2020版《高分子材料改性》
高分子材料改性课程论文聚丙烯的亲水性改善研究
高分子材料改性课程论文专业：材料科学与工程学生姓名：学号：导师：聚丙烯的亲水性改善研究摘要：聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，其与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广应用。
本文利用聚丙烯固相接枝丙烯酸(AA)、聚丙烯与乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)共混和聚丙烯中空纤维膜的表面活性剂浸渍处理，三个途径分别对聚丙烯进行亲水改性研究。
关键词：聚丙烯；亲水性；接触角；共混改性；因为PP不含任何极性基团而难以和金属"玻璃粘结，难以和其他许多高聚物"无机填料相容; 也难于进行印刷染色等!这些缺点限制了聚丙烯在某些领域中的应用!表面接枝法可以将强极性的亲水基团引入薄膜的表面，并且由于接枝链与基体薄膜以化学键相联! 改性后的表面具有极性和亲水性，从根本上改变现有的塑料薄膜印刷技术!PP接枝改性产物还可经压膜" 磺化"碱洗等工艺制得亲水性较好的离子交换膜，与亲水性差的膜相比具有容量大"高洗脱率"高再生率的特征!聚丙烯(PP) 材料作为第三大通用塑料，具有机械性能、耐腐蚀性及电绝缘性优良，无毒性、易加工及价格低廉等优点，受到广大学者及工业领域的极大青睐。
其薄膜、纤维、非织造布、片材及各种制品在日常生活中被大量应用。
其中，聚丙烯微孔膜主要用于锂离子电池隔离膜[1]、废水处理、气体分离等领域。
但是由于聚丙烯表面没有极性基团，其表面能很小，临界表面张力只有( 31 ～34) ×10–5 N/ cm，所以它的表面润湿性和亲水性很差，这不仅导致聚丙烯微孔膜的水通量小，而且导致其表面和溶质:之间存在憎水性相互作用，进一步导致膜污染现象。
膜污染将导致在水处理过程中膜清洗的次数和维护费用增加，甚至会产生不可逆的破坏，降低膜的使用寿命，从而限制了其在工业中的应用。
高分子改性要点
高分子改性要点高分子材料在工业生产中具有广泛的应用，但其性能往往无法满足特定需求。
为了改善材料性能，高分子改性成为了一种重要的手段。
本文将就高分子改性的要点进行讨论。
一、改性目的高分子改性的目的是提升材料的性能，使其适用于更广泛的应用领域。
改性可以改善材料的力学性能，增加材料的耐热性、耐腐蚀性，改善材料的电性能等等。
二、改性方法1. 添加填充剂填充剂的添加可以有效地改善高分子材料的力学性能。
常用的填充剂包括纤维素、玻璃纤维、碳纤维等。
填充剂的添加可以增加材料的强度、硬度和耐磨性。
2. 引入交联剂通过引入交联剂，可以使高分子材料形成网状结构，从而提高其热稳定性和力学性能。
常用的交联剂有有机过氧化物、热塑性橡胶等。
交联剂的添加可以提高材料的强度、硬度和热变形温度。
3. 添加增容剂增容剂的添加可以改善高分子材料的加工性能。
常用的增容剂有增塑剂、润滑剂等。
增容剂的添加可以降低材料的熔融温度、提高材料的流动性，从而便于加工制造。
4. 表面改性通过表面改性，可以改善高分子材料的附着性、耐腐蚀性等性能。
常用的表面改性方法有等离子体处理、电子束辐照等。
表面改性可以提高材料的界面粘合能力，增加材料的耐候性和抗老化性。
三、改性注意事项在进行高分子材料改性时，需要注意以下几点：1. 注意添加剂的种类和添加量，确保其在改性过程中起到理想的作用，并避免副作用的产生。
2. 改性过程中的加工条件需要加以控制，包括温度、压力、时间等，确保改性剂的均匀分散和与高分子材料的良好相容性。
3. 需要进行严格的性能测试和评估，以验证改性后材料的实际性能是否满足要求。
综上所述，高分子改性是一项重要的技术手段，可使高分子材料的性能得到显著提升。
通过选择合适的改性方法和注意改性过程中的细节，可以实现高分子材料的优化。
高分子改性的研究和应用将对材料科学领域的发展起到积极的推动作用。
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。
智慧树知道网课《高分子材料改性(湖南工学院)》课后章节测试答案
第一章测试
1
【单选题】(10分)
下列哪项与信息、能源并称为当代文明的三大支柱？（）
A.
生物
B.
材料
C.
建筑
D.
机械
2
【单选题】(10分)
下列材料中，年产量（体积）最大的是（）。
A.
无机非金属材料
B.
复合材料
C.
金属材料
D.
高分子材料
3
【单选题】(10分)
常用医用口罩的核心主体结构中熔喷层和纺粘层是由什么材料制成？（）
A.
不锈钢
B.
铝合金
C.
聚丙烯纤维
D.
碳纤维
E.
玻璃纤维
4
【单选题】(10分)
下列哪项不是我国改性塑料行业存在的问题？（）
A.
有的企业专注于引进国外技术，而忽视了自主研发
B.
改性塑料企业生产规模普遍偏小
C.
低端领域和高端领域都需要从国外进口
D.
国内企业市场占有率低
5
【多选题】(10分)
高分子材料可以应用到下列哪些领域？（）。
A.
包装
B.
建筑
C.
体育
D.
电器
6
【多选题】(10分)
根据用途来分，塑料可分为（）?
A.
热塑性塑料
B.
通用塑料
C.
工程塑料
D.
热固性塑料
E.。
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，作为现代科技领域的重要基础材料之一，在各个领域都具有广泛的应用前景。
其合成与改性技术是研究者们持续关注的热点之一。
本文将探讨高分子材料的合成与改性的研究进展，并讨论其在实际应用中的意义。
首先，关于高分子材料的合成方法，目前主要包括聚合法、开环聚合法和化学修饰法等几种。
聚合法是通过共价键将单体分子连接成高分子链，形成大分子聚合物。
在聚合过程中，可以选择不同的聚合方法，如自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合等，从而控制聚合物的结构和性能。
开环聚合法则是通过环化反应将单体环化成高分子。
化学修饰法是在合成高分子材料的基础上，通过引入不同的官能团或发生化学反应，改变材料的性质。
这些方法各有优劣，可根据具体需求进行选择。
高分子材料的改性是为了改善材料的性能以满足特定的应用需求。
常用的改性方法主要包括添加剂改性、共混改性和界面改性等。
添加剂改性是通过向高分子材料中添加小分子化合物或其他聚合物，以改善材料的力学性能、热学性能、电学性能等。
共混改性是将两种或多种不同性质的高分子材料混合在一起，形成新的复合材料。
界面改性则是在高分子材料和其他材料接触的界面上进行修饰，使其界面的粘接性、相容性和交联性得到增强。
这些改性方法广泛应用于高分子材料的研究和工业生产中。
高分子材料的合成与改性对于材料的性能和应用具有重要意义。
它们的研究和应用可以改善材料的力学性能、热学性能、电学性能等，从而实现更广泛的应用。
例如，在航空航天领域，通过合成和改性高分子材料，可以制备轻质、高强度、高耐高温的材料，以满足飞机、航天器等的结构需求。
在电子领域，通过合成和改性高分子材料，可以制备柔性显示器材料、导电高分子材料等，促进电子技术的发展。
在医疗领域，通过合成和改性高分子材料，可以制备生物相容性材料、药物缓释系统等，用于医疗器械和药物治疗。
因此，高分子材料的合成与改性在现代科技应用中具有广泛的前景和潜力。
综上所述，高分子材料的合成与改性是当前研究的热点，并在各个领域具有重要意义。
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。
高分子材料改性PPT课件
交联
交联对高分子材料的影响
✓ 交联密度增加，抗拉强度也有 所增加，但达到一定交联程度 后下降。
✓ 随着交联密度的增加，伸长率 和溶胀度降低，模量、硬度及 玻璃化温度上升。
拉伸强度/MPa
30 25 20 15 10
5 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
硅烷用量(g/100g)
低分子的表面改性剂和高分子的表面改性剂。
第27页/共41页
表面改性
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一.偶联剂表面改性
表面改性
作用原理：偶联剂主要用作高分子共混、复合材料的助剂， 其分子两端含有化学性质不同的两类基团：一是亲水基团， 与极性物质具有良好的相容性或直接参与化学反应，另一类 是亲油基团，能与非极性物质例如大多数合成树脂或其他聚 合物发生相互缠结或生成氢键，因此偶联剂被称为分子桥。
反应机理
自由基共聚 离子聚合 配位聚合
CT络合物 弱电子受体 单体间离子对 配位催化剂
活性聚合 逐步聚合 扩链反应
无规共聚聚 丙
应用实例
烯(PP-R) 丁腈橡胶
苯乙烯-丙烯腈 交替共聚物
交替丁腈橡胶
EVA树脂
聚氨酯 丁苯橡胶 SBS
接枝共聚
(graft copolymerization)
引发剂法 链转移法 辐照聚合 机械法
少量聚烯烃或橡胶而制成的共混物。 1981年 成功制成苯乙烯-马来酸酐共混物与ABS共混物。 1986年 成功研制成PC/ABS共混物。
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共混物的制备方法： ➢1. 物理共混法 ➢2. 共聚-共混法 ➢3. 互穿高分子网络法
共混改性
第5页/共41页
混合原理
高分子材料的改性与改性实验
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汇报人：
目录 /目录
01
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04
高分子材料改 性的实验流程
02
高分子材料改 性的重要性
05
高分子材料改 性实验的注意 事项
03
高分子材料改 性的方法
06
高分子材料改 性实验的应用 前景
实验材料：详细列出实验所需的材料和 设备
实验步骤：详细描述实验的操作步骤和 过程
实验分析：对实验结果进行分析和解释
实验结论：总结实验结果，提出结论和 建议
06
高分子材料改性实验的 应用前景
在工业生产中的应用
高分子材料改性实验在电子 工业中的应用
高分子材料改性实验在汽车 工业中的应用
高分子材料改性实验在建筑 材料工业中的应用
05
高分子材料改性实验的 注意事项
安全问题
实验过程中必须穿 戴防护设备，如手 套、口罩、护目镜 等
实验过程中应避免 接触高温、高压、 有毒有害物质
实验过程中应遵守 实验室安全规定， 如禁止吸烟、饮食 等
实验结束后应妥善 处理废弃物，避免 环境污染
实验设备与试剂管理
实验设备：选择合适的设备，如搅拌器、加热器等，确保实验顺利进行。 试剂管理：妥善保管各种试剂，避免污染和变质，确保实验结果的准确性。 实验环境：保持实验室清洁、通风，避免外界因素对实验结果的影响。 安全防护：遵守实验室安全规定，穿戴防护设备，确保实验人员的安全。
降低成本
改性可以使材料更加环保， 减少废弃物的产生，降低环 保成本
通过改性，可以提高材料的 性能，降低生产成本
改性可以使材料更加耐用， 减少维修和更换成本
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中国海洋大学本科生课程大纲
课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修
一、课程介绍
1.课程描述：
高分子材料改性是一门要求综合运用高分子材料学科的各种知识课程，具有综合性和实践性较强，及知识前沿性的特点。
课程从高分子材料改性的基本原理出发，系统介绍高分子材料的化学改性、填充改性和共混改性等改性方法，展示国内外高分子材料改性研究和应用的新成果。
通过课程学习，使学生掌握高分子材料改性的基本概念、改性原理、改性工艺及最新研究进展，能够运用基本方法来设计、制备高分子新材料，解决改性高分子材料实践中遇到的实际问题。
“Modification of polymer materials” requires the comprehensive application of various knowledge of polymer materials. It has the characteristics of comprehensiveness, practicality and knowledge frontier. Starting from the basic principle of modification, this course will systematically introduce the chemical modification, filling modification and blending modification of polymer materials, and show the new achievements of research and application. Through seriously studying the content of this course，students c an systematically and deeply understand the basic concept, principle, modification technology and the latest research progress. More importantly, students will be able to design and prepare new polymer materials by using basic methods, and solve the practical problems in the practice of modified polymer materials.
2.设计思路：
高分子材料因其优越的综合性能、相对简便的成型工艺而得到广泛的应用，然而也有诸多需要克服的缺点，通过材料改性可以使高分子材料的性能大幅度提高，或者被赋予新的功能，进一步拓宽高分子材料的应用领域。
通过阐述高分子材料化学改性、填充改性及共混改性的原理、方法和技术，课程不仅讲述各种改性方法的基本原理，更重要的是传授如何运用这些技术手段对已有高分子材料进行改性，可直接指导以后的生产和科研工作，促进高分子材料科学与技术的发展。
高分子改性的方法多种多样，各种不同的改性方法直接相互关联、相互依托，这不仅体现在理论范畴，而且体现在应用领域。
3. 课程与其他课程的关系：
先修课程：高分子化学，高分子物理。
并行课程：高分子成型加工。
高分子材料改性是
一门综合了高分子物理、高分子化学、高分子成型加工等基础知识的实践运用课程，有助于学生对所学基本原理的理解与融会贯通，为学生将来从事高分子的科学研究或实际应用打下坚实的基础。
二、课程目标
通过课程的学习，学生达到以下毕业要求：
目标1：掌握高分子材料改性的基本原理，能运用所学的基本原理对高分子材料的共混改性、化学改性、填充改性的机理、效果、影响因素、成型加工技术等加以分析，解决生产和科研中可能遇到的问题。
对应的是毕业要求分指标点1-3：掌握工程基础及其相关领域的基础理论知识，并能够运用基本理论解决工程问题。
目标2：掌握高分子材料改性的最新研究成果，结合生产实际对改性研究成果的应用情况进行分析和讨论，为高分子材料制品的广泛和持续应用提供解决方案。
对应的是毕业要求分指标点7-2：了解材料合成与加工产业和环境保护的关系，了解绿色材料工程。
三、学习要求
要完成所有的课程任务，学生必须：
（1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试。
本课程将包含较多的随堂练习、讨论、小组作业展示等课堂活动，课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。
（2）按时完成常规练习作业。
这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容。
延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。
（3）完成教师布置的一定量的阅读文献和背景资料、案例分析、理论探讨和算法软件应用等作业，其中大部分内容要求以小组合作形式完成。
这些作业能加深对课程内容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨。
四、教学进度
五、参考教材与主要参考书
1、选用教材
《高分子材料改性》，戚亚光、薛叙明主编，化学出版社
2、主要参考书
《塑料改性技术》，王经武编，化学工业出版社
《共混改性工程塑料》，邓如生主编，化学工业出版社
《聚合物共混物与合金》，沈家瑞、贾德民编，华南理工大学出版社
六、成绩评定
（一）考核方式 A ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系：
附：评分标准
1）学生课堂讨论评分标准
七、学术诚信
学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。
他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。
本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长：院学术委员会签章：。