聚合物改性复习题

聚合物改性目的：改善高分子材料的某些物理机械性能，改善高分子材料的加工性能，降低成本，赋予高分子材料某些特殊性能。

聚合物共混：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。

高分子合金：指含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物和嵌段

接枝高聚物• 干粉共混法：将两种或两种以上品种不同的细粉状高聚物在各种通用的塑料混合设备中加以混合，形成均匀分散的粉状高聚物的方法。

聚合物共混改性：是以聚合物为改性剂，加入到基体中，采用合适的加工成型工艺，使

两者充分混合，从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物的聚合物改性技

术。

高分子聚合物的改性：共混改性，填充改性，复合材料，化学改性，表面改性。共混改

性的基本方法｛广义上的｝:物理改性，化学改性，物理I化学改性。

共混改性按共混时物料的状态分为：熔融改性，溶液改性，乳液改性。

熔融改性：是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。

乳液改性：是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。

溶液改性：是将聚合物组分溶于溶剂后，进行共混。

海-岛结构：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，就好像海岛分散在大海中一样。

海-海结构：也是一种两相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿。

二相体系：海-岛结构，海-海结构，两相互锁或交错结构，梯度结构，阶跃结构单相连

续体系：互锁或交错型相结构，海-岛型相结构。

共连续体系：海-海结构，梯度结构，阶跃结构。

聚合物共混物形态结构的主要研究方法：1,力学松弛法［玻璃化转变法,动态粘弹响

应］,2,直接观察法［光学显微镜法,电子显微镜法｛透射电镜，扫描电镜儿相容性:是指

共混物各组分彼此互相容纳，形成宏观均匀材料的能力

(1)均相共混体系：P二

(2)“海-岛”结构两相体系

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1 P 1 P P1

2 P 2 I 1 2

1 AB 2

B 2

(3)“海-海”结构两相体系P1n P2n

共混物的相界面

定义：两相或多相共混体系中相与相之间的界面。

——大小可以用分散相颗粒的表面积来表征。

――对材料的性能有重要的影响：界面结合强度越大，越可能获得更高的力学性

大部分聚合物共混体系为热力学不相容体系

⑹丁

（a）完全相容体系

完全相容的聚合物共混体系，可形成均相形态，因此，形成均相体系的判据可作为聚合物之间完全相容的判据。共混物具有单一Tg。

（b）部分相容体系

部分相容的聚合物，其共混物为两相体系。两相之间有一定程度的分子/链段的相互扩散，形成一定厚度的界面层。两个Tg相互靠近。

（c）不相容体系

其共混物为两相体系，两个Tg基本不变.

聚合物表面自由能的测定

原理：表面自由能=表面张力（mJ/m2

因此可用接触角法测定聚合物的表面张力

仪器：接触角测定仪

要求：试样成平板状

原理：在试样表面滴一滴特定液体，测B角

根据杨氏公式（Young），有：二L COS 二二二S一二SL

（T L所选液体的表面张力，CT S固体（聚合物）表面张力，（T SL固液两相的界

面张力［14页］.

共混体系中的一个基本规律：“软包硬”

理论上：黏度低的一相为软相，倾向于形成连续相；黏度高的一相为硬相，倾向于形成分散相，被分散。

等黏点理论：在共混两相体系中，若两组分相的熔体黏度相同或相近，则有利于获得最佳的分散效果，即分散相颗粒的粒径最小。其两相熔体黏度相等的一点，就称为“等黏点”。

(b)

图2・12 共混物熔体的7- y关系曲线的类型

其中a为共混熔体的黏度介于单一组分黏度之间；b为共混物熔体的黏度比两种单一组分的黏度都高；c为共混物熔体的黏度比两种单一组分的黏度都低.

熔体黏度vs温度：随温度的升高，共混物的熔体黏度会降低，

如果银纹的产生并未导致材料的破坏，那么银纹必经过引发、增长和终止三个阶段。

为增加两相之间的粘合力可采用接技共聚或嵌段共聚的方法。

在裂纹附近生成一个宽度为h的“过程区”，在这个区域存在空洞化现象，若这种空化现象机理是由两相界面脱离而产生的，则称为“界面空洞化”理论；若这种空化现象机理是有橡胶粒子内部空洞化形成的，则称为“橡胶粒子空洞化”理论.

混合的方式：分布混合，分散混合。

分布混合，也称分配混合，对于海-岛结构亮相体系，指分散相粒子不发生破碎，只改变分散相的空间分布状况、增加分散相分布的随机性的混合过程。

分散混合，指既增加分散相空间分布的随机性，又减小分散相粒径，改变分散相粒径分布的过程。

互逆

》J 集聚过程

细小粒子在能量最小定律作用下产生集聚:

1 、粒径增大；

2 、表面能变小；

3 、粒子数量减小

4 、自发进行的过程。

对于简单的剪切流变场而言，单位体积的剪切能可以表示为：

E 二 I 分散相物料的 破碎能=宏观破碎能+物料的表面能：

E

Er • Ez Db Dk Df 粒径越大，越容易破碎；粒径越小，则越难破碎 破碎是界面能增大的过程，需借助外力才能完成，集聚是界面能降低的过程，自发进行的。

聚合物共混体系的选择:性能、价格、相容性、加工等因素

性能因素:性能互补、改善某一性能、引入特殊性能；

价格因素：保持性能、降低成本；

相容性因素：优先考虑相容体系：

加工因素：设备、操作环境等简易。

聚氯乙烯（PVC 是一种用途广泛的通用塑料，其产量仅次于聚乙烯，位居第二 位。 聚碳酸酯（PC 是指主链上含有碳酸酯基的一类高聚物。

天然硫酸钡矿称为重晶石，通过化学方法制成的称之为沉淀硫酸钡 硫酸钡能吸收X 射线和丫射线，可用于防护高能辐射的塑料材料。

二氧化硅密度为2.65 g /cm3莫氏硬度为7,在热塑性塑料中起到了增强、提 高硬度、降低制品成型收缩率、改善制品尺寸稳定性，改善电性能；在橡胶工业 中是一种主要的补强剂。 炭黑是橡胶的常用填充剂与补强剂，同时可以改善加工性能以及兼作黑色着色 剂。

炭黑在塑料制品中也有应用。可以发挥紫外屏蔽剂的作用，也是一种着色剂。 生产玻璃纤维应用最广的方法有 池窑拉丝和坩埚拉丝 两种。

分散过程 分散相在剪切应力作用下 发生破碎：

1、 粒径变小；

2、 表面能变大；

3、 粒子数量增多；

4、 相互碰撞几率变大

5、 非自发进行的过程。