用了合金的方法，获得了多种多 样性能各异的金属材料。
聚合物共混的定义
聚合物共混的本意是指两种或两种以上聚合物 经混合制成宏观均匀的材料的过程。在聚合物共混 发展的过程中，其内容又被不断拓宽。广义的共混 包括物理共混、化学共混和物理／化学共混。其中， 物理共混就是通常意义上的混合，也可以说就是聚 合物共混的本意。化学共混如聚合物互穿网络 （IPN），则应属于化学改性研究的范畴。物理／ 化学共混则是在物理共混的过程中发生某些化学反 应，一般也在共混改性领域中加以研究。
将不同性能的聚合物共混，可以大幅度地提高
聚合物的性能。聚合物的增韧改性，就是共混改性 的一个颇为成功的范例。诸多具有卓越韧性的材料 通过共混改性的方式被制造出来，并获得了广泛的 应用。聚合物共混还可以使共混组分在性能上实现 互补，开发出综合性能优越的材料。对于某些高聚 物性能上的不足，譬如耐高温聚合物加工流动性差， 也可以通过共混加以改善。将价格昂贵的聚合物与 价格低廉的聚合物共混，若能不降低或只是少量降 低前者的性能，则可成为降低成本的极好的途径。
3.化学改性
化学改性包括嵌段和接枝共聚、交联、互穿 聚合物网络等，是一个门类繁多的博大体系。
嵌段和接枝共聚的方法在聚合物改性中应用 颇广。嵌段共聚物的成功范例之一是热塑性 弹性体，它使人们获得了既能像塑料一样加 工成型又具有橡胶般弹性的新型材料。
接枝共聚产物中，应用最为普及的当属 ABS ，这一材料优异的性能和相对低廉的 价格，使它在诸多领域广为应用。
1965年，热塑性弹性体问世。
1975年，Du Pont公司开发了超韧尼龙， 冲击强度比尼龙有了大幅度提高。这种超韧 尼龙是聚酰胺与聚烯烃或橡胶的共混物。
在理论方面，聚合物改性理论也在不断发展。 以塑料增韧理论为例，20世纪年70代以前， 增韧机理研究偏重于橡胶增韧脆性塑料的研 究。
80年代以来，则对韧性聚合物基体进行了 研究.
高分子材料原理与实践
辛志荣
参考书
《高分子材料改性技术》，王琛等，中国纺 织出版社；
《聚合物改性》，王国全等，中国轻工业出 版社；
《聚合物共混改性》，吴培熙等，中国轻工 业出版社。
《聚合物共混物：组成与性能》，殷敬华等 译，科学出版社。
第一章 绪论
一、聚合物改性发展简况
世界上最早的共混高分子材料制成于1912年；最 早的接枝共聚物制成于1933年；最早的互穿网络 聚合物制成于1942年；最早的的嵌段聚合物制成 于1952年。
三、聚合物改性的主要方法
诸如此类的问题，都要求对聚合物进行改 性。可以说，聚合物科学与工程学就是在不 断对聚合物进行改性中发展起来的。聚合物 改性使聚合物材料的性能大幅度提高，或者 被赋予新的功能，进一步拓宽了高分子聚合 物的应用领域，大大提高了高聚物的工业应 用价值。 高分子材料的改性方法多种多样，总体 上可划分为共混改性、填充改性、复合材料、 化学改性、表面改性几大类。
由此，表面改性方法就逐步发展和完善起来。时至 今日，表面改性已成为包括化学、电学、光学、热 学和力学等诸多性能，涵盖诸多学科的研究领域， 成为聚合物改性中不可或缺的一个组成部分。
进入90年代，非弹性体增韧机理的研究又开 展起来。
新材料的不断出现，也为聚合物改性开辟了 新的研究课题。在填充改性方面，纳米粒子 的开发，使塑料的增韧改性有了新的途径。 碳纤维、芳纶纤维等新型纤维，则使复合材 料研究提高到新的水平和档次。
可以预见，在今后，聚合物改性仍将是高分 子材料科学与工程最活跃的领域之一。
二、聚合物改性的重要性
聚合物作为20 世纪发展起来的材料，因其优越的综 合性能，相对较为简便的成型工艺，以及极为广泛的 应用领域，而获得了迅猛的发展。
然而，高分子材料又有诸多需要克服的缺点。以塑料 为例，有许多塑料品种性脆而不耐冲击，有些耐热性 差而不能在高温下使用。还有一些新开发的耐高温聚 合物，又因为加工流动性差而难以成型。再以橡胶为 例，提高强度、改善耐老化性能、改善耐油性等都是 人们关注的问题，而且，传统橡胶的硫化工艺也已制 约了其发展。