高分子材料基础复习总结

高分子材料（聚合物材料）以高分子化合物（树脂）为基体，再配有其它添加剂（助剂）。

高分子化合物（高分子）往往由许多相同的、简单的结构单元通过共价键（有些是离子键）有规律的重复连接而成。

蠕变现象受到一个恒定应力σ0时，形变随时间无限发展。

应力松弛在恒定形态下，物理的应力随时间而逐渐衰减。

滞后现象高聚物在交变应力（周期性应力）作用下，形变落后于应力的现象。

力学内耗出现滞后现象时，则由于形变功与恢复功并不相等而产生功的损耗。

屈服是指在较大外力作用下材料发生塑性变形的行为。

塑料以合成或天然高聚物为基本成分，并配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等经加工可塑成型，并在常温下保持其形状不变的材料。

热塑性弹性体是指在高温下能塑化成型而在常温下能显示橡胶弹性的一类材料，因此其既显示橡胶的物理性能，又具有热塑性塑料加工特性的材料。

回弹率将纤维拉伸后除去负荷，可回复的弹性伸长与总伸长之比。

弹性模量每单位截面积的纤维延伸原来1%所需的负荷（单位：N/tex互穿网络弹性体由两种线型弹性体胶乳混合在一起，再进行凝聚并同时进行交联现代分析测试方法一、高分子材料的化学分析1，简单定性分析受热行为，包括燃烧试验（火焰试验）、干馏试验。

根据燃烧性、分解出气体的气味、火焰、外形变化等分析。

2，高分子材料的溶解性3，高分子材料的分离和纯化溶解－沉淀萃取二、高分子材料的波谱分析1，红外光谱（IR）1）分析与鉴别高聚物2）高聚物反应的研究3）共聚物的研究4）结晶度的研究5）高聚物的表面研究6）高聚物的取向研究2核磁共掁（NMR）1）高分子的鉴别2）共聚物组成的测定3）立构规整性的测定4）共聚物序列结构的研究5）高聚物分子运动的研究6）支化度和键接方式的研究三、高分子材料的色谱分析1，气相色谱1）利用纯物质对照的定性分析,如：利用保留值包括t R、V R定性。

2）利用文献保留数据的定性分析3）与其它方法结合的定性法，如IR、化学反应4）利用峰面积或峰高定量分析2，裂解气相色谱1）热固性树脂的鉴定2）共聚物与共混物的区别3）高分子官能团的鉴定4）高分子同系物的测定四、x－射线衍射在高分子材料研究中的应用1）高聚物的物相分析（包括各种添加剂的物相分析）2）结晶度的测定3）取向度的测定4）微晶大小的测定5）高聚物晶体结构分析五、电子显微镜1，SEM1）研究纤维和织物的结构及其缺陷特征2）研究均相聚合物及其多相复合体系的结构2，TEM1）研究聚合物的结晶结构2）研究由表面起伏现象表现的微观结构问题，如PAN变成C纤维过程中微纤结构的变化。

3）研究多组份聚合物体系的微观织态结构，如嵌段共聚物、共混物、纳米复合材料4）分析固体颗粒的形状、大水、粒度分布。

5）研究增韧机理六、表面分析能谱许多主要物性与表面相关。

包括：光电子能谱、x射线紫外光电子能谱、俄歇电子能谱、扫描俄歇电子显微镜、低能电子衍射、高能电子衍射、电子探针表面质谱、二次离子质谱。

1，在聚合物表面结构研究上的应用1）均聚物2）共聚物的组成及结构3）交联聚合物2，在界面粘结研究上的应用1）界面粘结的相互作用2）粘结点破坏区域的确定3）粘结点湿热老化破坏机理4）表面改性与界面粘结3，特种表面研究中的应用1）聚合物添加剂向表面的扩散凝聚2）聚合物的大气老化七、热分析1，DTA/DSC聚合物的相转变、结晶T、结晶度、等温结晶动力学参数、熔点、Tg、研究固化、交联、氧化、分解等反应并测定反应温度等。

2，TGA/DTG热稳定性的评定、添加剂的分析、共聚物和共混物的分析、水分测定、氧化诱导期的测定、固化过程分析、预测使用寿命。

八、热－力学分析静态热机械分析，如热机械分析（TMA）：在程序控制温度下测量物质在非振动负荷下的形变与温度的关系。

动态静态热机械分析，如热态力学分析（DMA）：在程序控制温度下测量物质在振动负荷下的动态模量和力学损耗与温度的关系。

塑料助剂增塑剂作用：改善塑性便于成型加工，并提高柔性（二）稳定剂1，抗氧剂抗氧剂：抑制或延缓聚合物降解。

2，光稳定剂1）光屏蔽剂2）紫外线吸收剂3）光猝灭剂（能量转移剂）４）自由基捕获剂3热稳定剂1）吸收中和HCl，抑制它的自动催化作用；2）抑制自由基生成和脱HCl的过程。

辅助热稳定剂4阻燃剂1，阻燃机理1）燃烧时形成不透的耐火涂层；2）改变燃烧过程的热状态；3）冲淡氧的供给；4）阻燃剂分解产物切断自由基连锁反应。

5填料1，作用降低成本改善性能（五）其它助剂1，抗静电剂外部抗静电剂，配成溶液涂附于表面内部抗静电剂，合成或成型时加入2，润滑剂3，着色剂常用的包括颜料、染料、其它4，发泡剂物理发泡剂化学发泡剂5，交联剂和固化剂6，抗冲改性剂和加工改性剂7，成核剂聚合物英文缩写聚乙烯（PE）PB（聚1－丁烯）EVA（乙烯－乙酸乙烯共聚物）PVB 聚乙烯醇缩醛聚丙烯（PP）PS聚苯乙烯酚醛塑料（Phenol-Formaldehyde Resins ，PF）（热固性）氨基塑料（Amino Plastics）（热固性）聚酰胺类塑料（Polyamide ，PA）（以下讨论的为工程塑料）聚碳酸酯（Polycarbonate ，PC）PMMA俗称有机玻璃聚对苯二甲酸丁二醇酯（Polybutylene Terephthalate ，PBT）聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate ，PET）聚甲醛（Polyformaldehyde或Polyoxymethylene，POM）聚苯醚（Polyphenylene Oxide，PPO）聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，PPS）聚醚醚酮（Polyetherether Ketone，PEEK）聚砜类塑料（Polysulfone ，PSF）聚酰亚胺（Polyimide ，PI）不饱和树脂（Unsaturated Polyester Resin,UPR）聚氨酯（Polyurethane ，PU）橡胶天然橡胶由异戊二烯链节组成的天然高分子，还含非橡胶成分。

合成橡胶二烯类橡胶，包括聚丁二烯橡胶（Butadiene Rubber ，BR）、聚异戊二烯橡胶（Isoprene Rubber ，IR）、丁苯橡胶（Styrene-Butaeliene Rubber ，SBR）、丁腈橡胶（Niteile-Butadiene Rubber ，NBR），氯丁橡胶（Chloroprene Rubber ，CR），丁基橡胶，乙丙橡胶（Ethylene-Propylene Rubber ，EPR）纤维聚酰胺纤维（绵纶、尼龙）最早工业化生产的合成纤维，主要是PA6、PA66聚酯纤维（涤纶、的确良）发展最快，产量居第一。

主要为PET聚丙烯腈纤维（腈纶）（合成羊毛）以丙烯腈为原料聚合成PAN，再纺织成合成纤维。

PP纤维（丙纶）聚乙烯醇纤维（维纶）（合成棉花）将制备的PVA纺丝后再缩醛化制得。

聚氯乙烯纤维（氯纶）2）耐腐蚀纤维（聚四氟乙烯纤维）3）吸湿性纤维（聚乙烯醇纤维和聚酰胺6）4）弹性纤维（聚氨酯弹性纤维和聚丙烯酸酯弹性纤维）5）阻燃纤维Ａ、氯乙烯和丙烯腈共聚纤维（商品名腈氯纶）Ｂ、氯乙烯与聚乙烯醇接枝共聚纤维（商品名维氯纶）环氧树脂胶粘剂（环氧胶）酚醛树脂胶粘剂丙烯酸酯类胶粘剂聚氨酯胶粘剂橡胶胶粘剂聚醋酸乙烯胶粘剂高分子功能材料医用高分子材料导电高分子材料液晶高分子感光性高分子超强吸水剂（SAP）高分子负载催化剂高分子负载催化剂其他电致发光高分子材料非线性光学高分子材料环境敏感高分子材料（智能高分子材料）高分子电解质（聚电解质）离子交换树脂吸附树脂（高分子吸附剂）高分子分离膜高聚物的共混与复合材料制备物理共混（机械共混）：将各高聚物组分在混合设备如高速混合机、双辊混合机、挤出机中均匀混合。

包括干粉共混，将不同的粉状聚合物在通用的塑料混合设备中进行混合。

熔融共混，将各组分在Tf以上进行分散、混合，常用方法，设备有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、混炼－挤出机组、静态混合器。

溶液共混，将各高聚物组分溶解于共同溶剂中，再除去溶剂。

乳液共混，将不同高聚物的乳液均匀混合再共沉析2，共聚-共混法这是制备高聚物共混物的一种化学方法，包括接枝共聚-共混、嵌段共聚-共混，前者更为重要。

制备聚合物1后将其溶于另一种单体2中，使单体2聚合并与聚合物发生接枝共聚。

聚合物共混物包括三种组分：聚合物1、聚合物2、接枝共聚物。

接枝共聚物改善了聚合物1和聚合物2的相容性，其性能优于机械共混。

3，互穿网络高聚物（IPN）用化学方法将两种或以上的聚合物相互贯穿成交织网络状。

制备方法上接近接枝共聚-共混法，相间化学结合接近机械共混法，可视为用化学方法实现机械共混。

（四）增容剂增容剂可以增加共混组元间的相容性，强化界面粘结1，种类增容剂可以专门制备，也可就地生成（原位反应共混）2，作用原理非反应型增容剂，其增容作用可概括为：降低相界之间的界面能、在共混过程中促进相的分散、阻止分散相的凝聚、强化相之间的粘结。

反应型增容剂增容包括外加反应型增容剂与共混高聚物组分反应；也包括使共混高聚物官能化，并借助相互反应而增容。

纳米高分子材料纳米材料的表面改性原因：表面能大，易团聚目的：降低表面能，消除表面电荷，减弱表面极性。

措施：１）表面覆盖改性（利用表面活性剂赋予粒子表面新的性质）２）机械化学改性（通过机械应力激活表面以改变表面的晶体结构和物理化学结构）３）外膜层改性（表面包覆一层其它物质的膜使表面性质变化）４）局部活性改性（利用化学反应在表面接枝带膛同功能基团的聚合物，使之具有新的功能）５）高能量表面改性（利用等离子射线、高能电晕放电等）６）利用沉淀反应表面改性（沉淀一层有机或无机膜）高分子-无机纳米复合材料的制备方法一、纳米微粒原位生成法（溶胶－凝胶）在聚合物存在的前提下，在共溶体系中使前驱物水解得溶胶，进而凝胶化，干燥制成纳米材料。

1，聚合物存在下形成无机相：前驱物溶于聚合物溶液中，再溶胶、凝胶，如果条件控制得好，在凝胶的形成与干燥过程中，不发生相分离，即制得有机-无机纳米复合材料。

在复合材料中，聚合物无机网络间既可以是简单的包埋与被包埋，也可以有化学键存在。

2，无机溶胶与有机聚合物共混：采用金属醇盐进行水解，再对水解产物进行胶溶而制成溶胶；或者通过对无机盐的溶液进行胶溶而得到溶胶，之后选择好共溶剂，使溶胶与聚合物在共溶剂中共混，最后再凝胶化制得复合物。

3，无机相存在下单体聚合：前驱物存在下先使单体聚合再凝胶化。

4，有机相与无机相同步形成互穿网络：前驱物和单体溶解于溶剂中让水解和聚合同时进行，它可使一些不溶的聚合物靠原位生成而嵌入无机网络中。

另外，也可在聚合物或单体中引入能与无机组分形成化学键的基团。