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。、

<3>分散。较小粒子进一步减小，直到粒子大小，固相粒子逐渐分散。

<4>分布均化。分散固相粒子逐渐混合，直至均匀分散到聚合物中。

5增强纤维种类及各有那些常用的表面处理方法？答：玻璃纤维、碳纤维和植物纤维等。

玻璃纤维的表面处理方法：硅烷偶联剂处理、表面接枝处理、酸碱刻蚀处理。

碳纤维表面处理法：气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法、等离子体氧化法。

植物纤维的表面处理方法：热处理法、碱处理法、改变表面张力法、偶联法、表面接枝法。

7纤维状加工过程易碎问题？措施：1.后期加入纤

维 2.提高熔融温度 3.降低剪切力

8简述制造纤维增强材料片材的常用方法？

（1）熔融浸渍法。首先将连续纤维或短切纤维制成毡或针刺毡，经预热与挤出机挤出的热塑性树脂薄层，通过浸渍，冷却固化，最后切割。

（2）悬浮沉积法。将纤维和树脂均匀分布在水中，使纤维釜单丝分散，树脂单粒分散，通过流浆箱和成型网加入絮凝剂，凝聚与水分离形成湿片，通过干燥，黏合，压扎成片材。

（3）静电吸附热压法。将热塑性树脂制成薄膜带电，通过短纤维槽时，纤维吸附在薄膜上，然后压合。（4）液态化床法。将一定粒度粉末树脂放在流动床的孔床上，使其带一定量静电荷，并翻腾是树枝附在接地纤维上通过切断器被切成定长再通过热轧区和冷却区而制成片材。

9影响共混物结构形态的因素？

答：1相容性。相容性越好，聚合物越容易扩散而

达到均匀混合。2配比与黏度的综合影响。（P157.

图4-16）3.内聚能密度。内聚能密度大的聚合物，其分子间作用力大，不易分散，因此在共聚物体系

中更趋于分散相。4制备方法不同的制备方法会产

生不同的形态结构。

10提高共混物相容性的方法？

答：（1）对聚合物进行化学改性（2）加入增溶剂（3）

改善共混加工工艺（4）在共混组分间交联（5）共

溶剂法和IPN法。

12.聚合物的填充效果通过哪几方面评价？为什么

答：1聚合物填充改性的经济效果利用填料实现

聚合物的填充改性，其目的是降低成本改善材料的

某些性能。2填充聚合物的力学性能作为材料使

用强度是应用的基础。3填充聚合物的热性能。

12.无机纳米粒子增韧机理？

答1.刚性无机粒子产生应力集中效应，引发周围树

脂产生微开裂，吸引一定的变形功：

2.刚性粒子存在使基体树脂裂纹扩展受阻和钝化，

终止裂纹继续开裂：

3.填料的微细化，例子比表面积增大，产生微开裂，

吸引更多冲击能量阻止材料的断裂：

6界面结合对力学性能的影响？

界面强度高低，对聚合物各方面的影响显著，最突

出的是力学性能。（1）拉伸强度：在平行于取向方

向，拉伸强度提高。垂直于取向方向时，若纤维与

聚合物结合强度比较好时，则强度提高，否则不提

高。当纤维无取向时，则各同性时，各方向强度均

有所提高。（2）韧性与冲击强度：当纤维自身的强

度小于界面强度与摩擦力之和时，即受到作用时，

纤维发生断裂。此时对其冲击性能不利，当纤维自

身的强度大于两者之和时，则会发生脱出，对冲击

作用有吸收作用，提高其冲击强度。

11层状纳米材料的性能？

答：1.力学性能和耐热性 2.高阻隔特性 3.阻燃性

4.导电功能

5.抗菌功能

6.吸波特性

7.各向异性

14什么是混杂增强、是混杂效应？混杂方式有哪

些？

答：增强聚合物复合材料是由两种或两种以上不同

品种的增强纤维或其他增强材料匹配在一起用于

聚合物二得到的材料。混杂效应：混杂效应是由

于多种纤维货增强材料与树脂基体的相互作用产

应的结果，有正效应和负效应。常见的形式：（1）

纤维——纤维混杂

2）纤维——无机离子混杂增强（3）纤维原位混杂

增强如

4填料体积成体的计算？P76

22配比与黏度的综合影响。（P157.图4-16）

高概率填空题

1充母料的理想横型：1填料核2偶联层3分散层4

增混层填充母料的方法1挤出法2密炼法3造粒

法4 开炼法

1改性的分类：物理改性：共混、填充、增强

化学改性：接枝、交联、嵌段、降解

2交联分为：物理交联：结晶或缠结

化学交联：以化学键形成交联

3化学反应形式：溶液形式，熔融形式（多数）

4熔融态化学反应器：密炼机、螺杆挤出机、高校

连续混合机组

5熔融态化学反应类型：交联、接指、断链、能团

反应

7填料的作用：增量，增强，赋予功能

8填料的种类：1.阻燃性的；2.增大硬度，石英 3.

减小硬度，滑石粉

9填料处理的目的：1.增加与聚合物的相容性 2.

提高界面粘合不产生分离

10常用的表面处理剂：1.表面活性剂 2.偶联剂（钛

酸酯，铝酸酯）3.有机高分子处理剂 4.无机物处

理剂 5.其他

11填充改性交联：1.经济效果 2.力学性能 3.热性

能 4.电性能，光学性能，加工性能

12加入纤维的作用：增强

13增强纤维种类：1.玻璃纤维 2.碳纤维 3….

14纤维表面处理原则：1.极性相近原则 2.界面酸

碱匹配原则 3.形成界面化学键原则 4.引入可塑

界面原则

17共混改性方法：物理方法：机械共混法，干粉共

混法，熔融共混法，溶液共混法，乳液共混法。

化学方法：共聚-共混法，反应共混法，IPN法

18共混物的形态，结构 1.均相结构 2.非结晶聚

合物构成的多相共混体系 3.两相互锁成交错结构

4.相互贯穿的两相连续结果

5.结晶非结晶聚合物

共混物的形态，结构

19增溶剂类型 1.非反应型增溶剂 2.反应型增溶

剂 3.低分子增溶剂

20热塑性弹性体是由塑料和橡胶构成的，其中塑料

是连续的，橡胶是分散的。

21改善共混物透明性的方法 1.使参与共混的分散

相与连续相折射率相同 2.使共混物分散粒径小于

可见光波长

22在硬质PVC中加氯化PE起增韧改性作用：在软

质PVC中加氯化PE起增塑改性作用

23纳米复合材料的制备方法 1.溶胶-凝胶法 2.原

位聚合法 3.插层法 4.共混法

24共混物的形态首先划分为均相体系和两相体

系。两相体系又分：海-岛与海-海结构