高分子材料改性综述

高分子材料改性综述

在当今的社会中，材料是人类赖以生存和发展的重要物质，是现代工业和高科技发展的基础和关键。由于材料单体的种类有限，而且材料单体的单一的某的些性能比较差，不符合人们所求，所以要对其材料经行改性。所谓的改性是通过物理，机械和化学等作用使搞分子材料原有的性能得到改善。高分子材料的改性即可能是物理变化也可能是化学变化

在终多的改性方法中，共混改性是最简单的也是最直接的方法。他可以在各种加工设备中完成，通过共混改性可以使高分子材料得到比较好的性能上的提升。并且是现在应用最广的改性方法之一。化学改性可以赋予高分子材料更好的物理化学和力学性能，现在常用的有无轨共聚，交替共聚，嵌段共聚，接枝共聚，交联和互穿聚合物网络等技术，化学改性能得更高的性能比物理改性，但化学改性比物理改性的成本一般会更高，而且工艺过程更复杂，设备的要求更高。还有填充与纤维增强改性，表面改性，共挤出复合改性，对于公挤出复合改性一般用于管材等应用会比较多

一高分子的共混改性

高分子共混改性的目的和作用有：1可以从各高分子组分的性能中取长补短，获得更优越的性能的材料，2还可以改善其高分子的加工性能。3或者还可以制备新型的高分子材料，聚烯烃与壳聚糖共混可以获得抗菌功能的材料。4还可以使一些材料原本比较贵，通过改性在不降低其原有的材料性能上可以使材料的成本更低。

在高分子的改性中遇到的一个难题就是两种或者多种不同的材料共混时他们的相容性，，两种高分子能否相容就取决他们共混工程的自由能的变化，△Gm=△Hm-T△Sm≤0由于高分子的相对分子质量很大，共混的过程熵变化很小，如果高分子之间不存在特殊的相互作用，共混过程通常是吸热过程，也就是△Hm＞0,因此绝大多的高分子共混时不能达到分子水平的共混,因此要他们自由相容是很困难的,这样我们就要借助其他方法来使他们相容,如增容剂.

增溶剂是能使不相容的两种高分子结合在一起,从而形成稳定的共混物.增容剂大体可以分为反应型和非反应型的.反应型指共混时伴随化学反应与共混组分生成化学键,而非反应型只是起到乳化剂的分散作用,可以降低其相界面的张力,从而达到增容的目的.非反应型的有A-X-B,A-C.D-B.C-D等其中A-X-B具有A,B两种链段的嵌物, A-X-B型可以对多种共聚物增容.对于非反应型的增容剂: 1嵌段共聚物比接枝共聚物更有效2,二嵌段共聚物优于三段的.3接枝共聚物增容效果优于星型和三嵌段.4当共聚物的链段的相对分子质量大于或等于其均聚物的相对分子质量,效果比较好,

反应型增容剂,有高分子和低分子两种,对于所有的低分子都是反应型,而高分子有反应型和非反应型增容剂.反应型增容剂主要是有一些可以与共混组分反应的官能团的共聚物,他们适合相容性差的又带有反应官能团的高分子之间的增容.反应增容剂对于他们参加反应的类型不同可以分为，1反应性曾容剂与共混高分子组分反应而增容，2使共混高分子先有官能团在凭借他们相互反应而增容。对于非反应型的曾容剂，反应型的具有制造成本更低，效果更好等特点。

共混物的形态结构与其性能直接相关，高分子共混物的按照相的连续性可以分成单相连续，两相互锁，相互贯穿的两相连续。单相连续是指高分子共混物的

两个相或多个相中有一个是连续的，次连续相可以看作分散介质，称为基体，其他的则称为分散相。低组分的分散相随成分的增加成球、短棒、不规则的条或块形状分散在基体中，高分子共混物可在一定组成范围内发生相的逆转，单某组分的含量大于或等于74%是这组分不再是分散相而是连续相，单某组分的含量小于或等于26时这组分不再是连续相而是分散相。当组分介于它们之间是那就要看两组分含量之比和两组分的黏度之比。

高分子的共混改性在许多方面应用到，如通用塑料的共混改性，聚氯乙烯、聚丙烯等，

二高分子化学改性

共聚物的性能与参加反应的几种单体单元均有关，通过共聚可以改性许多性能，如机械强度，弹性，塑性等，性能得改变程度与第二、第三单体的种类、数量以及排列方式有关。如聚氯乙烯与醋酸乙烯共聚是，V AC起内塑作用，改善流动性，当VCA得含量为5%时可以拥有制造挤压管、薄板等，当是含量为20%~40%时可以制造管材、地板砖等。

共聚物可以分成4种无轨共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物。在无轨共聚物中由于活性链的形式不同，又可分为自由基共聚，离子共聚，配位共聚等，其中自由基共聚研究比较成熟。其中大多数具有使用价值的共聚物的反应都是自由基共聚反应。由于自由基共聚反应的单体多，控制比较容易。共聚有两种引发、四种增长三种终止。

~M1*+M1→~M1* (其中K11为M1单体的增长率、R11为活动中心M1*的增长率)

~M1*+M2→~M2* (其中K12为M2单体的增长率、R12为活动中心M2*的增长率)

~M2*+M1→~M1* (其中K21为M1单体的增长率、R21为活动中心M1*的增长率)

~M2*+M2→~M2* (其中K22为M2单体的增长率、R22为活动中心M2*的增长率)

R1=K11/K12 R2=K22/K21 其中R1 R2称作竟聚率表示以M1*为末端的增长链是加M1还是加M2的能力。

当R1=0表示活性端只加异种单体，R1=1则两单体的浓度相同。当r1~&时则只加同种单体。单体对某一自由基的反应的活性大小由单体的活性和自由基活性两者共同决定的。导致这种差异的原因是取代基德结构效应所致：共轭效应、位阻效应、极性效应。因此对于为了要使两者的共混而想使产品能多的得到我们想要的，那就对其单体的投放有关，根据R1和R2的含义可有以下几种方法、有恒比点附近投料，控制转换率一次投料、补充单体组成恒定法、

交替共聚物的R1和R2都为0，M1和M2单体分别占总分子数为0.5。交替共聚物的规则性比较好，因此他们的玻璃化温度与交替度有关，交替度的增加交替共聚物的熔点下降，其他的一些力学性能也有所提高，如，断裂伸长率。拉伸强度等

嵌段共聚物的微观结构与其相容性有关，为两组分为相容高分子材料，则为均相结构，只有一个Tg，若为非相容的高废止材料，则出现两个Tg。嵌段共聚物的Tm随改性的组分数的增加而下降的程度小于无轨共聚物。这是嵌段共聚物