聚合物表面与界面

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1、聚合物表面与界面PolymerSurfaceandInterface大连轻工业学院化工与材料学院刘俊龙0411-81227868Junlongliu@163.com第一章概述随着社会的不断进步和高分子材料工业突飞猛进的发展，聚合物制品的品种在不断的增多，其应用范围也日趋广泛。第一节绪论本课程简要地介绍一下聚合物的表面和界面、表面处理技术及表面分析技术，以开阔大家的眼界，对聚合物界面科学这门交叉学科有一个初步的了解和认识，以便在今后的科研和生产工作中有一个理性的基础。人们不仅希望制品存在优异的内在性能，而且对其表面性质的要求

2、也越来越高。要求制品有精美的外观以提高制品的商品价值；要求制品具有某些特殊的表面性能以满足制品的各种使用要求。这除了需要开发新品种以满足要求外，主要靠材料的表面改性来实现。一、聚合物界面科学的意义聚合物界面科学是专门研究聚合物材料表面与界面的现象、组成、结构、形态与性能，以及当其与外在环境接触时，物质与能量相互作用的一门新兴边缘学科。界面科学及其应用被认为是当代科学技术发展的生长点之一，所以有的国家专门成立了庞大的国家级表面科学研究机构，从事专门性的研究。聚合物界面科学是界面科学当然的组成部分，也可说是界面科学发展的一个新

3、的分支。聚合物界面科学并不是界面科学和聚合物材料的简单结合；而是一门将高分子化学、高分子物理学、现代表面分析测试技术、界面化学、界面物理学、胶体化学、固体物理学、物理化学、断裂力学、电学；摩擦学等各学科有关的知识结合起来的一门新兴边缘学科。聚合物界面科学的研究特色主要表现在下列三个方面：（１）聚合物材料的界面现象及其运动的规律性；（２）聚合物材料的界面组成、结构、形态、能量、张力与相对运动的定性定量参数及其表征方法；（３）各种聚合物界面的运动、变化与反应机理及理论。聚合物材料的许多有价值的功能，也是通过其界面与外在环境

4、接触而形成的界面来做贡献的。如粘合、粘附、密封、表面保护，胶体稳定、扩散、渗透与反渗透、表面改性、表面化学反应、催化、涂饰、防腐蚀、摩擦、磨损、润滑、老化与防老化等现象与技术，无一不是与材料的界面有关。多组分多相聚合物包含聚合物复合材料、共混材料、增强材料及填充材料都存在两个或多个相，因此都有相界面的作用，这些材料的性质优劣在很大程度上取决于界面相互作用的结果。只有透彻了解界面的关系问题，才能充分发挥这类材料的优良性能。聚合物界面科学的发展，将会促进聚合物材料科学的进步，极大地丰富聚合物科学知识宝库；而聚合物材料科学的进

5、步，也必然会促进聚合物界面科学进一步的发展。除此以外，聚合物界面科学对各种材料与产品的粘接、复合、共混、增强、密封、印刷、装潢、表面改性、表面镀膜、防腐或装饰涂装、表面防老化、防污染、防静电、提高耐磨损、改善润滑与减阻、催化节能、光刻与光抗蚀、表面掺杂与成膜、胶体的乳化分散、悬浮、稳定、聚沉与絮凝、改善生物医学工程材料与血液相容性、药物缓释等一系列实用技术，起到一定的理论指导作用。二、聚合物界面科学的发展聚合物界面科学的发展起来大体上经历了萌芽、成长和发展三个阶段：1）在20世纪30年代前后，主要是在表面化学中开始涉及到与

6、聚合物有关的界面现象。如聚合物膜和粘合问题，尚处于萌芽时期。2）在20世纪50年代以来，随着聚合物科学和合成材料的飞速发展。出现了越来越多与聚合物有关的界面问题，这吸引了许多科学家从事这方面的研究，先后发表了不少研究论文。在此基础上举行了多次国际性的学术会议，把聚合物界面的学术研究引向深入，并从高分子学母体中脱颖而出，进入了成长阶段。3）在20世纪到70年代，科学家们把各专题或分支学科归纳起来，同时又从横向引用了其它学科的相关内容，进一步扩展了高分子界面的研究范畴，逐步形成了有条理、有层次、有理论、有广泛实践性和重要的应用

7、前景及无限发展空间的一门新兴边缘学科，这就是聚合物界面科学。三、本门课程的内容本课程简要介绍有关聚合物材料表面的基本概念和某些重要理论――聚合物表面结构、化学及物理性质，介绍表面热力学、动力学的一些基本概念。通过一些典型的表面处理技术来说明主要方法的基本原理、技术路线、主要设备、工艺实施、分析检验及具体应用等，从而使大家对聚合物表面处理技术的形成、现状和发展有基本的了解，拓宽大家的知识面。考核方式：平时考核与期末闭卷考试相结合。考核成绩评定：平时考核：平时出勤占10分，大作业占30分（每人1题）；期末考试占60分（闭卷）。

8、缺席3次或以上者取消本门课考试资格。四、主要参考资料段世铎，谭逸玲编．界面化学．北京：高等教育出版社，1990丁莹如，秦关林编著．固体表面化学．上海：上海科学技术出版社，1988[英]D.T.克拉克，W.J.费斯特编著，张开等译．聚合物表面．北京：化学工业出版社，1985李恒德，肖纪美主编．材料表面与界