《聚合物改性》PPT课件.ppt

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1、聚合物改性太原理工大学第一章绪论高分子聚合物以综合性能优越、较为简单的成型工艺，近些年获迅猛发展。有诸多需要克服的缺点：如：塑料：性脆不耐冲击、耐热差、有些加工流动性差、易燃等橡胶：强度低、耐老化性差、耐油差等。通过改性可使聚合物性能大幅提高，赋予新的功能，拓宽应用领域，提高应用价值。1.1聚合物改性的方法聚合物改性方法分类总体上分为:物理方法化学方法表面细分：共混改性、填充改性、纤维增强复合材料化学改性、表面改性Ⅰ以物理方法改性为主的改性共混两种或者两种以上聚合物经混合制备宏观均匀材料的过程。可分为物理、化学共混。

2、填充多数情况下，是填充数量不等的无机物。改善性能、降低成本。增强又称聚合物基复合材料。就是以有机聚合物为基体，纤维类增强材料为增强剂的复合材料。Ⅱ以化学方法改性为主的改性手段有：嵌段、接枝、交联、互穿网络等Ⅲ表面改性干式：等离子体表面改性等湿式：表面化学改性1.2聚合物改性的发展1933年接枝共聚物1942年IPN1952年嵌段共聚物1960年PPO/PS1965年热塑性弹性体问世1975年超韧尼龙80年后纳米粒子改性、碳纤维、芳纶等改性2000年-力学性能-加工性能-功能改性第二章化学改性2.1接枝共聚改性1.基本

3、原理接枝共聚是指在聚合物成分（主干或主链聚合物）存下，使一定的单体聚合，在主干聚合物上将分支聚合物成分通过化学结合上一种分枝的反应。AAAAA主链BB接枝链BBB2.接枝共聚方法（按机理分)自由基接枝方法：(1)烯烃单体在带有不稳定氢原子的预聚体存在下进行聚合。如:PB上接枝St烯烃单体St(苯乙烯）R引发剂或生长链从PB主链上夺取不稳定氢原子使主链形成自由基，来引发单体聚合。(2)先在主链上形成过氧化氢基团或其他官能团，然后引发单体聚合。如:PP上接枝StPP上的过氧化氢基团引发St单体聚合。这种方法共聚物中组成范

4、围宽，并混有较多的均聚物。阴离子接枝方法：(1)主链引发（graftfrom）如金属化的PB引发St.通过PB和烷基锂反应形成具有引发作用的主链，引发St单体聚合。(2)主链偶合（graftonto）如活性PS阴离子与带有活性侧酯基的大分子反应，偶合接枝上去。阴离子接枝方法较自由基接枝方法在接枝点、接枝长度、接枝数目方面清楚一些。工业生产中常用自由基接枝共聚方法链转移接枝：主链上有不稳定氢，由此产生接枝点。化学接枝：化学法在聚合物主干上引入已分解的过氧化物等。辐射接枝：辐射方法产生自由基。产物是混合物：未接枝的原聚合

5、物、已接枝的聚合物、单体自聚物及混合单体的共聚物。接枝效率已接枝单体数量×100%接枝效率=已接枝单体数量+接枝单体均聚物质量3.接枝共聚物性能及应用接枝共聚物改性优点:性能上：和共混物相比，是单一的化合物，性能上可发挥每一个组分的特征性质，而非平均性质。形态上:存在两相形态，但和物理共混物相比具有更精细的结构。相容性上：易与它们的相应均聚物共混。HIPS及ABS即是用接枝共聚-共混法改性的产品。HIPS（高抗冲聚苯乙烯）PB胶乳+S单体（溶解于其中）自由基接枝共聚产物：PS、PB-g-PS、PB、SB形态：微相分离

6、的蜂窝状结构ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物（1）PB胶乳+S单体+AN单体（溶解于其中）自由基接枝共聚产物：PS、PB-g-PS-PAN、PB、SAN（2）与不同比例的SAN的共聚物共混掺和成多品种的ABS形态：微相分离的胞状结构4.接枝共聚物研究（1）接枝共聚物的合成研究分子设计：主干、分支的比例（2）接枝共聚物作为增容剂，来提高相容性的研究少量接枝共聚物作为增容剂可大幅提高聚合物共混物的相容性。2.2嵌段共聚改性1.基本原理聚合物主链上至少具有两种以上单体聚合而成的以末端相连的长序列（链段）组合成的共聚

7、物。三种基本形式：Am-Bn二嵌段聚合物如：SBAm-Bn-Am或Am-Bn-Cn三嵌段聚合物如：SBS，(Am-Bn)n多嵌段聚合物如：酰胺-酯，亚胺-酯另有：放射型嵌段聚合物A嵌段B嵌段2.嵌段共聚物制备方法（1）加成聚合法**+nBBBBBBB带有活性端基的聚合物单体（2）缩聚法YY+XYY+XX制备特点：活性位置和浓度已知受均聚物污染程度小链段的长度和排列位置可以控制(a)加成聚合法：也称顺序加料活性聚合主要通过：活性阴离子聚合Am-Bn二嵌段聚合物S-MMA（PS中叔C-可引发MMA）Am-Bn-Am或Am

8、-Bn-Cn三嵌段聚合物如：SBS单阴离子:SBS顺序加料合成(b)缩聚法两种含有可反应的末端官能团的低聚物缩合、加成、或开环反应而成。(Am-Bn)n型嵌段聚合物含有活性端基的低聚物可以是连锁聚合产物，也可是逐步聚合产物。连锁聚合产物：如遥爪聚合物（单爪或双爪）逐步聚合产物：如带活性端基的PA、PC、PU低聚物如：聚砜-聚（二甲基硅氧烷）嵌段