《高分子材料改性》PPT课件

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1、高分子材料改性高分子材料发展概况1.通用高分子材料的高性能化和低成本化2.功能高分子材料、特种高分子材料与工程塑料发展迅速3.与能源、环境相关的有机高分子材料的协调发展4.高分子材料科学与其他学科的交叉不断加强高分子材料改性概念：通过物理、机械和化学等作用使高分子材料原有性能得到改善称为高分子材料的改性。改性过程中既可发生物理变化，也可发生化学变化。高分子材料改性分类：共混改性化学改性表面改性填充与纤维增强改性共混改性1846年申请了高分子共混物——天然橡胶/古塔波胶的专利。1942年研制成功PVC/NBR共混物，发表了关于热塑性树脂的第一个专利。1946

2、年A型ABS问世。1951年PP/PE共混物问世。1960年发现在难于加工成型的聚苯醚(PPO或PPE)中加入聚苯乙烯(PS)即可顺利进行加工成型，提出“贯穿高分子”的概念。1962年用ABS与甲基苯乙烯-芳腈共混物共混制成耐热ABS。1965年成功研制出SBS。1969年ABS/PVC和PP/EPDM共混物研制成功并投入工业化生产。1975年美国杜邦(DuPont)公司开发了超高韧聚酰胺Zytel-ST.这是聚酰胺中加入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。共混改性

3、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混合原理剪切变形破碎凝聚凝聚→→→→共混改性增容剂(Compatibilizer)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。非反应型增容剂和反应型增容剂.共混比PP/UHMWPE缺口冲击强度（kJ/m2)拉伸强度（MPa）双螺杆四螺杆双螺杆四螺杆100/511.812.022.021.4100/1014.714.123.022.1100/1514.216.822.123.1100/2012.415.321.522.2100/07.819.5PP/UHMWPE共混物的力

4、学性能共混改性PP/UHMWPE：将超高分子聚乙烯掺入PP中以提高PP的冲击强度。此方面工作已有人开始进行。据研究，采用具有较高混炼作用的双螺杆或四螺杆挤出机进行共混操作，才能得到增韧的PP/UHMWPE共混物。共混改性共聚无规共聚(randomcopolymerization)交替共聚(alternatingcopolymerization)嵌段共聚(blockcopolymerization)接枝共聚(graftcopolymerization)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引发剂法

5、链转移法辐照聚合机械法应用实例无规共聚聚丙烯(PP-R)丁腈橡胶EVA树脂苯乙烯-丙烯腈交替共聚物交替丁腈橡胶聚氨酯丁苯橡胶SBSABS化学改性1.共聚反应2.交联3.高分子材料主链反应和侧基反应4.互穿高分子材料网络共聚应用实例：PP-R结晶度低，透明性好，较均聚聚丙烯(PP-H)脆化温度显著降低，0℃仍保持适中的冲击强度，并有较好的耐腐蚀性。交联高分子材料在热、光、辐射或交联剂的作用下，分子链间以化学键连结起来构成三维网络或体型结构的反应，称为交联(Crosslinking)。物理交联化学交联交联硫化狭义概念：用元素硫或SCl2使橡胶转变为适量交联的网

6、状高分子材料的化学过程。广义概念：由化学因素或物理因素引起橡胶交联的统称。步骤：1.引发：形成锍离子。2.转移：锍离子夺取烯烃中的氢原子，形成碳正离子。3.交联：碳正离子与硫反应，再与双键加成，产生交联。交联过氧化物交联：不含双键的大分子交联剂：过氧化异丙苯等机理：1.过氧化物受热分解产生自由基2.自由基攻击大分子链3.偶合交联交联高能辐射交联：辐射源：加速电子、X射线、β射线、γ射线、快质子、原子反应堆混合射线等。机理：1.初步自由基及活性氢原子的生成；2.活泼氢原子攻击PE，再生成自由基；3.大分子链自由基之间反应形成交联结构。交联硅烷交联光交联盐交联

7、叠氮交联具有化学反应官能团的高分子材料交联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。主链反应和侧基反应氯含量/%Tg/℃物理性能0-70塑性材料30-20橡胶状弹性体4010软、粘滞状5020皮革状6035刚性70150硬、脆马来酸酐改性PP的原理：主链反应和侧基反应1.随着引发剂用量的增加，接枝率先逐渐升高；达到一定程度后又逐渐降低，当引发剂用量为0.09％时，接枝率达到最大值0.97％。2.当引发剂用量超过0.09％时，接枝率有所下降。随着M

8、AH用量的增加，PP-g-MAH的接枝率逐渐增大，当MAH用量大于