聚 合 物 改 性
材料的改性
材料的改性材料的改性是指通过对材料的物理或化学处理，改变其性质和特性的过程。
改性材料可以具有更好的机械、热学、电学、光学等性能，以满足特定的需求。
以下是关于材料改性的一些常见方法和应用。
1. 聚合物改性：聚合物是一种常见的材料，可以通过掺杂、共聚、交联、化学修饰等方法来改性。
例如，在聚合物中添加纳米填料，可以提高材料的强度、硬度和抗磨损性；通过共聚反应，可以改变聚合物的化学结构，使其具有特定的功能，如光学透明性、高温耐性等。
2. 金属改性：金属是一种常见的结构材料，可以通过热处理、表面处理、合金化等方法来改性。
例如，通过热处理可以改变金属的晶体结构，提高材料的强度和韧性；通过合金化可以改变金属的化学成分，使其具有特定的性能，如耐腐蚀性、耐高温性等。
3. 纳米材料改性：纳米材料具有特殊的物理和化学性质，可以通过控制纳米结构的大小、形状和组成来改变其性能。
例如，通过纳米颗粒的掺杂可以增强材料的导电性和导热性；通过纳米层的覆盖可以改善材料的光学透过性和光学效应。
4. 复合材料改性：复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的新材料，可以通过控制材料的成分和结构来改变其性能。
例如，通过在聚合物基质中添加纤维增强剂，可以提高材料的强度和刚度；通过在金属基质中添加陶瓷颗粒，可以提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
材料的改性在许多领域具有广泛应用。
例如，在汽车制造中，可以通过改性材料来提高汽车的轻量化和节能性能；在电子器件制造中，可以通过改性材料来提高电子元器件的性能和可靠性；在环境保护中，可以通过改性材料来提高废水处理和废气治理的效率和效果。
但是，在材料的改性过程中也存在一些问题和挑战。
一方面，改性过程可能会改变材料的其他性能，导致性能的退化或不稳定；另一方面，改性过程可能需要复杂的工艺和设备，增加生产成本和复杂度。
因此，在进行材料改性时，需要综合考虑材料的特性和需求，选择合适的改性方法和条件，以实现最佳的改性效果。
总之，材料的改性是一项重要的技术，通过改变材料的结构和组成，可以使其具有特定的性能和特性，以满足不同领域的需求。
聚合物改性总结
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。
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。
3第三章聚合物改性沥青
第三章聚合物改性沥青1.我国聚合物改性沥青如何分类？其适用范围是什么？2.什么是沥青改性剂？常用的有机改性剂有哪些?各有什么特点？3.理想的道路沥青应具有哪些特性？4.聚合物主要有哪些结构特点？5.聚合物的选用原则有哪些？6.聚合物改性沥青主要用于哪些领域？7.沥青的改性机理是什么？8.聚合物与基质沥青的相容性原则是什么？有哪些增容措施？9.沥青的组分与相容性有哪些关系？10.什么叫聚合物的溶解度参数？如何测定聚合物的溶解度参数？11.聚合物的溶解过程有什么特点？12.我国制定的聚合物改性沥青的技术标准是什么？13.聚合物改性沥青储存稳定性的评价方法主要有哪些？14.如何进行改性沥青的质量控制？15.聚合物改善改性沥青高温性的主要原因是什么？16.影响聚合物改性沥青储存稳定性的因素主要有哪些？17.改善聚合物改性沥青储存稳定性的途径主要有哪些？18.目前聚合物改性沥青的制备工艺主要有哪些？19.预混法改性沥青制备工艺与现场拌合法相比有哪些优点？20.提高聚合物与基质沥青相容性的主要混合设备有哪些？21.什么是SBS？其结构和基本性能是什么？22.选用SBS生产改性沥青对基质沥青有哪些要求？23.SBS掺量对技术性能有哪些影响？24.改性沥青相容性机理是什么？25.SBS与沥青结构对相容性有哪些影响？26.影响SBS改性沥青的热贮存稳定性的因素有哪些？27.丁苯橡胶（SBR）改性沥青的基本性能有哪些？28.丁苯橡胶（SBR）和丁苯胶乳的技术性能有哪些？29.丁苯橡胶（SBR）改性沥青有哪些优点？选用丁苯橡胶改性剂时应注意哪些问题？30.丁苯胶乳（SBR）改性沥青生产方法有哪些？在生产和使用时应注意哪些问题？31.不同的原料与工艺条件对SBS改性沥青的改性效果有何影响？32.德国Benninghoven三罐式改性沥青生产工艺是什么？33.美国HEATEC两罐式生产工艺是什么？34.奥地利RF改性沥青生产工艺是什么？35.兰亭高科SBS改性沥青生产工艺是什么？36.PLC可编程序控制器如何对SBS改性沥青成套设备操作控制？37.什么是沥青稳定剂？38.什么是沥青分散剂？39.什么是沥青抗剥落剂？第三章聚合物改性沥青1.我国聚合物改性沥青如何分类？其适用范围是什么？目前，我国聚合物改性沥青采用交通部行业标准《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ 036--98)。
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。
聚合物改性沥青的主要品种
沥青的改性其目的是要改善沥青的技术性能和使用性能，重点是用改性沥青作为防水卷材的浸涂材料，以制造出性能较好的沥青防水卷材。
高分子聚合物改性沥青的方法一般是在沥青中加入高分子化合物，包括橡胶改性、树脂改性和热塑性弹性体的改性，改性时既要考虑性能要求，又要考虑经济性，目前已有许多高分子聚合物改性沥青防水卷材产品问世。
（1）SBS改性沥青苯乙烯—丁二烯—苯乙烯（SBS）是热塑性弹性体，常温下其有橡胶的弹性，在高温下又能像橡胶塑料那样熔融流动，成为可塑材料，所以用SBS改性的沥青具有热不黏冷不脆、塑性好、抗老化性能高等特性，是目前应用最成功和用量最大的改性沥青。
SBS的掺量一般为5%~10%，主要用于制作改性沥青防水卷材、改性沥青防水涂料、改性沥青密封材料、其技术性能要求见表3-31。
（2）APP改性沥青无规聚丙烯（APP）在常温下为白色橡胶状物质，无明显的熔点，APP掺入沥青中，可使沥青的性能得到改善，具有良好的弹塑性、低温柔韧性、耐冲击性和抗老化等性能，其主要技术性能要求见表3-32。
表3-31 SBS改性沥青的物理性能项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型软化点/℃≥105 115低温柔度-18℃-25℃无裂纹弹性恢复率/% ≥85 90离析性上下层软化点变化率/% ≤20二甲苯可溶物含量/% 改性沥青≥97 改性沥青涂盖料≥94闪点/℃≥230注：本表摘自JC/T905-2002表3-32 APP改性沥青的物理性能项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型软化点/℃≥125 145低温柔度-5℃-15℃无裂纹滲油性渗出张数≤ 2二甲苯可溶物含量/% 改性沥青≥97 改性沥青涂盖料≥94闪点/℃≥230注：本表摘自JC/T 904-2002（3）丁苯橡胶改性沥青丁苯橡胶（SBR）是丁二烯与苯乙烯共聚而得到的共聚物，丁苯橡胶是合成橡胶中应用最广的一种通用橡胶，丁苯橡胶综合性能较好，强度较高，伸长率大，抗磨性和耐寒性亦较好。
丁苯橡胶可与乳化沥青共混制成改性沥青乳液防水涂料。
聚合物改性考试考试试题题
、名称解释 20分合物共混改性：：是以聚合物（聚合物或者共聚物）为改性剂，加入到被改性的聚合物材料（合成树脂，又叫基体树脂）中，采用合适的加工成型工艺，使两者充分混合制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。
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。
塑性塑料：：热塑性塑料是指加热后软化、可塑，冷却后硬化，再次加热可熔融软化，固化成型，具有反复可加工成型的特点。
容作用：：使聚合物之间易于相互分散，能够得到宏观均匀的共混体系。
改善聚合物之间相界面的性能，增加两相间的粘合力，使P-P共混物具有长期稳定的性能二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分：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、大小以及相结合情况的不同而表现为多种形式。
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，包括层状结构和互锁结构。
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。
、聚合物共混物相容性分哪两类？各自的定义是什么？画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。
15分：分为热力学相容性和工艺相容性两类。
力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合，都能形成均相体系，这种相容性叫热力学相容性。
艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物，经适当加工工艺，形成结构和性能稳定的共混高聚物，则称之为工艺相容性。
图略、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分：①界面层内两种分子链的分布是不均匀的，从相区内到界面形成一浓度梯度；界面层内分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合物的平均密度；界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质，分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。
第四章聚合物的共混改性
三.聚合物共混改性的主要方法
机械共混法 物理共混法 共混改性方法 化学共混法 IPN法 IPN法 溶液共混法 法
（1）机械共混法：将不同种类的聚合物通过混合或混炼设 机械共混法： 备进行机械混合制备聚合物共混物。 备进行机械混合制备聚合物共混物。 干粉共混和熔融共混
聚合物共混物的研究呈现出在共混过程中对材料的相 态进行控制的趋势，因为决定新材料性能的关键因素 态进行控制的趋势， 是共混物中的形态结构。 是共混物中的形态结构。 聚合物共混物的形态控制主要由热力学和动力学两方 面的因素决定。 面的因素决定。 作为热力学因素的聚合物共混物中各组分之间的相容 性是关键因素。 性是关键因素。 相容性是聚合物共混体系相行为研究的首要的基本问 相容性是聚合物共混体系相行为研究的首要的基本问 题，不同聚合物相容性的热力学原因是聚合物物理学 者探索的目标之一。 者探索的目标之一。
2.化学共混法 2.化学共混法 （1）共聚-共混法 共聚（2）IPN法：IPN是指两种或两种以上高分子链相互贯穿，相互 IPN法 IPN是指两种或两种以上高分子链相互贯穿， 是指两种或两种以上高分子链相互贯穿 缠结的混合体系。 缠结的混合体系。
特点：具有两个或多个交联网络形成微相分离结构， 特点：具有两个或多个交联网络形成微相分离结构，交联结构 可以是化学交联，也可以是物理交联， 可以是化学交联，也可以是物理交联，至少有一种聚合物是在 另一种聚合物存在下合成或交联的。 另一种聚合物存在下合成或交联的。
等粘度原则，这是一条流变学原则。 等粘度原则，这是一条流变学原则。指两相高分子熔体或溶 液粘度接近，易混合均匀混合。若粘度相差较大、易发生“ 液粘度接近，易混合均匀混合。若粘度相差较大、易发生“软 包硬” 或粒子迁移等流动分级现象，影响共混质量。 包硬”，或粒子迁移等流动分级现象，影响共混质量。 溶解度参数相近原则。这是一条热力学原则。 溶解度参数相近原则。这是一条热力学原则。两相高分子共 混不同于高分子溶液。两相共混的目的是取长补短， 混不同于高分子溶液。两相共混的目的是取长补短，升发新性 能，因此并不要求两相一定达到分子级的均匀混合，而希望各 因此并不要求两相一定达到分子级的均匀混合， 相保持各自的特性，一般要求达到微米级的多相结构即可，即 相保持各自的特性，一般要求达到微米级的多相结构即可， 所谓“宏观均相，微观非均相”的分相而又不分离的状态。 所谓“宏观均相，微观非均相”的分相而又不分离的状态。但 是，为了混合的稳定性，为了提高力学性能，要求两相颗粒界 为了混合的稳定性，为了提高力学性能， 面之间有一定的微小混溶层。溶解度参数相近有助于稳定混溶 面之间有一定的微小混溶层。 层的形成。 层的形成。
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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。
利用其极性或反应性可大大改善与其她材料组成的复合物的性能。
性能决定于:主链支链(组成,结构,长度以及支链数)接枝共聚改性基本原理方法:在反应性大分子存在下,将单体进行自由基、离子加成或开环聚合。
自由基化学上也称为“游离基”,就是指化合物的分子在光热等外界条件下,共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。
化学性质极为活泼,易于失去电子(氧化)或获得电子(还原),特别就是其氧化作用强自由基接枝①烯烃单体在带有不稳定氢原子的预聚体存在下进行聚合,引发可通过过氧化物,辐照或加热等方法。
机理:过氧化物引发剂或生长链从主链上夺取不稳定的氢原子,使主链形成自由基,接枝链与主链间的联接,就是通过主链自由基引发单体,或则通过与支链的重新结合而形成的。
②在主链上形成过氧化氢基团或其它官能团,然后以此引发单体聚合。
链转移接枝:利用反应体系中的自由基夺取聚合物主链上的氢而链转移,形成链自由基,进而引发单体进行聚合,产生接枝。
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%化学接枝用化学方法首先在聚合物的主干上导入易分解的活性基团,然后分解成自由基与单体进行接枝共聚。
辐射接枝⑴直接辐射法——将聚合物与单体在辐射前混合在一起,共同进行辐射。
2)预辐射法——先辐照聚合物,使其产生捕集型自由基,再用乙烯型单体继续对已辐照过的聚合物进行处理,得到接枝共聚物。
接枝共聚物特点①接枝共聚物就是单一的化合物,可以发挥每一个组分的特征性质②接枝共聚物表现出两个不同的玻璃化转变温度③接枝共聚物易与它们的均聚物共混,与其组分聚合物有较好的相容性接枝共聚物具有独立组分的微观结构增溶剂:具有增溶能力的表面活性剂称为增溶剂,将接枝共聚物用于物理共混可作为增容剂PP常用的接枝方法有气相接枝法,辐射接枝法,高温接枝法,光引发接枝法,熔融接枝法,溶液接枝法与固相接枝法等引发剂的选择过氧化物引发自由基聚合反应就是合成接枝共聚物方法中最简单、最古老与最广泛应用的方法。
较理想的引发剂须具备以下特征:非氧化性、具有取代氢的能力以及在相应接枝条件下具有合适的半衰期。
嵌段共聚——可以瞧成接技的特例,其接技点位于聚合物主链的两端。
嵌段共聚物——聚合物主链上至少具有两种以上单体聚合而成的以末端相连的长序列(链段)组合成的共聚物。
嵌段共聚物的序列结构三种基本形式①Am–Bn 二嵌段聚合物②Am–Bn–Am或Am–Bn–Cn 三嵌段聚合物③(AmBn)n 多嵌段聚合物嵌段共聚物制备方法①加成聚合法②缩聚法聚合物共混的定义(广义):聚合物共混的概念扩展到附属于物理共混的物理／化学共混——反应共混、共聚共混——化学共混的范畴。
更广义的共混还包括以聚合物为基体的无机填充共混物。
此外,聚合物共混的涵盖范围还可以进一步扩展到短纤维增强聚合物体系狭义): 物理共混范畴之内,指两种或两种以上聚合物共混就是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀,而且力学、热学、光学、电学及其她性能得到改善的新材料的过程,这种混合过程称为聚合物的共混改性,所得到的新的共混产物称为聚合物共混物,简称共混物。
高分子合金包含相容性(miscibility)聚合物共混体系、混容性(compatibility)聚合物共混体系、多相系共聚物,宏观上为均相(homogeneous phase) 结构的聚合物材料。
熔融共混将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混溶液共混将两种及以上聚合物乳液共混,常用于橡胶的共混改性。
乳液共混将聚合物组分溶于溶剂后进行混合,主要用于基础研究领域。
聚合物共混物形态均相体系:热力学相容体系。
各相同性材料,性能往往介于各组分聚合物性能之间。
二相体系海-岛结构就是一种两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在连续相中,亦即单相连续体系。
海-海结构也就是一种二相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿,亦即两相连续体系。
两相互锁或交错结构:也就是一种二相体系,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,难以区分连续相与分散相。
梯度结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系)其组成在空间上互为增减。
阶跃结构:为二相体系,特殊的共连续体系(两相连续体系),在极小过渡区域内,其组成在空间上互为增减。
分散相的分散状况总体均匀性:分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的变化(波动)。
体现的就是分布混合的效果。
分散度:分散相组分的破碎程度,可以用分散相颗粒的平均粒径表征。
体现得就是分散混合的效果。
粒径分布:分散相颗粒的粒径分布。
两相体系的形貌就是指分散相颗粒的外形与内部结构(如包藏结构),以及某些分散相颗粒的聚集状态、取向状态等。
共混体系类型聚合物其混体系有许多类型,常见的有塑料与塑料的共混、塑料与橡胶的共混、橡胶与橡胶的共混、橡胶与塑料的共混等四种。
共混物的分类⑴按共混物形态分类,可分为均相体系与两相体系。
其中,传统的两相体系又可分为“海-岛结构”两相体系与“海-海结构”两相体系。
(2)按共混条件分类熔融共混物溶液共混物乳液共混物,等等(3)按改善的性能或用途分类用作抗静电的,可称为共混抗静电材料;用于电磁屏蔽的,可称为共混电磁屏蔽材料,等等。
(4)按聚合物的用途分类分为通用塑料/通用工程塑料共混物、通用工程塑料／通用工程塑料共混物、通用工程塑料／特种工程塑料共混物,等等。
相容性就是指共混物各组分彼此相互容纳,形成宏观材料的能力。
聚合物共混物形态结构测定方法一类就是主要用光学显微镜或电子显微镜直接观察共混物的形态结构; 二类就是测定共混物的各种力学松驰性能,特别就是玻璃化转变的特性,从而确定聚合物之间的混溶程度并推断共混物的形态结构共混物的相界面就是指两相(或多相)共混体系相与相之间的交界面。
对于相容的聚合物组分,共混物的相界面上会存在一个两相组分相互渗透的“过渡层”,通常称为界面层界面层的概念: 两种聚合物相互接触时即发生链段之间的相互扩散。
扩散的结果使得两种聚合物在相界面两边产生明显的浓度梯度的区域,该区域构成了两相之间的界面层。
界面层的厚度主要取决于两种聚合物的界面相容性,此外还与大分子链段的尺寸、组成以及相分离条件有关。
不相容的聚合物,链段之间只有轻微的相互扩散,界面层厚度很小,而且聚合物之间的相界面很明显。
随着聚合物的相容性增加,扩散程度增大,相界面越来越模糊,界面层厚度越来越大,两相的黏合力增大。
完全相容的聚合物最终形成均相,相界面消失。
界面层的厚度取决于大分子的扩散程度与两种聚合物的相容性、大分子链段的大小、分子量的大小及相分离条件有关。
两相之间的粘合1)两相之间的粘合力聚合物两相之间的粘合力,从总体上可分两大类。
﹡其一就是两相之间有化学键连接,如嵌段、接枝共聚物;﹡其二就是两相之间仅靠次价力作用而粘合,即仅有聚合物大分子间的相互作用(如范德华力、氢键等),如一般机械法共混物。
(2)两相之间粘合理论对于两相之间没有化学键连接的界面作用,有润湿-接触理论与扩散理论。
润湿-接触理论:认为界面结合强度取决于界面张力,共混物组分间的界面张力越小,界面结合强度越高。
一般两种聚合物的表面张力相近时,其形成相界面的界面张力越小,两相之间的润湿与接触越好。
两种链段之间越容易相互扩散,两相之间的结与强度越大。
因此,一般应选择表面张力相近的聚合物共混。
扩散理论扩散理论认为,界面结合强度取决于相容性。
相容性越好,界面结合强度越高。
界面层的效应(1)力的传递效应(2)吸收与散射效应(3)诱导效应(4)阻断作用影响聚合物共混物的形态结构的因素很多,主要的影响因素有两组分的热力学相容性、共混方法及工艺条件条件、组分配比与熔体粘度等。
相容性对形态结构的影响1)完全不相容,界面很明显、混合效果差、相间结合力很弱,共混物性能差。
(2)完全相容或相容性极好,体系均相或相畴极小,共混物性能也不好。
聚合物共混物熔体的流变性能主要有两个特征,其一:聚合物熔体为假塑性非牛顿流体;其二:聚合物熔体流动时有明显的弹性效应。
牛顿流体凡流动行为符合牛顿流动定律的流体,称为牛顿流体。
牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构与温度有关,与切应力与切变速率无关。
非牛顿流体弹性:分子链构象不断变化粘性:流动中分子链相对移动共混物熔体的粘弹性聚合物熔体受到外力的作用,大分子会发生构象的变形,这一变形就是可逆的弹性形变,使聚合物熔体具有粘弹性。
共混物熔体与聚合物熔体一样,具有粘弹性。
玻璃态聚合物大形变(屈服形变)时的形变机理包含两种可能的过程:一就是剪切形变过程;二就是银纹化过程。