聚合物共混改性原理及应用
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。
2第二章聚合物共混改性基本原理

2第二章聚合物共混改性基本原理聚合物共混改性是指将不同种类的聚合物混合在一起,通过相互作用、相互渗透以及相互分散,来改善聚合物材料的性能。
聚合物共混改性的基本原理涉及到相互作用、相容性、相互渗透、相互分散等多个方面。
首先是相互作用。
不同种类的聚合物在混合过程中,由于存在不同的结构和功能团,会产生各种相互作用力,如范德华力、静电作用力、水力作用力等。
这些相互作用力可以在分子层面上改变聚合物链的结构,从而改变聚合物材料的性能。
其次是相容性。
在聚合物共混改性中,相容性是一个重要的问题。
如果两种聚合物具有相似的结构和化学性质,则有可能发生物理和化学上的相容作用,使得共混体系更为稳定。
相反,如果两种聚合物的结构差异较大,则相互之间会出现相容性问题,容易导致相互分相和相互分离。
因此,相容性是影响聚合物共混改性的一个重要因素。
其次是相互渗透。
相互渗透是指在共混体系中,两种聚合物在分子层面上相互渗透的现象。
当两种聚合物具有适当的相互作用力和相容性时,可以实现相互渗透,从而改善材料的性能。
相互渗透可以改变聚合物的链结构和比例,提高聚合物的拉伸、弯曲和抗冲击性能等。
最后是相互分散。
相互分散是指在共混体系中,两种或多种聚合物能够均匀分布在整个材料中。
相互分散的好坏直接影响着材料的性能。
当聚合物分子链之间有较好的相容性和相互作用力时,可以实现较好的相互分散,从而提高材料的强度、硬度和耐热性等。
除了上述基本原理外,还有其他一些影响共混改性的因素,如共混体系的配比、共混过程的温度和压力等。
通过合理的配比和控制共混条件,可以进一步改善共混体系的性能。
总之,聚合物共混改性是通过相互作用、相容性、相互渗透和相互分散等多种机制来改善材料性能的一种方法。
通过合理选择和操控不同种类聚合物的相互作用,可以实现在材料中形成一种新的有机整体,从而提高材料的性能和应用范围。
聚合物共混改性原理与应用2

聚合物共混改性原理与应用2聚合物共混改性原理与应用2相容性是指混合在一起的聚合物之间存在一定的相互吸引力,使它们能够混合均匀而不发生相分离。
聚合物的相容性取决于其化学结构和相似性,通常情况下,具有相近结构和性质的聚合物更容易相容。
相容性的提高可以通过一些物理或化学方法实现,例如对聚合物进行预处理,添加共混剂和控制混合温度等。
互穿网络是指两种或多种聚合物在混合过程中形成网络结构,使聚合物之间形成物理或化学的交联,从而增加材料的力学性能和稳定性。
通过互穿网络,不同聚合物之间形成的交联点可以加强材料的强度和刚度,同时也可以提高材料的抗拉伸性、耐热性和抗溶剂性等。
1.提高聚合物的力学性能:通过将不同类型的聚合物混合在一起,可以有效提高材料的强度、刚度、韧性和耐磨性等力学性能。
例如,将聚丙烯和聚酰胺共混改性,可以提高材料的强度和刚度,使其适用于制造高强度结构件。
2.改善聚合物的热稳定性:由于不同类型的聚合物具有不同的热分解温度和稳定性,通过共混改性可以使材料的热稳定性得到提高。
例如,将聚丙烯和聚苯乙烯共混改性,可以提高材料的热稳定性,使其在高温环境下更加稳定。
3.调控材料的光学性能:通过将具有不同光学性质的聚合物进行共混改性,可以调控材料的透明度、折射率和色散性能等。
这对于制备光学材料和光学器件具有重要意义。
4.改善材料的耐化学性:聚合物共混改性可以提高材料的抗溶剂性和抗腐蚀性,使其能够在恶劣的化学环境中使用。
例如,将聚乙烯和聚丙烯酸共混改性,可以提高材料的耐酸碱性和耐腐蚀性。
5.制备功能性聚合物材料:通过将具有不同功能的聚合物进行共混改性,可以制备出具有特定功能的复合材料,如导电聚合物、生物可降解聚合物和自愈合聚合物等。
这些功能性材料在电子、医疗和航空航天等领域有着广泛的应用前景。
总的来说,聚合物共混改性是一种有效的方法,可以通过将不同类型的聚合物混合在一起,实现材料性能的综合优化。
随着科技的不断发展,聚合物共混改性在材料领域的研究和应用将越来越广泛。
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。
聚合物共混改性原理与应用

PA PA/MBS PA/MBS/相容剂 PA/MBS/相容剂/纳米BaSO4
冲击强度KJ/m2 4.2 10.7 57.9 85.9
理论概貌
共混过程 途径
共混物性能 微观形态 结构要素 相容热力学 理论基础
围绕共混物性能这一核心,展开共混过 程、共混物形态、相容热力学的讨论, 就构成了共混理论的基本框架。 共混物性能也有若干理论问题需要探讨, 以增韧理论为例
聚合物共混改性原理与应用
乔辉 qiaoh@ 2010-9-6
参考书
聚合物共混改性原理与应用 王国全 中国轻工业出版社 聚合物改性 王国全 中国轻工业出版社
第一章 绪 论
1.1 聚合物共混发展概述 1.2 聚合物共混的优势 1.3 聚合物共混的应用与研究
1.1 聚合物共混发展概述
共混涵盖范围 物理共混 物理/化学共混 聚合物/无机填充体系 短纤维增强聚合物体系
面空洞理论
80年代以来,则对韧性聚合物基体进行了研究。 90年代以后,非弹性体(刚性有机粒子或刚性 非弹性体( 无机粒子)增韧机理的研究广泛开展起来,为 无机粒子) 高强度、高韧性新型材料的开发奠定了理论基 础。
新的测试技术及仪器
高分辨率电子显微镜 原子力显微镜 激光共聚焦扫描显微镜 X射线光电子能谱
2理论研究 界面的表征与特性 共混体系分散过程 共混对于性能的作用机理 3应用基础研究 高性能材料 相容剂
本课程特色
共混理论体系为基础,同时注重共混理 论的实际应用,力求促进聚合物共混基 础研究与实际应用的结合。
1960年,PPO/PS,加工性好,相容性好, 1965年实现工业化应用。 PPO是使用综合性能良好的工程塑料, 缺点是熔体流动性差,成型温度高,制 品易产生应力开裂。 与PS良好的相容性,可以任意比例共混, 改善PPO的加工性。
聚合物共混改性原理与应用5

聚合物共混改性原理与应用5聚合物共混改性原理与应用51.化学相容性:聚合物共混改性的成功关键在于所选择的聚合物之间的化学相容性。
如果两种聚合物能够形成相互溶解的体系,即聚合物链能够相互扩散并与对方形成强的相互作用力,就可以达到物理共混,从而改变聚合物材料的性能。
2.相互作用力:共混聚合物中,不同聚合物之间的相互作用力起到了关键作用。
常见的相互作用力包括范德华力、氢键、弱键、离子相互作用等。
通过选择合适的相互作用力和控制共混聚合物中的相互作用力强度,可以实现聚合物材料的性能的调控和优化。
3.共混机理:共混聚合物的形成遵循着一定的共混机理。
常见的共混机理包括相互扩散和混合、溶解组成物实现物理相互作用、交联反应实现化学相互作用等。
在共混改性中,了解和理解聚合物共混机理对于实现想要的改性效果至关重要。
1.提高材料性能:通过将不同的聚合物共混在一起,可以使材料具备更多的优点和特性。
例如,将具有较高强度和刚性的聚合物与具有耐磨性和耐氧化性的聚合物共混,可以使材料具备优良的机械性能和耐用性。
2.改善加工性能:将具有较低熔点的聚合物和具有较高熔点的聚合物共混,可以降低材料的熔点和粘度,提高材料的流动性,从而改善材料的加工性能。
这种方法在塑料加工和合成纤维等领域中得到广泛应用。
3.调控界面性能:聚合物共混改性可以调控界面效应,从而改善材料的界面性能。
例如,在聚合物共混体系中添加亲水性或疏水性添加剂,可以改变材料的表面性质,使其具备阻燃性、防水性或亲油性等特性。
4.实现多功能化:通过将具有不同功能的聚合物共混在一起,可以实现材料的多功能化。
例如,将具有导电性的聚合物与具有光学性能的聚合物共混,可以制备出具有导光、导电和防静电等功能的材料,广泛应用于电子和光电器件中。
总之,聚合物共混改性是一种重要的材料改性方法,通过调控聚合物之间的化学和物理相互作用,可以实现材料性能的调控和优化。
在不同领域和应用中,聚合物共混改性具有广泛的研究和应用价值。
聚合物共混改性

可以实现分子级别的混合,且乳液稳定性 好,易于储存和运输。
缺点
应用范围
破乳过程可能产生大量废水,对环境造成 污染。
适用于含有亲水性基团的聚合物之间的共混 。
其他共混方法
熔融插层法
利用插层剂将两种或多种聚合物在熔融状态下插入到彼此的分子链之间,形成共 混物。这种方法可以实现分子级别的混合,但需要选择合适的插层剂和反应条件 。
弯曲强度
衡量材料在弯曲过程中所 能承受的应力,反映聚合 物的刚性和抗弯曲能力。
冲击强度
衡量材料在冲击载荷下的 抵抗能力,反映聚合物的 韧性和抗冲击性。
热学性能表征
热稳定性
01
衡量聚合物在高温下的稳定性,通过热失重分析(TGA)等方
法进行评估。
玻璃化转变温度(Tg)
02
反映聚合物的热性质和相变行为,影响聚合物的使用温度和范
界面作用原理
界面张力
聚合物共混体系中,不同组分间的界 面张力影响共混效果,界面张力越小 ,共混效果越好。
界面增容
通过添加增容剂、采用特殊加工技术 等手段,增强聚合物共混体系的界面 相容性和稳定性。
界面相互作用
聚合物共混体系中,组分间可能产生 化学键合、物理缠结等相互作用,增 强界面结合力,提高共混效果。
分类
根据混合方式和相容性的不同,聚合物共混改性可 分为机械共混、溶液共混、乳液共混和熔融共混等 。
发展历程及现状
发展历程
聚合物共混改性的研究始于20世纪50年代,随着高分子科学 的发展,其理论和应用不断得到完善。目前,聚合物共混改 性已成为高分子材料科学领域的一个重要研究方向。
现状
随着科技的进步和需求的增长,聚合物共混改性的研究不断 深入,新型共混材料和改性技术不断涌现。同时,聚合物共 混改性的应用领域也在不断扩展,涉及到汽车、电子、医疗 、建筑等多个领域。
聚合物共混改性原理与应用完整版本

❖③ 聚合物加工性能可以通过共混给以改善。
❖④ 聚合物共混可以满足一些特殊的要求,制备 一系列具有崭新性能的新型聚合物材料。
❖⑤ 对某些性能卓越,但价格昂贵的工程塑料, 可通过共混,在不影响使用要求条件下降低原 材料成本。
➢ 聚合物共混改性领域最新动态
质量份数 质量分数:A/B ( X/Y ) 体积分数
当共混组分中有共聚物,且有必要标明时 A/B =m:n ( X/Y ) 例如:聚氯乙烯/苯乙烯-丙烯腈=75:25 ( 95/5 )
4.关于共混物形态的基本概念
共混物组分 (配方)
例:HIPS
第1章 绪论
❖ 高分子新材料的研发途径:
(1)合成新的高分子材料(早期的主要手段)
(2)优化现有的高分子材料(即高分子材料的 改性)
➢ 聚合物共混改性的发展概况
❖ 1942 研制成PVC/NBR共混物,NBR作为常效增塑剂使 用,发表了热塑性聚合物共混物的第一份专利
❖ 1942 制成苯乙烯和丁二烯的互穿网络聚合物(IPN),商品 名为“Styralloy”,首先使用“聚合物合金”
③增容技术的进展。非反应型、反应型增容剂不断扩展品种和 应用
第2章 聚合物共混 的基本概念
❖基本概念
➢ 聚合物共混物(Polymer blend)是指两种或两 种 以 上 均 聚 物 或 共 聚 物 的 混 合 物 。 PS/PMMA PS/乙烯-醋酸乙烯
➢ 聚合物共混物中各聚合物组分之间主要是物理 结合(次价力结合:范德华力、氢键),因此 聚合物共混物与共聚高分子是有区别的。
M 2M 2M 2
M 1M 1M 1 M 1M 1M 1 M 1M 1M 1
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聚合物共混改性原理及应用```````4057一.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 )3. A.均相体系4. B 海-岛结构5.C 海--海结构6. 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。
2.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能ΔG<0 。
3.当分散相颗粒变小时,比表面积增大,界面能也相应增大,使分散相颗粒进一步破碎所需的能量也相应增大。
4.在聚合物共混过程中,同时存在分散过程与聚集过程这一对互逆的过程。
5.关于聚合物共混物的形态,有两个关键的因素,其一是分散相颗粒的平均粒径,其二是分散相颗粒在连续相分布的均匀程度。
6.对于牛顿流体,在We的临界值的最低点,分散相最容易破碎。
7.分散相的颗粒的分散过程可以细分为两种机理:液滴分裂机理和细流线破裂机理。
8.二元相互作用模型的基本原理,是将大分子间的相互作用细分为不同组分的重复单元之间相互作用的加和。
9.绘制相图的常用方法是光学方法。
10.表面张力的本质是分子间的相互作用。
四.判断题(每题1分,共10分)1.熔融共混是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。
(√)2.“液滴模型”认为,对于特定的体系和在一定条件下,We可有特定的临界值,当体系的We值小于临界值时,液滴是稳定的。
若大于临界值,液滴就会变得不稳定,进而发生破裂。
(√)3.连续相的黏度增大,也可以使We值减小,易于变形。
(×)4.在共混的初始阶段,由于分散相的粒径较大,而分散相的粒子数目较少,所以破碎过程占主要地地位。
(√)5.降低界面张力不仅有利于促进分散相的破碎,而且有利于抑制粒子的集聚。
(√)6.提高连续相黏度或降低分散相黏度,都可以使分散相粒径增加。
(×)7.改变相对分子质量,可以获得相容与不相容的的临界条件。
(√)8.分布混合和分散混合在实际过程中不能一起存在。
(×)9.溶解度参数法被用于判断两种聚合物的相容性。
(√)10.当分散相组分破裂时,其比表面积增大,界面能相应增加。
(√)五.简答题(每题10分,共40分)1.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2.简述共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系。
答:界面张力、界面层厚度都是聚合物共混两相体系界面研究中的要素。
界面张力与界面层厚度、共混体系相容性等都密切相关。
溶解度参数接近的体系,或者B参数较小的体系,相容性相应地较好。
界面张力较低,界面层厚度也较厚。
3.试述聚合物共混的相容性答:关于相容性的概念,有从理论角度提出的热力学相容性和从实用角度提出的广义相容性,以及与热力学相容性相关的溶混性。
热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系,是达到了分子程度混合的均相共混物从实用角度提出的相容性概念,是指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力。
这一相容性概念表示了共混组分在共混中相互扩散的分散能力和稳定程度。
共混体系的判据,是指一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能;在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度(Tg)作为均相体系判定的标准。
相应地,可以把Tg作为相容性的判定标准。
4.试述影响熔融过程的5个主要因素答:主要因素:1.聚合物两相体系的熔体黏度以及熔体弹性;2.聚合物两相体系的界面能;3.聚合物两相体系的组分含量配比以及物料初始状态;4.流动场的形式和强度;5.共混时间。
5.聚合物共混物的形态结构类型有那些并简述其特点。
答:主要分为3种结构类型,即单相连续结构、两相互锁或交错结构、两相连续结构。
(1). 单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。
单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。
(2). 相互贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。
(3). 两相互锁或交错结构: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。
有时也称为两相共连续结构,包括层状结构和互锁结构。
聚合物共混改性原理复习题一、图1和图2是某科研工作者对蛋白石填充高密度聚乙烯不同体系的的测试结果,请对此两图进行分析,写出分析结果和其原因。
(处理剂为表面处理剂)注:目=1平方英寸(×)内的孔数答:未经处理的蛋白石填充HDPE降低树脂的拉伸强度和冲击强度,蛋白石粒径大小对这两种性能的影响相当。
由于未经过表面处理剂处理,蛋白石不能与树脂较好地相容,两相间粘合力小,不能很好地传递应力,故拉伸强度和冲击强度降低。
经过处理的蛋白石填充HDPE能够提高树脂的拉伸强度和冲击强度。
硬脂酸处理的蛋白石比钛酸酯处理的更能提高拉伸强度,并且粒径小的效果好;对于冲击强度,前者效果不如后者,且粒径大的更能提高冲击强度。
经表面处理剂处理后的蛋白石与树脂基体相容性好,界面相粘结力强;硬脂酸处理的蛋白石相容性更好,使得其拉伸强度更高,但粘合紧密反而导致应力传递快,能量吸收少,冲击强度提高较少。
填充物粒径小,粘结紧抗拉伸能力强,但是对于钛酸酯处理的蛋白石,粒径小冲击强度反而低,可能是因为蛋白石颗粒分散不均匀导致。
二、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并通过反应挤出制备PP/PA6共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。
为什么答:PA6与PP是不相容体系,其共混物一般呈现相分离的双相结构,PP粒子呈球状简单地分散在PA6基体中,并且分布不均匀,粒径大,粒径分布宽,界面粘接不良;当体系中加入增容剂后,PP 粒子均匀地分散在PA6 基体中,粒径变小,粒径分布窄, PA6与PP 两相界面无明显分相情况。
PP接枝MAH降低了PP在PA6中的界面张力,增加了两相的相容性。
形态结构:从反应过程可知,通过PP和MAH熔融接枝和MAH和PA6的酰胺化反应,生成了PP和PA6的A-B型嵌段共聚物,同时在线生成了增容剂,细化了粒子结构,增强了相容性。
性能:使共混物具有PA6的高强度和高模量,又具有PP 的抗湿性和尺寸稳定性,韧性提高。
因为分散相粒径变小且分散均匀,拉伸强度、抗弯强度和断裂伸长率均有显著提高,由于增加了两相间的相容性,界面粘结力强,抗冲击性能也明显提高。
三、简述影响HDPE/CaCO3体系性能的因素,并从结构设计的角度出发,提出一些改善HDPE/CaCO3体系性能的方法及手段。
答:影响因素:两相相容性,碳酸钙种类、用量及粒径,共混方法等。
方法:对填料进行表面处理,应用有机高分子、无机物、表面活性剂或偶联剂,降低其表面能使其与树脂相容性变好。
手段:干法,填料在干态下借高速混合作用和一定温度下使处理剂均匀地作用于填料表面,形成一个极薄的表面层;湿法,填料在处理剂的水溶液或水乳液中,通过填料表面吸附作用或化学作用使处理剂分子结合于填料表面;加工现场处理法。
四、针对PP/PA体系,有哪些增容手段可用来改善体系的物理化学性能答:加入带反应性官能团的增容剂与PA6和PP共混,如MAH接枝PP,EVA与MAH接枝共聚物,MAH与乙丙橡胶共聚物,等离子体表面处理。
五、简述影响辐照改性效果的因素。
答:1、加料顺序。
直接辐射法:将聚合物和单体在辐射前混合在一起,共同辐射,在生成接枝共聚物的同时也生成均聚物。
预辐射法:先辐射聚合物,使之产生捕集型自由基,再用乙烯型单体继续对聚合物处理,得到接枝共聚物。
预辐射法虽然接枝点少,但接枝效率高均聚物少。
2、辐射剂量。
辐射剂量过大导致主链断裂,必须控制在一定范围内,但因此会导致自由基产生量少。
六、以滑石粉填充聚丙烯体系为例,简述硅烷偶联剂在聚合物/无机填料复合体系的作用原理。
答:当应用于填料表面处理时,硅烷偶联剂分子中的X部分首先在水中水解成反应性活泼的多羟基硅醇,然后与滑石粉表面的羟基缩合而牢固结合,偶联剂的另一端Y 基于聚丙烯大分子长链形成物理缠结。
硅烷偶联剂的作用机理如下:Si X X X水解R Si OH OH OH R 吸附Si OH R OH HO R-Si-O R-Si-O O七、 以碳酸钙填充聚乙烯体系为例,简述钛酸酯偶联剂(TSS )在聚合物/无机填料复合体系的作用原理。
答:烷氧基与碳酸钙表面的羰基结合,亲有机端的长链R 基于聚乙烯大分子长链发生缠结,从而使填料与聚合物偶联。