煤矸石煅烧改性在高分子绝缘材料应用研究
(1)畅吉庆(2)旷天申(3)张军(4) 蒋峰(5)宋晓东
【摘要】:本文重点阐述了煤干石煤系高岭土煅烧温度，表观色相，粒度分布，矿相晶相，并分三部分介绍了:一、高岭土煅烧的加工工艺及矿物结构，。二、改性设备(包括改性后的滤粗设备)及改性工艺、所选择的改性剂(偶联剂)适用性。三、配方设计，应用在(EPDM)橡胶电缆绝缘高压胶料生产中配方设计及性能试验。重点选择了在橡胶电缆绝缘混合胶料中可选择性的配方案例，并适合于企业在橡胶电缆绝缘料生产、工艺中的应用，提高制品的物理和机械性能、降低材料成本可选择性的技术配方。煤矸石煤系煅烧、改性高岭土的可选择性，是决定橡胶电缆材料绝缘性能、成本低廉的关键。
Abstract: This paper mainly focused on the introduction from three parts:Firstly, processing technology and mineral structure of coal gangue calcination, it mainly explained calcination temperature, apparent color, particle size distribution and selection mineral phase.Secondly, modified equipment(including the coarse filtration equipment) and modification technology, selection of applicability modifier (coupling agent). Thirdly, formula design, the application of formula design and performance test in the production of (EPDM) high voltage rubber of cable insulation. The key is selected optional formula cases from mixed rubber cable insulation. However, it is not suitable for the application of rubber cable insulation material production and technology in enterprises, as well as not suitable for taking it as selective technology formula to improve the physical and mechanical properties of the product and reduce the material cost.The selectivity of coal gangue burning, modified kaolin is the key to determine the insulation performance and low cost of rubber cable materials
【关键词】: 煤矸石、结构、EPDM、改性、工艺、配方
Key words: coal gangue, structure, EPDM, modification, technology, formula
作者介绍:
(1)畅吉庆，1982年煤系高岭土国家第一批专家。中国塑料协会(无机与有机材料复合)专家，教授级高级工程师、中国地质矿产专业委员会非金属矿填料研究会秘书长，全国橡塑电缆配方工艺会议授课专家，享受国务院补贴科技专家，广东畅吉庆粉煤灰研究所所长，广东鹏鹄试验室主任。发明专利20多项，煤矸石改性应高岭土用于电缆绝缘，电缆护套阻燃两项专利，专利号2013104724493、2013104724915。
(2)旷天申、国家级电缆专家、电缆阻燃专家，原沈阳电缆厂研究所主任，现上海胜华电缆集团、高级技术顾问、享受国务院补贴专家、教授级高级工程师。(3)张军、上海交通大学、材料学院教授，电缆设计专家。(4)蒋峰、高级工程师、油田用耐油电缆专家，胜利油田泵公司电缆厂总工。(5)宋晓东、高级工程师，乙丙绝缘电缆专家，山东鲁能集团曲阜电缆总工程师。
引言:
煤矸石伴生于煤层中1-11号层，分布有底板、顶板中间，比煤的生成还要早时期石炭纪。1983年由中国地质协会地质矿产专业委员会秘书长和地质研究所，沈宝琳高工带队对山西(于2003年逝世)、内蒙等地的可利用的煤矸石实地考察取样试验，在此以后煤矸石煤系高岭土被认为可利用的优质煤系高岭土，世界独有。可应用于橡胶、塑料高分子中，提高制品的物理和机械性能。1983年中国地质协会地质矿产专业委员会沈宝琳秘书长委托由我组成的山西煤矸石研究组与地质研究所，开始将煤矸石磨细、煅烧、改性首先应用在橡胶高压电缆绝缘料中，由沈阳电缆厂研究所旷天申教授实地试验对比，结果绝缘电阻、抗拉强度、断裂伸长率等技术性能超过美国高岭土产品,(1984-1990年沈阳电缆电缆研究所橡塑配方工程师）。当时美国高岭土售价为1.8万元人民币，当时给沈阳电缆厂为4800元/吨。到今天的延续。
1986年由沈宝琳秘书长介绍认识了轻工学院塑料研究所刘英俊老师，塑料改性应用。1993年于塑料协会农膜制品分会秦立洁会长应用于塑料农膜中提高膜的保温性，首先将煤矸石应用在塑料膜中到今天。1986年由中国矿大北京研究生部郑水林教授，任大伟(西安矿院教授)北京造纸研究所宋宝祥所长，沈宝琳秘书长(地质矿产专业委员会)提出的双90煤矸石煤系高岭土造纸用标准。当时那个年代我们几个为专家评审组，对高岭土项目的评估工作。(金洋公司的发展---)
我国煤矸石现状，2001年我国煤炭产量约37亿吨，较2005年增长近70%同年煤矸石排放总量达到7.5亿吨，较2005年增长近1倍，2015年煤矸石排放量将接近8亿吨，累计堆存量45亿吨，形成的煤矸石山2600多座，占地1.3万公顷。煤矸石综合利用率由1998年的41%提高至2013年的64%。2013年我国煤矸石产生量约7.5亿吨，综合利用量4.8亿吨。其中，煤矸石等低热值燃料发电机组总装机容量达3000万千瓦，年利用煤矸石1.5亿吨，综合利用发电企业达400多家，年发电量1600亿千瓦时，占利用总量的32%;生产建材利用煤矸石量5600多万吨，占利用总量的12%;土地复垦、筑路等利用煤矸石2.6亿吨，占利用总量的56%。还有大量没有利用，自燃、污染环境、占用大量耕地，二次填埋。如何解决煤矸石的综合利用以成为社会问题，研究开发煤矸石的应用领域应放在首位。
一、试验部分
试验配方、工艺、试验设备名称及各地试验室图片
橡胶(高分子)试验设备:2升密炼机、100式开炼机、20公斤液压硫化机、2升粉体改性机，检测设备:万能拉力机、密度仪、磨耗仪、门尼仪、无转子硫化仪、热老化箱、电阻仪、氧指数仪、烟密度仪、燃烧试验仪。由杨州仪器厂产品。
塑料(高分子)试验设备:35型双螺杆挤出机，造粒摸具、板材摸具、管材摸具。检测设备:拉力机组、流变仪、塑性仪、悬辈梁勒锤器、密度仪、熔指数仪、老化箱，石家庄塑料设备厂产品、低温试验箱。石家庄塑料设备厂提供。
橡胶电缆绝缘配方:乙丙橡胶(美国陶氏3722P、)100份、硫化剂DCP3.5、交联剂TAIC2.2、粉煤灰(D50-5微米、D97-10微米、D90-2微米、三种不同粒度的样品，配方不变的对比试验检测结果)。硬脂酸1份、氧化锌5份、石蜡4.5份。此配方设计为中压电压等级(6000V) 工艺：配料--混合--密炼--开炼--硫化--试片，检测项目:国标标准(GB/T17556-1998)(GB/T7594-87) 拉伸强度、7.5 断裂伸长率200 门尼粘度45 体积电阻(Ω-cm) 2X1016硬度78-82
二、煤矸石煅烧、加热设备、工艺关键步骤和注意事项
1、煤矸石的可选择性:
煤矸石产出主要分布在1000平方公里内的东北、内蒙、陕西、山西、河南等地区域，较适合煤系高岭土可利用的重点在山西的朔州、大同、内蒙的包头、清河，榆林地区，到河南就很簿的一层。最好的在山西的浑源的烧变煤矸石AI203 39-42%,
2、煤矸石原矿选用的质量指标为: AI203 34-38%, Si02 45-48% 烧失量12-16%，
3、破碎一般采用工艺:鄂破-球磨-分级-湿法剥片超细-喷雾干燥-打散解聚-煅烧(回较窑连续式)-风冷-解聚-检测-包装(煅烧粉)-改性-检测-分类-包装。产业链:矿物绝缘电缆项目:橡胶绝缘电缆(护套)项目:耐火高温涂料项目:塑料建材专用轻质板项目
4、改性设备应选择专用的超细粉体间隙式冷、热改性机(较好的专业有张家港通沙机厂设备)
5、改性后的产品为保证质量，必须增加配套的滤粗机解决在改性中的结聚和二次污染的质量保证(专业滤粗机设备由潍坊埃尔派独家)。
6、原料、产品在线检测配套的设备:粒度仪击光式，快速硅酸盐测试仪，白度仪、试验煅烧炉1200 ℃，烘箱，小型震动球磨机，剥片机等基本的检测试验设备。
目前采用的煅烧工艺一般为回转窑图:
煤矸石加热曲线及选择热区段理想值在700-800 ℃偏高岭石似转为硅铝尖石区段绝缘电阻较好的时期，吸附活性最高。在不同煅烧温度，同样的粒度D97-3.5微米试验中700 ℃-800 ℃-980 ℃-1050 ℃，用硅烷乙烯基改性处理后浸水68h，结果，800 ℃无亲水粒子，980℃亲水粒子下沉25 %，1050 ℃亲水粒子下沉65 %。在PVC电缆绝缘料中按8份加量煅烧温度在800以下可达到1012(Ω ?Cm)电阻率，980 ℃-1050 ℃电阻1011(Ω ?Cm)。在橡胶电缆乙丙胶配方加到90份(800 ℃
煅烧温度)体积电阻率Ω ?Cm2X1016.煅烧温度980 ℃加到90份时电阻率Ω ?Cm 1.6X1015.
Al2O3·2SiO2·2H2O-550℃-700℃Al2O3·2SiO2+2H2O
(高岭石) （偏高岭石）
2(Al2O3·2SiO2) -925℃ 2Al2O3·3SiO2+ SiO2
(偏高岭石) （硅铝尖晶石）
2(Al2O3·3SiO2)- 985-1100℃ 2 （Al2O3·SiO2+ SiO2）(硅铝尖晶石) （似莫来石）
3(Al2O3·SiO2)1400℃ 3Al2O3·2SiO2+ SiO2
(似莫来石) （莫来石）达到高强的耐磨材料
煅烧温度控制可保护部分羟基团存在（-HO一价原子团）
羟基的定义：
氢原子和氧原子形成共价键之后就是“羟基”，此原子团在有机化合物中成为羟基官能团。羟基可称为氢氧基，由氢和氧两种原子组成的一价原子团（-OH）,羟基与水有某些相似的性质，是典型的（极性基团）与水可形成氢键。H2O(水)失去一个H得到基团就是羟基（-OH
一价原子团）.在无机化合物水溶中以带电荷的离子形成存在（OH—）称“氢氧根”。含羟基的物质溶解于水中会电离出氢离子，氢离离子是导电的物质，配方设计中利用煅烧陶土吸附的特性，将吸附氢离子及有害离子吸附和置换，提高绝缘性。含羟基的物质水溶液多呈偏酸性，在无机物中通常含有羟基的为含氧酸及其它的盐酸。虽然氢氧根和羟基均为原子团，但羟基为官能团，而氢氧根为离子，影响橡胶电缆绝缘。
保护部分羟基：羟基是有机化学中最常见的“官能团”之一，无论是醇羟基还是酚羟基均容易被多种氧化剂所氧化，因此在多官能团化合物的合成过程中，羟基或者部分羟基要先被保护，防止它参与反应，在适当的步骤中再被转化。比如在橡皮、PVC配方体系中对无机材料及极性物质先加以保护，对偏酸性无机物高岭土、滑石粉、氢氧化镁、氢氧化铝进行表面包覆处理。经过表面改性（偶联剂）剂的官能团、X基团与无机表面反应，包覆一层高分子疏水状态。Y基团与有机分子链相连，S基团与有机和无机的中间分子桥。为一个保护的方面，另一方面采取其它的相称方式。
无机物中晶体结构内部的羟基水的脱失及含量是关系到材料的强度、体积电阻。有很多家电缆企业在乙丙橡皮硫化成品后电缆，放一段时期电缆检测中、强度和体积电阻下降很多，原因就是无机物中的羟基（H2O）水未能大部分脱失，陶土结构为叠片状，片于片移位，吸附水分子，使电缆密度在48~68小时之间出现松疏的现象。“氢氧根离子”于外部氧相合迁移渗透出分子材料表面的原因，但是在配方
体系中达到材料界面的强度和粘接力还需要少量的无机物中的羟基活性基团与部分分子助剂反应的需要。一般反应的无机物中的羟基（水）不高于100℃烧失量的0.15%-0.2%为好。这样的指标很难做到。如何控制煤矸石“高岭土”的煅烧温度和结构单片状(减少叠片结构)是选择材料结构的“关键”。
煤矸石煤系煅烧高岭土结构选择
左上下图片为煤矸石煤系煅烧后高岭土扫描电境2微米结构
右上下图片为美国煅烧高岭土扫描电境5微米结构
三、煤矸石煅烧改性设备、工艺及药剂(偶联剂)的选择
1、改性设备选择
a、粉体的粒度D97-10微米，D97-3微米，D97-1.5微米。
b、使用改性剂(偶联剂)硅烷氧基的液体，钛、锡、铝脂固体及不同的助剂。
C、产品设计:橡胶用电缆绝缘、电缆阻燃护套。电压等级1000V-3.5V。PVC绝缘、阻燃护套低压等级、耐低温性。橡胶阻燃输送带，橡胶高铁桥梁减震耐老化抗压垫，橡胶轮胎用补强等。
这些品种都需要选择合适的改性剂，由液体、固体，固液混合的，在改性物理反应中需要时间和温度控制及转速旋转的具备条件。必需选择间隙式批次的可调控的改性机。目前市场有连续改性机，但在以上的高质量的应用品种中连续改机还不具备产品的改性质量要求。2、改性剂的选择:
在橡胶高压电缆用改性煤系高岭土要选择硅烷美国联碳A-172乙氧烯基三乙氧基硅烷(水液剂)，和国内牌号KH550-560硅烷。阻燃改性剂采用无机、有机，氢氧化铝、氢氧化镁、红磷体、锑系偶联剂，PCV绝缘选用铝原子型改性剂。
粉体改性机组和滤粗机工艺解图
滤粗机作用:改性过程中有结块和二次污染杂质的分级及滤分
超细粉体专用改性设备图解
改性机组:由张家港通沙机械厂生产的1250目-1000纳米范围内的专用机型，
偶联剂(改性剂）的机理和改性工艺选择
1、偶联剂的机理:
偶联剂是另一类具有两性结构的物质。其分子的一端可与矿物表面的多种基团反应，形成共价键等化学键合，另一端可与高分子聚合物发生化学反应或物理缠绕，从而将本来不易粘接的矿物和聚合物界面牢固地接合一起，从理论上得到最强的界面粘接，偶联之名由此得来。
随着科学技术的快速发展，武汉大学研制的并具备粉体不同粒度、不同结构(比如增强、绝缘、阻燃)界面键合等要求，生产多官能团接枝的硅烷偶联剂。在此基础上超过并具备了可选择性的硅烷偶联剂。解决了硅烷偶联长期以来单一的官能团结构，而且材料成本降低了1/3。为我们粉体材料提高技术含量，增加多功能性能产生具大的贡献。
2、偶联剂分子通式:
偶联剂分子通式
一般偶联剂的分子通式为:（R1）X-＠-(0R)Y其中:A是硅(si)、钛(Ti)、铝(Al)、磷(P)等某一元素的一个原子。R1为长链烷基或有双键、氨基、环氧基等活性机团的碳氢链，一个或多个0R是烷氧基团，具有和氢质子(H+)反应活性，一个和多个。
X基团在反应中只起桥梁作用本身不进入复合材料。对于Y基团，只有当合聚合物有适宜的反应活性时，才能获得最佳效能，因此可依据Y基团来选择与有机聚合物相配的偶联剂。
四、橡胶电缆绝缘(高、中、低电压等级)配方案例
试验设备:温州欧亚机械设备有限公司APW-2加压式密炼机9寸双辊式开炼机SND-1、液压式300X300X20-QWEO平板硫化机。
检测设备:杨州精卓试验机械厂、万能拉力机-WLA290、ASOP门尼粘度仪、NWL-20热老化箱、YDY-11硬度仪、2035Y-无转子硫化仪。体积电阻仪。
试验工艺:配料-密炼26min-滤胶-开炼-硫化160℃-16min-检测。以25%含胶量、经过密炼-开炼-硫化对四种煅烧陶土性能对比。胶料基料为4044乙丙胶，同样的配方，陶土分为美国煅烧土（型号37），国内为煤矸石煤系煅烧陶土（型号GET-40），广东水洗煅烧陶土（型号YIT-90）。国内沉积土煅烧土。
中压电压等级乙丙绝缘电缆用配方案例
不同煅烧温度和产地同样配方对比试验结果
乙丙橡胶电缆指标(GB7594-8-1987-GB/T12706-1-2002标准)Xj30A-65工艺为混料-密炼-滤胶-开炼-硫化-检测
980℃煅烧温与750℃煅烧，D97-3.5微米在橡胶试片硫化曲线的影响
左下图采用750煤矸石煅烧土硫化时间为(T90)19”41’ 下图采用980煤矸石煅烧土硫化时间为(T90)23”18’硫化时间慢3.3min
根据转子橡胶硫化仪检测结果同样的配方，同样的细度，不同的是煅烧温度选择，750℃煅烧温度硫化时间比980℃煅烧温度对比,980℃硫化时间比750℃长了3.3min 。管道蒸汽硫化挤出时按长度(m)计算，挤出的越快，长度越长对生产企业来讲是最好不过了，效率高了。挤出慢了，成本增加，工人不干。对比显示980℃煅烧的煤矸石土因温度高，结构转变，活性降低，流动性较差，影响了橡胶的硫化时间。所以不是什么样的煤矸石煅烧土都可以填加到电缆及橡胶制品中，必需了解高分子制品的要求。选择不同的煅烧温度，适用于高分子制品的性能指标。
在油田潜油泵电缆配方设计对比试验结果案例
胜利油田电缆厂试验结果
煤矸石煤系煅烧改性陶土与美国煅烧高岭土对比(同样配方)
上海胜华电缆电缆研究所
对煤矸石煤系煅烧土不同煅烧温度及国内南方煅烧土与美国煅烧高岭土在橡胶电缆绝缘试验结果2010年试验对比
煤系煅烧土与美国煅烧土净水试验3年3个月对比
2010年广东试验室完成，国内几个样6天-30天以溶于水底和变色。煤系产于美国3年多无溶水。
煤矸石煤系改性和美国高岭土两年多净水效果明显！
五、讨论
一、选择煤矸石煤系高岭石原矿铝AI203含量控制在28.8-34 %,保持硅铝比值2的均匀度。
二、应用在橡胶绝缘电缆中煅烧温度应控制在800 ℃以下，效果较好，控制剥片超细中的完整片状结构，叠片状结构尽量控制。
三、改性设备选择专用粉体改性机，导流板的创新设计，水剂、固体加入的先进性，除尘点的防护设计，加料采用气动的方式较适用。
四、滤粗分粗机的配套是必需的，是保证产品改性后产品质量保证。
五、偶联剂选择是根据橡胶电缆制品指标要求选用，电压等级高的、中、低选用不同性能的偶联剂，如偶联剂六个官能团、四个官能团、三个官能团的配备及选择。
六、给用户提供大概的填加比例，掌屋用户做什么样的产品及电压等级、伸长率，对针下药。
七、经过了长期的调配，配方设计根据电压等级，采用750-800℃煅烧温度区段的煤系高岭土效果较好。
八、变废为宝、综合利用，节省有生资源，降少环境污染是社会责任。
致谢:
上海电缆研究所、上海胜华电缆集团、上上电缆研究所、上海交通大学材料学院、胜利油田泵公司电缆厂试验室、鲁能集团曲阜电缆集团试验室、广东彤富新材料研究所、山西隆昊材料试验室、山西大同金源高岭土有限公司、广东茂名惠新高岭土公司、山西朔州宏力粉煤灰试验室，广东畅吉庆粉煤灰研究所、农膜制品分会、四川川东电缆集团、重庆科宝电缆集团、河北瑞光电缆公司、沧州华光线缆公司、广东中山日丰电缆公司等院所、企业的支持。
2016年7月28号
高分子材料改性学思考题 1.聚合物熔融态化学反应有何特点？ 反应温度高，所以反应速度快，而且反应效率也高；无需使用溶剂，原材料消耗少，成本较低，无污染；可以使一些无法找到合适溶剂的反应体系进行所需的化学反应。 2.简述反应挤出的基本过程。 进行反应挤出时，将欲反应的各种原料组分如聚合物、单体、引发剂、其他助剂等一次或分次由相同或不同的加料口加入到挤出机中，借助于螺杆的旋转，实现各种原料之间的混合与输送，并在外热和剪切热作用下，使物料塑化熔融、反应。随后，移去反应过程产生的挥发物。反应充分的改性聚合物经口模被挤出，经骤冷、固化、切粒或直接挤出成型为制品。 3.简述反应挤出过程的控制要点与影响反应挤出的操作因素。 控制要点：反应挤出过程的混合、反应空间和停留时间、温度控制与传热、挥发分的脱除、输送物料和排出物料的能力、挤出过程中其他组分的加入。 影响反应挤出的操作因素：配方、挤出温度、螺杆转速、喂料速度、螺杆组合。 4.举例推算多元复合引发剂的半衰期。 ∑==n i i i f 11 ττ，i f 为各引发剂摩尔分数。 5.聚合物熔融接枝工艺的控制因素有哪些？ 接枝单体含量、引发剂及其用量、反应温度、反应时间（挤出机螺杆转速）、交联与降解的抑制（电子给予体）、共单体。 6.影响有机过氧化物交联的因素有哪些？ 聚合物分子链结构、过氧化物的品种与用量、交联温度和时间、环境气氛、抗氧剂（防老剂）、酸性物质、填充剂、助交联剂。 7.影响控制降解聚丙烯的相对分子质量与相对分子质量分布的因素有哪些？ 加工温度、时间、过氧化物品种和浓度、抗氧剂。 8.什么是偶联剂和表面处理剂？它们有什么作用？作用机理是什么？ 偶联剂是具有某些特定基团的化合物，其分子结构特点是含有两类性质不同的化学基团，一类是亲无机基团，另一类是亲有机基团。通过化学或物理作用将两种性质差异很大，原本不易结合的材料较牢固地结合起来。 表面活性剂：极少量即能显著改变物质表面或界面性质的物质。其分子结构特点是由两种不同性质的基团组成：其一是一个较长的非极性烃基，称为疏水基；另一是一个较短的极性基，称为亲水基。形成不对称的分子结构，同时具有亲油性和亲水性，并且亲油和亲水的强度必须匹配，形成“双亲结构”分子。 作用：提高填料与聚合物的亲和能力。 作用机理：表面物理作用。包括表面涂覆（或称为包覆）和表面吸附。 表面化学作用。包括化学反应、化学吸附（表面取代、水解、聚合和接枝等）。 9.填料在使用之前应如何进行预处理？ 干法：表面涂敷处理、表面反应处理、表面聚合处理。 湿法：表面吸附法、化学反应法、聚合法。 气相表面处理法。 加工现场处理法：捏合法、反应挤出处理法、研磨处理法。 10.填料在聚合物中的分散过程、影响因素和评价方法。 分散过程1在剪切流场的粘性拖曳下，将大块的固体填料破碎成较小的粒子；2聚合物在剪
1.(1)合成纤维有那几种主要纺丝方法？简述每种纺丝方法的特点。 A.熔体纺丝：将聚合直接得到的聚合物熔体或聚合物切片通过螺杆挤出机熔融成熔体以后，通过过滤、挤出到 空气中凝固成型的方法，其特点是加工方法简单，流程短，纺丝速度高，产量大，成型过程中只有传热而没有传质，是一元纺丝体系。 B.溶液纺丝： （1）湿法纺丝：将聚合物溶解在溶剂中，通过脱泡、过滤并挤出到凝固浴中成型的方法，是溶液纺丝的一种，通常适用于分解温度低于熔融温度的聚合物，其特点是流程长、纺速低，丝条必须在凝固浴中成型，成型过程既有传热又有传质，宜纺制短纤维，是三元纺丝体系。 （2）干法纺丝：属于溶液纺丝，采用的溶剂挥发性强，挤出时将纺丝溶液挤出到热空气，通过溶剂的挥发而凝固成型，特点是纺丝速度高，流程较湿法纺丝短，产量小，适于纺长丝，属于二元体系。 (2)为什么不可以采用熔体纺丝的方法加工聚丙烯腈纤维？如果你想采用熔体纺丝方法加工聚丙烯腈纤维，你 需要从原料上作那些改进？请说明原因。 A.聚丙烯腈其热分解温度200～250℃，熔点达320℃，故不能采用熔体纺丝。粘流温度太高，且是极性聚合物， 熔融粘度也很大，不利于加工。 B.想熔体纺丝需加入第二单体第三单体(在聚丙烯腈大分子上引入能形成柔性链的共聚单体，通过控制共聚物的 序列结构和分子质量来降低聚丙烯腈的熔点，以制造可熔融的聚丙烯腈树脂，通过非增塑熔融纺丝制得纤维)，降低其分子间较强的相互作用力，从而降低其粘流温度和粘度。另外，如聚乙烯醇，分解温度低于粘流温度也不可熔融纺丝。 2.（1）对比聚乙烯和聚丙烯的结构，分别阐述他们的性能和应用。 答：⑴写出聚乙烯与聚丙烯的结构式，对比两者结构上的差异。 ②聚丙烯分子链上有一侧基，侧基的存在增加了空间位阻，使分子链的柔性降低，刚性增大，所以聚丙烯的强 度、硬度、耐热性和化学稳定性比聚乙烯好，抗冲击性能和耐低温性能比聚乙烯差，所以聚丙烯比聚乙烯更适合作结构件和重型包装制品，如手柄、方向盘、风扇叶片、洗衣机外壳、电视机外壳、电话机外壳、电冰箱内衬、重包装薄膜、编织袋等。 ⑶由于聚丙烯侧基的存在，使分子链上交替出现叔碳原子，叔碳原子上的氢极易受氧的进攻，导致其耐氧化性 和耐辐射性差，即耐老化性能差，所以聚丙烯难于用于户外制品，如遮阳棚等。 ⑷由于聚丙烯侧基的存在，使分子链的距离增大，密度降低，所以聚丙烯单丝可以生产绳索和鱼网等 （2）对比聚乙烯与聚丙烯的结构、性能和用途的差异（20分）。 答：（1）书写出PE和PP的分子结构（4分）； （2）分子结构的差异，侧甲基的位阻效应，使得PP具有更高的T g和耐热性，因此PP可作为工程塑料使用，而PE则不能（8分）； （3）PP侧甲基的存在，使得PP耐低温性能差，冲击性能不佳；PE则具有较佳的低温性能。因此PE可用于低温环境（-40C），PP则不能（4分）； （4）PP侧甲基的存在，使其耐氧化性较PE差；具体应用时，一般PP需要加入抗氧剂。（4分） 3.玻璃纤维增强环氧树脂和玻璃增强不饱和树脂的主要性能和应用领域。 A.玻璃纤维增强环氧树脂：比强度高、绝热、耐烧蚀、电绝缘、抗腐蚀和成型制造方便，广泛应用于汽车、造 船、建筑、化工、航空以及各种工业电气设备、文化用品等领域，也是电气绝缘及印刷线路基板的良好材料。 B.玻璃纤维增强不饱和树脂：加工性能好，树脂中引入引发剂和促进剂后，可以在室温下固化成型，由于其中 的交联剂其稀释作用，故树脂粘度降低，可采用各种成型方法。透光性好、固化时收缩率大，耐酸、碱性稍差。 可制作大型构件，采光瓦，不宜制作耐酸碱的设备及管件。 4.水性涂料和溶剂性涂料的优缺点 总：与油性漆相比，水性漆的环保性能是其最大优势。水性漆中不含有苯、二甲苯等公认的有毒有害物质，同
变压器常用的绝缘材料及特点_变压器绝缘材料 绝缘材料是变压器中最重要的材料之一，其性能及质量直接影响变压器运行的可靠性和变压器使用寿命。近年来，变压器产品所采用的新绝缘材料层出不穷。 1、变压器绝缘材料概述。 随着科学技术的迅速发展，电机、变压器等电气设备的应用日益广泛。而变压器运行的可靠性和使用寿命却在很大程度上取决于其所使用的绝缘材料。绝缘材料越来越为从事变压器设计和制造人员所重视。 近二十年来，变压器绝缘材料方面的新产品、新技术、新理论不断地涌现和发展，从而使变压器绝缘材料及其应用形成了一门很重要的学科。 1．1绝缘材料概论 绝缘材料又称电介质，是电阻率高、导电能力低的物资。绝缘材料可用于隔离带电或不同电位的导体，使电流按一定方向流通。在变压器产品中，绝缘材料还起着散热、冷却、支撑、固定、灭弧、改善电位梯度、防潮、防霉和保护导体等作用。 绝缘材料按电压等级分类：一般分为：Y（90℃）、A（105）、E （120℃）、B（130℃）、F（155℃）、H（180℃）、C（大于180℃）。 变压器绝缘材料的耐热等级是指绝缘材料在变压器所允许承受的最高温度。如果正确地使用绝缘材料，就能保证材料20年的使用寿命。否则就会依据8℃定律（A级绝缘温度每升高8℃，使用寿命降低一半、B级绝缘是10℃，H级是12℃。这一规律被称为热老化的8℃规律）降低使用寿命。由高聚物组成的绝缘材料的耐热性一半比无机电介质低。绝缘材料性能与其分子组成和分子结构密切相关。
变压器绝缘材料品种很多，按其形态一般可分气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。 2、变压器绝缘材料电器性能的四个基本参数。 变压器绝缘材料电气性能的四个基本参数包括绝缘电阻、介电系数、介质损耗因数和绝缘强度。 2.1绝缘电阻 2.1.1绝缘电阻的概念绝缘材料的电阻是指绝缘材料在直流电压 的作用下，加压时间较长，且使线路上的充电电流和吸收电流消失，只有漏电电流通过时的电阻值/一般规定为电压加上一分钟后，所测 得的电阻值即绝缘电阻值。对于高电压大容量的变压器，测量绝缘 电阻时规定为加压10分钟。 2.1.2影响绝缘电阻的因素 2.1.2.1温度与绝缘电阻的关系 随着温度的升高，电阻率呈指数下降，这是因为当温度升高时，分子热运动加剧，分子得平均动能增大，使分子动能达到活化能得 几率增加，离子容易转移。 2.1.2.2湿度与绝缘电阻得关系 水分浸入电介质中，增加了导电离子，又能促进杂质及极性分子离解。因此绝缘材料随着湿度增大而下降，尤其是绝缘纸或绝缘纸 板得绝缘电阻下降的幅度更大。 电介质表面水分对其表面电阻影响很灵敏，离子晶体极性材料等亲水物资对水的吸引力大于水分子间的内聚力，表面连续的水层降 低表面电阻。因此电器设备由于受潮引起绝缘电阻降低，造成漏电 电流过大而损坏设备。 2.1.2.3杂质与绝缘电阻的关系电介质的杂质直接增加了导电离子，使电阻下降，杂质又容易混入极性材料中，促进极性分子离解 使导电离子更多。
《功能高分子材料》复习题 一、功能高分子材料按其功能性可以分为几类？ 功能高分子可从以下几个方面分类： 1.力学功能材料： 1)强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等； 2)弹性功能材料，如热塑性弹性体等。 2.化学功能材料： 1)分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等； 2)反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 3)生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。 3.物理化学功能材料： 1)耐高温高分子，高分子液晶等； 2)电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子，感电子性高分子等； 3)光学功能材料，如感光高分子、导光性高分子，光敏性高分子等； 4)能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性高分子等。 4.生物化学功能材料： 1)人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 2)高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等； 3)生物分解材料，如可降解性高分子材料等。 二、说明离子交换树脂的类型及作用机理？试述离子交换树脂的主要用途。 1.阳离子交换树脂。机理：解离出阳离子、并与外来阳离子进行交换； R-SO3H+M+——R-SO3M+H+ 2.阴离子交换树脂。机理：解离出阴离子、并与外来阴离子进行交换。 RN+H3OH-+X-——RN+H3X-+OH- 3.应用： 1）水处理：包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备。 2）冶金工业：分离、提纯和回收铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属。 3）原子能工业：包括核燃料的分离、提纯、精制、回收等，还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。 4）海洋资源利用：从海洋生物（例如海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料，用以海水制取淡水。 5）食品工业：制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛地应用。 6）医药工业：例如在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、中和及中草药有效成分的提取等。 7）化学工业：在化学实验、化工生产上是重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯、浓缩和回收等。 8）环境保护：在废水、废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水、影片洗印废水、工业废气等治理。
水溶性高分子絮凝剂及其在污泥脱水方面的应用 US 200502300319 发明背景及摘要 本发明涉及一种新型水溶性共聚物，可有效用作助留剂、纸张增强剂、稠化剂，特别是用作高分子絮凝剂，本发明将叙述该类物质的制备工艺及其在以上几方面的应用。 这种水溶性聚合物包括由一种阴离子单体如（甲基）丙烯酸盐聚合而成的均聚物，或者是由阳离子单体如二甲氨基乙基（甲基）丙烯酸酯的季铵盐聚合而成的产物，再或者由非离子单体如（甲基）丙烯酰胺聚合而成的产物，另外也可能是各种类型单体的共聚物。 有多种高分子絮凝剂被广泛用于污水处理过程中产生的污泥的絮凝脱水处理。例如，日本专利JP58-51988用聚合硫酸铁作为无机絮凝剂并单独加入一种高分子有机絮凝剂来对污泥进行絮凝脱水处理。日本专利JP56-16599用一种无机絮凝剂和一种两性高分子絮凝剂对污泥进行处理。另外，人们为了改进聚合物的性能，也作了许多尝试，日本专利JP11-156400开发了一种新的污泥脱水剂，主要成分为一种两性高聚物，是由一种阳离子单体、阴离子单体，及一种水溶性非离子单体和一种溶解度不超过1g的疏水性丙烯酸衍生物共聚反应制备而成的。 上述专利文献中开发的聚合物可有效用作污泥脱水剂，但问题却发生在单体的聚合过程中，主要是有凝胶的现象。如果想在聚合过程中避免凝胶现象的发生，结果却只能制得低分子量的聚合物。再者，由于各单体的共聚反应活性差别较大，按照单体的初始配比进行共聚反应后，所得产物并不是理想的结果。所以，很难达到预期的改进效果，即使得到了想要的共聚物，在处理污泥时也无法达到充分的效果。 而且，由于生活环境的变化，市政及工业废水产生的污泥量越来越多，随之絮凝剂的消耗量越来越大，人们对絮凝剂效能的要求越来越高，要求能用少量的药剂达到较好的处理效果。 鉴于上述情况，本发明研究了一种高聚物可用作絮凝剂，并且在污泥脱水处理中生成的矾花有良好的性能，包括絮凝强度、过滤速度及含水率。通过以上研究，发明们开发了一种嵌段共聚物，是由一种水溶性单体与一种含有聚环氧烷基团的混合物共聚反应而成的。 而且，发明者们继续研究了一种能够提供优秀絮凝效果的水溶性共聚物。该聚合物具有极佳的絮凝特性并且对各种类型的污泥均有良好的脱水性能，即使是处理剩余污泥也可获得满意效果。 再者，发明者们还发现了一种新型高分子量水溶性聚合物，其基本组成为一种端基带有烯类不饱和基的聚环氧烷低聚物，该产品在生产过程中不会出现诸如凝胶此类的问题。当用于污泥脱水处理，该水溶性聚合物可以使生成的矾花在絮凝强度、含水率及过滤速率个方面表现极佳。而且该聚合物还可有效用作助留剂、纸张增强剂、增稠剂。 同样，本发明也制备了带有不同阳离子度的上述新型水溶性共聚物，并且发现混合使用可以获得更佳的污泥脱水效果。换句话说，发明者们发现在对含有原泥与剩余污泥的混合污泥进行脱水处理时可获得更加充分的效果。 发明的最佳实施方案 下面将详细介绍一种由水溶性共聚物组成的高分子絮凝剂及其在污泥脱水
绝缘纺织材料的研究进展 摘要:本文介绍了国内外绝缘纺织材料发展状况并，对新型的绝缘材料提出了自己的思考。目前仍广泛使用的绝缘纺织材料有绵绸类绝缘，玻璃纤维，高分子绝缘材料等，本文对以上三种材料的发展、用途、优缺点及发展前景进行了简单的介绍和展望。且对当前比较好绝缘纺织材料芳族聚酰胺类纤维进行深入的介绍，并提出改进方法。 关键词：绝缘纺织材料绵绸类绝缘玻璃纤维芳族聚酰胺类纤维 1 引言 绝缘材料是能阻止电流通过的材料。它的电阻率很高,通常在106一109Ω.m范围内。一般的电机、电器设备都是由导体材料、磁性材料、绝缘材料和结构材料构成的。除绝缘材料之外,其他都是金属材料。电机、电器在运行中,不可避免地要受到温度、电、机械的应力和振动,有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等各种因素的作用。这些因素对绝缘材料的影响比对其他材料更明显。可以说,绝缘材料对这些因素更为敏感,容易变质劣化,致使电工设备损坏。所以绝缘材料是决定电机、电器运行可靠性的关键材料。随着运行时间的延续,绝缘材料必然要老化,并且其老化速度要比其他材料快,所以决定电机、电器使用寿命的关键材料也是绝缘材。 2.绵绸类绝缘纺织材料 2.1绵绸类绝缘材料的特点 棉绸是人们日常生活的必需品，用棉布和丝绸制作的衣服、被褥等具有很好的透气性、吸湿性和保暖性，深受人们的喜爱。然而棉绸也是应用最早且目前仍在广泛应用的电工绝缘材料。以棉布和丝绸为基材的绝缘漆布和漆绸，可作一般电机、电器的绝缘，其特点是力学强度高，柔软性好，但耐热性低，防潮、防霉性差。 2.2绵绸类绝缘材料的应用 绵绸类绝缘材料的一般用途是做电工白布带。它是由精梳棉线和棉纱织造而成的白布带，用于绕组的引线或薄纸板筒的绑扎。其次可以做绝缘漆布，利用绵绸做的绝缘漆布具有良好的力学强度、柔软性和较高的介电性能，广泛应用于电机、电工仪表、日用电器的线圈包扎、衬垫绝缘和配线绝缘。还可以做层压制品，棉布具有较高的力学性能，富有弹性和延展性，且有一定的介电性能，其层压制品的粘合强度高，耐磨，且易于机械加工。 2.3 棉绸绝缘材料的缺点及解决方法 随着薄膜材料和合成纤维的迅速发展，绝缘漆布和漆绸在某些场合下将部分被取代。同时，由于耐热性和吸湿性问题，玻璃纤维和合成纤维布也在逐步取代棉布和丝绸。作为漆布基材的棉布和丝绸具有很大的吸水性，在水的侵蚀下，将会迅速失去自己的介电性能，但浸漆后漆渗透到织物中，填满空隙，阻止了水分的侵入，就能起到绝缘的作用。 棉纤维的热分解温度是120℃，棉纤维在长期加热情况下，由于纤维素的裂解使棉布抗张强度下降。在140℃下经过3h 强度就损失20%左右；160℃下经过3h 降低30%；180℃下经过3h 降低40%，即热压温度不宜太高。这就需要控制温度，加上成型树脂，才能保证产品的强度。干燥丝绸受摩擦易带静电，一般为正电荷，采用表面抗静电剂或增加生丝回潮率即可避免。丝绸耐光性差，受日光照射容易脆化泛黄，强度降低，日晒200h，强度损失约50％。 总之，但由于它们自身存在的耐热性、吸湿性等不足，使其应用范围逐渐缩小，逐渐被玻璃纤维和合成纤维等其他新型纤维材料所替代。 3、玻璃纤维 3.1 玻璃绝缘材料的特点 玻璃之所以能在电力电子工业中作为绝缘材料得到广泛应用, 是因为它具有以下一系列特点: (1) 良好的电气绝缘强度; (2) 良好的光学性能, 如透光性; (3) 优异的密封性能, 不透水, 不透气; (4) 良好的耐热性和化学稳定性; (5) 良好的热塑性, 可制成复杂的形状; (6) 良好的焊接性, 与金属和陶瓷结合牢固; (7)原料丰富, 制造加工简便, 成本低廉。 3.2玻璃绝缘材料的应用 目前, 玻璃绝缘材料除了用于制造各种电真空器件、电容器外, 应用最多的是各种发光器件和显示器件的外壳, 以及输电线路中高压电线与铁塔间
水溶性高分子简介 摘要：本文介绍了水溶性高分子的分类，物理性能，制造以及未来的发展前景。关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙二醇 引言 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。是一种亲水性的高分子材料，在水中能够溶解或溶胀而形成溶液或分散液。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。这些集团不但使得高分子有亲水性，而且还带来很多宝贵的性能，如粘合性，成膜性，润滑性，分散性，减磨性等等。 1水溶性高分子的分类 1.1天然水溶性高分子。 以天然动植物为原料，通过物理过程或者物理化学的方法提取而成。最常见的如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。天然高分子虽然受到合成高分子的不断冲击，产量逐渐下降，但是仍然有很大一部分市场被其牢牢统治着。 1.2改性天然高分子。 主要有改性纤维素和改性淀粉两大类。如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。这类高分子兼有天然高分子和合成高分子的优点，拥有广泛的市场，因此产量很大。 1.3合成高分子。 合成高分子材料分为聚合类和缩合类两类，如聚丙烯酰胺（PAM）、水解聚丙烯酰胺（HPAM））、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。按大分子链连接的水化基团分为：非离子型和离子型。按荷电性质分为：非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子，其中后三类为聚电解质。按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。 2水溶性高分子的物理性能 2.1溶解性 溶解性是达到平衡的溶液便不能容纳更多的溶质，在特殊条件下，溶液中溶解的溶质会比正常情多，这时它便成为过饱和溶液。每份溶剂所能溶解的溶质的最大值就是“溶质在这种溶剂的溶解度”。 为了提高水溶性，一是在分子中引入足够的亲水基团到大分子上面变为水溶性高分子。二是降低聚合物的结晶度。三是利用聚电解质的反离子力作用促进溶解。
高分子复合材料现状及发展趋势 8090216 王健敏 摘要：本文概述了高分子复合材料近年来的最新发展状况以及未来的发展趋势。针对不同的高分子复合材料，文章分别简要概括了液晶高分子复合材料、纳米高分子复合材料以及导热高分子复合材料这三种目前发展最为迅猛的高分子复合材料各自的发展状况。通过相关文献所报导的对于复合机理或者是具体应用上的报导，可以得知高性能、高功能、合金化、精细化、智能化的高分子复合材料是未来材料发展的主要方向之一。 关键词：液晶高分子复合材料、纳米高分子复合材料、导电高分子复合材料 21世纪是科技迅猛发展的时代，随着科学技术的发展，人们对聚合物材料的应用性能的要求日益提高，仅由合成法制备新的聚合物越来越难以满足要求的应用性能，而高分子复合材料所表现出来的优异性能引起了科学家的极大关注。高性能、高功能、合金化、精细化、智能化的高分子复合材料将在21世纪发挥出巨大的作用和无限的生命力。目前，高分子复合材料主要有高分子液晶复合材料、高分子纳米复合材料等。另外由于导热高分子复合材料的用途广泛及应用价值巨大，因此将它单独列为一类。随着科学技术的发展，这几类高分子复合材料都得到了长足的发展，下面将分别介绍各种高分子复合材料的发展状况。 1、高分子液晶复合材料
自从1888年奥地利植物学家F. Reinitzer在合成苯甲酸胆甾醇时发现了液晶后[1] , 人们对液晶材料的探索就从未停止。在1966年Dopont 公司首次使用各向异性的向列态聚合物溶液制出商品纤维——Fi2bre B后,高分子液晶走向了工业化道路。至本世纪,高分子液晶的研究已成为高分子学科发展的一个重要方向。液晶高分子当前的发展趋势是：降低成本；发展液晶高分子原位材料；开发新的成型加工技术和新品种；发展功能液晶高分子材料。目前，关于热致液晶高分子的原位复合是液晶高分子复合领域的一大热点。 原位复合材料是以热塑性树脂为基体, 热致液晶高分子为增强剂, 利用热致液晶聚合物易于自发取向成纤维或带状结构的特点, 在共混熔融后拉伸或注射成型时, 体系中的分散相TLCP 在合适的应力作用下取向形成微纤结构, 由于刚性分子链有较长的松弛时间,在熔体冷却时能被有效地冻结或保存在T P 基体中, 从而形成一种自增强的微观复合材料, 即热致液晶原位复合材料[2]。热致液晶高分子( TLCP) 具有高强度、高模量和自增强性能, 杰出的耐高温和冷热交变性能, 优异的阻燃性、耐腐蚀性、耐磨性、阻隔性和成型加工性能, 线胀系数和摩擦系数小, 尺寸稳定性高, 抗辐射、耐微波、综合性能十分优异, 被誉为超级工程材料。 据相关报道，由于碳纳米管( CNT ) 具有卓越的力学、热学、电学等理化性能, 因而广泛用于高分子复合材料改性, 由于长径比较大,只需添加极少的CNT, 就可以显著改善高分子基体的性能[3]，国内外学者对以各种聚合物为基体的CNT /聚合物纳米复合材料进行了广
第一章绪论 第二章高分子材料共混改性 1.什么是相容性，以什么作为判断依据？ 是指共混无各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力，其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。 2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么？ 是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入（或就地形成）反应性高分子材料，在混合过程中（例如挤出过程）与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用。 3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式，各自有什么特点，并举例加以说明。 （1）具有上临界混溶温度UCST，超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。如:天然橡胶-丁苯橡胶。 （2）具有下临界混溶温度LCST，低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。 （3）同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST，如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。 （4）UCST和LCST相互交叠，形成封闭的两相区 （5）多重UCST和LCST 4.什么是相逆转，它与旋节分离的区别表现在哪些方面？ 相逆转（高分子材料Ａ或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转）也可产生两相并连续的形态结构。 （1）SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。 （2）SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围 （3）SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴, 5.相容性的表征方法有哪些，试举例加以说明。 玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。 玻璃化转变法：若两种高分子材料组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度，
1 绪论 增稠剂实质上是一种流变助剂，加入增稠剂后能调节流变性，使胶黏剂和密封剂增稠，防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液)，还能起着降低成本的作用。特别对于胶黏剂和密封剂的制造、储存、使用都很重要，能够改进和调节黏度，获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。 1.1定义 能明显增加胶黏剂和密封剂黏度的物质称为增稠剂(chickening agent)，有水性和油性之分。尤其是水相增稠剂应用更为普遍。在水体系中，当增稠剂达到一定浓度后，亲油端基缔合形成胶束；在水基高分子体系中，增稠剂的亲油基团主要与聚合物粒子缔合,以这种方式完成增稠特性的高分子化合物称为水性增稠剂。 1.2分类及机理 水溶性高分子增稠剂的分类有以下几种： 1.2.1纤维素类[1] 纤维素类在水基体系中是一类非常有效的增稠剂,广泛应用于化妆品的各种领域。纤维素是天然有机物, 它含有重复的葡萄糖苷单元,每个葡萄糖苷单元含有3 个羟基, 通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠,纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。使用量一般质量分数为1%左右。
纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高，表现为在静态和低剪切有高黏度，在高剪切下为低黏度。这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪切速度时，分子平行于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系黏度下降。 1.2.2 聚丙烯酸类 聚丙烯酸类增稠剂[2]自1953 年Goodrich 公司将Carbomer934引入市场至今已有40年的历史了, 现在这系列增稠剂已经有了更多的选择(见表1) 。 聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有2 种, 即中和增稠与氢键结合增稠。中和增稠是将酸性的聚丙烯酸类增稠剂中和, 使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷, 同性电荷之间的相斥促使分子伸直张开形成网状结构达到增稠效果; 氢键结合增稠是聚丙烯酸类增稠剂先与水结合形成水合分子, 再与质量分数为10 %～ 20 %的羟基给予体(如具有5个或以上乙氧基的非离子表面活性剂)结合, 使其卷曲的分子在含水系统中解开形成网状结构达到增稠效果。 1.2.3 天然胶及其改性物 天然胶主要有胶原蛋白类和聚多糖类,但是作为增稠剂的天然胶主要是聚多糖类( 见表1) 。 增稠机理是通过聚多糖中糖单元含有3个羟基与水分子相互作用形成三维水化网络结构,从而达到增稠的效果。它们的水溶液的流变形态大部分是非牛顿流体, 但也有些稀溶液的流变特性接近牛顿流体。 1.2.4无机高分子及其改性物 无机高分子类增稠剂一般具有三层的层状结构或一个扩张的格子结构,最有商业用途的两类是蒙脱土和水辉石。 其增稠机理是无机高分子在水中分散时,其中的金属离子从晶片往外扩散,随着水合作用的进行,它发生溶胀,到最后片晶完全分离,其结果形成阴离子层状结构片晶和金属离子的透明胶体悬浮液。在这种情况下,片晶带有表面负电荷,它的
水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用 * 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275 摘要：本实验采用溶液聚合法，以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯，然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解，得到聚乙烯醇5.527 g，产率54.0%，之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。之后利用聚乙 烯醇的缩醛化反应制备胶水，利用聚乙烯醇的性质制备面膜。 关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法 1.引言 水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶胀而形成溶液或分散液。1924年，德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中，得到聚乙烯醇（PV A）。聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体，无毒无味，是使用最广泛的合成水溶性高分子，具有优良的力学性能和可调节的表面活性。PV A具有多羟基强氢键，以及单一的-C-C-单键结构，这样的结构不但使PV A具有亲水性，还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。 PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯，然后将其醇解生成PV A，其反应式如下： PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇，因此，其发生的反应为多元醇反应，如醚化、酯化、缩醛化。聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应，生产聚乙烯醇缩甲醛，作为胶水使用。 2.实验过程 2.1 实验仪器 三颈瓶，回流冷凝管，水浴锅，蒸汽蒸馏装置，滴液漏斗，pH试纸，培养皿，抽滤装置，滤纸，真空烘箱。2.2 实验试剂 偶氮二异丁腈（AIBN），甲醇，乙酸乙烯酯，NaOH，聚乙烯醇，甲酸，40%甲醛水溶液，盐酸，羧甲基纤维素，丙二醇，乙醇。 2.3 实验步骤
煤矸石煅烧改性在高分子绝缘材料应用研究 (1)畅吉庆(2)旷天申(3)张军(4) 蒋峰(5)宋晓东 【摘要】:本文重点阐述了煤干石煤系高岭土煅烧温度，表观色相，粒度分布，矿相晶相，并分三部分介绍了:一、高岭土煅烧的加工工艺及矿物结构，。二、改性设备(包括改性后的滤粗设备)及改性工艺、所选择的改性剂(偶联剂)适用性。三、配方设计，应用在(EPDM)橡胶电缆绝缘高压胶料生产中配方设计及性能试验。重点选择了在橡胶电缆绝缘混合胶料中可选择性的配方案例，并适合于企业在橡胶电缆绝缘料生产、工艺中的应用，提高制品的物理和机械性能、降低材料成本可选择性的技术配方。煤矸石煤系煅烧、改性高岭土的可选择性，是决定橡胶电缆材料绝缘性能、成本低廉的关键。 Abstract: This paper mainly focused on the introduction from three parts:Firstly, processing technology and mineral structure of coal gangue calcination, it mainly explained calcination temperature, apparent color, particle size distribution and selection mineral phase.Secondly, modified equipment(including the coarse filtration equipment) and modification technology, selection of applicability modifier (coupling agent). Thirdly, formula design, the application of formula design and performance test in the production of (EPDM) high voltage rubber of cable insulation. The key is selected optional formula cases from mixed rubber cable insulation. However, it is not suitable for the application of rubber cable insulation material production and technology in enterprises, as well as not suitable for taking it as selective technology formula to improve the physical and mechanical properties of the product and reduce the material cost.The selectivity of coal gangue burning, modified kaolin is the key to determine the insulation performance and low cost of rubber cable materials 【关键词】: 煤矸石、结构、EPDM、改性、工艺、配方 Key words: coal gangue, structure, EPDM, modification, technology, formula 作者介绍: (1)畅吉庆，1982年煤系高岭土国家第一批专家。中国塑料协会(无机与有机材料复合)专家，教授级高级工程师、中国地质矿产专业委员会非金属矿填料研究会秘书长，全国橡塑电缆配方工艺会议授课专家，享受国务院补贴科技专家，广东畅吉庆粉煤灰研究所所长，广东鹏鹄试验室主任。发明专利20多项，煤矸石改性应高岭土用于电缆绝缘，电缆护套阻燃两项专利，专利号2013104724493、2013104724915。
简答题： 接枝共聚反应的原理是什么？ 答：接枝共聚反应首先要形成活性接枝点，各种聚合机理的引发剂或催化剂都能为接枝共聚提供活性种，而后产生接枝点。活性点处于链的末端，后才形成接枝共聚物。 1、从嵌段共聚物的角度来说，热塑性弹性体的组成是什么？各组成的作用是什么？ 答：热塑性弹性体是由大量的软嵌段和少量的硬嵌段组成的两相嵌段共聚物。软硬两种嵌段各有各的用处，软嵌段提供柔韧的弹性，而硬嵌段则提供物理交联点和起填料的功能。 2、反应挤出过程对工艺条件的要求是什么？ 答：①高效率的混合功能：②高效率的脱挥功能③高效率的向外排热功能④合理的停留时间⑤强输送能力和强剪切功能 1、什么是热力学相容性和工艺相容性？为什么说工艺相容性比热力学相容性应用更普遍？ 答：热力学相容性是指两种聚合物在热和比例时都能形成稳定的均相体系的能力，即指聚合物在分子尺寸上相容，形成均相共混体系。工艺相容性是指由于聚合物的分子质量很高，黏度特别大，靠机械力场将两种混合物强制分散混合后，各项的自动析出或凝聚的现象也很难产生，故仍可长期处于动力学稳定状态，并可获得综合性能良好的共混体系。 因为工艺相容性仅仅是一个工艺上比较的概念，期含义是指两种材料共混对分散的难易程度，和所得的共混物的动力学稳定性，对于聚合物而言，相容性有两方面含义：一是可以混合均匀的程度，二是混合的聚合物分子间作用力，若分子间的作用力越相近，则越容易分散均匀，分散性越好。 2、影响聚合物共混的结构形态因素是什么？简述如何影响。 答：①两相组成的配比：在“海-岛”结构两相体系共混物中，确定哪一相为连续相，哪一相为分散相具有重要意义，可计算理论临界含量。小于26%为分散相，大于74%为连续相。②熔体黏度：黏度低的一相倾向于生成连续相，黏度高的一项倾向于生成分散相。 ③黏度与配比的综合影响 ④粘度比、剪切应力及界面的综合影响：当分散相与之连续相黏度相等时，分散相粒径d达到一个最小值，当界面张力降低时，分散相颗粒粒径d变小，当剪切应力增大时，分散相粒径降低。 ⑤其他因素：如加工温度、组分间的相容性等。 3、控制分散相粒径的主要方法是什么？ 答：a. 共混时间: 对于同一共混体系，同样的共混设备，分散相粒径会随共混时间延长而降低，粒径分布也会随之均化，直至达到破碎与集聚的动态平衡。 b. 共混组分熔体粘度: ?提高连续相粘度或降低分散相粘度，都可以使分散相粒径降低。?“软包硬”规律,熔体粘度较低的一相总是倾向于成为连续相，而熔体粘度较高的一相总是倾向于成为分散相。?等粘点:考虑到在接近等粘点的条件下，可获得较小的分散相粒径，所以，宜在略高于或略低于等粘点的条 件下共混。④调控熔体粘度的方法(1)采用温度调节 (2)用助剂进行调节(3)改变分子量 c.界面张力与相容剂的影响,使界面张力降低，从而使分散相粒径变小。 d.剪切力，剪切力增大粒径减小。 4.什么是银纹－剪切带理论？ 答：在橡胶(或其他弹性体)增韧塑料的两相体系中，橡胶是分散相，塑料是连续相。橡胶颗粒在增韧塑料中发挥两个重要作用：一，作为应力集中中心诱发大量银纹和剪切带。二，控制银纹的发展并使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。银纹末端的应力场可诱发剪切带而使银纹终止，银纹扩展遇到已有剪切带也可阻止银纹进一步发展。大量银纹和/或剪切带的产生和发展，消耗大量能量，因而可显著提高增韧塑料的韧性。 1.填料的作用是什么？ 答：①增量：降低成本； ②增强：性能改善，如力学强度、耐热性、成型收缩率和线膨胀系数等； ③赋予新功能：功能性填料，赋予如导电性、磁性、电波吸收性、抗紫外线和抗菌等各种特殊功能。 2.填料―聚合物界面的作用机理主要有哪五类？简述浸润理论及化学键理论。 答：（1）浸润性理论：浸润是形成界面的基本条件之一。当两个理想清洁表面靠物理作用结合时，要使树脂对填料紧密接触(结合)，就必须使树脂对填料表面有很好的浸润。 （2）化学键理论：要使两相之间实现有效粘结，基体树脂中与填料表面上应有能相互发生化学反应的活性官能团，通过官能团的反应以化学键结合形成两相界面。 （3）界面酸碱作用理论：构成聚合物基复合材料的 填料和聚合物基体可视为广义的酸碱，酸性表面可与 碱性表面相互结合。 （4）过渡层理论：为消除由于聚合物基复合材料成 型时基体和填料的膨胀系数相差较大而在固化过程 中产生的附加应力，在界面区存在着一个过渡层，该 过渡层起到了应力松弛作用 （5）摩擦理论：聚合物基体与填料界面的形成是由 于摩擦作用，基体与填料 间的摩擦因数决定了复合材料的强度。 1.纤维增强聚合物复合材料有哪些基本特性？ 答：（1）比强度与比模量高：轻质高强工程结构材料 （2）抗疲劳性提高：界面能阻止裂纹扩展 （3）耐热性高：50~100℃→100℃以上 （4）减震性好：粘弹性和纤维与基体界面的吸振能 力好 （5）线膨胀系数小：纤维类材料的线膨胀系数小 2.举例说明为什么聚合物增强材料要进行表面处理 （无机纤维、有机聚合物纤维、天然纤维各举一例）。 答：（1）无机纤维中玻璃纤维表面的偶联剂处理，通 过偶联剂使两种不同性质的材料很好的“偶联”起来， 从而是复合材料获得较好的粘结强度。 （2）有机聚合纤维中碳纤维的表面处理，其表面惰 性大，表面能低，缺乏有化学活性的官能团，反应活 性低与基体的粘性差，限制了碳纤维的高性能发挥， 经表面处理后其复合材料夹层间剪切强度有显著提 高。 （3）天然纤维的表面处理主要有化学处理法和物理 处理法，可以提高材料力学性能，如剑麻纤维KH-550 偶联剂处理后能有效改善刚性的剑麻纤维与脆性的 酚醛树脂基体界面的粘结，提高了综合力学性能，接 枝丙烯酸对降低复合材料吸水性有较好的效果。 1.高分子改性剂的基本过程和机理是什么？举例说明。 答：?基本过程：在加工过程中，基体聚合物和改性 剂均处于黏流状态，通常 所用模具材料(如钢材)的表面能很高，它与基体聚合 物的表面能相差较大，为减小张力，改性剂向制品表 面迁移、富集，且疏水端向内取向与本体聚合物相容， 亲水基团朝模具取向。成型后取出制品时，表面改性 剂的这种构象基本保留下来，即疏水端被困于基体亲 水端朝外取向。 ?机理：高分子表面改性剂有亲水链段和疏水链段， 共聚物中的亲水链段在制品成型时明显富集在制品 表面，疏水链段与基体缠结起到锚固作用，加入少量 两种两性聚合物，就能使其基体材料的接触角与其它 材料的剥离强度明显增强。 ?例如在PP共混物中，改性剂无规聚丙烯—甲基丙烯 酸接枝共聚物（APP-g-MAA）和聚丙烯蜡—甲基丙烯 酸接枝共聚物（PPVV-g-MA A）的流水端在表面朝外取 向，从而改变聚丙烯表面的流水性。 2.等离子体的含义是什么？等离子体处理聚合物表面， 其表面形态及结构都发生了哪些改变？ 答;?等离子体是部分离子化的气体，是由电子、任一 极性的离子、以基态的或任何激发态形式高能态气态 原子、分子以及光量子组成的气态复合体。等离子体 中，电子和带正电荷的离子的总数基本相等，呈电中 性。 ?等离子体处理聚合物的表面之后，材料表面发生了 氧化分解反应，从而改善材料的粘合、染色、吸湿， 反射光线、摩擦、手感、防污、抗静电等性能。 低温等离子体处理纤维，可在纤维表面形成微坑和裂 纹。 等离子体处理可在聚合物材料表面引入极性基团或 活性点，形成与被黏材料，复合基体的化学键和，或 增加被粘合材料基体间树脂的范德华力，达到改善粘 结和复合界面的目的。 3.辐射接枝改性的基本原理是什么？ 答：①共辐射接枝法：指将待接枝的聚合物A和乙烯 基单体B共存的条件下辐照,易生成均聚物，同时产生 活性粒子，相邻的两个自由基成键，这时单体接枝聚 合反应。 ②预辐射接枝法：是将聚合物A在有氧或真空条件下 辐照，然后在无氧条件下放入单体B中进行接枝聚合。 主干聚合物产生的自由基与单体进行聚合反应，最终 生成接枝共聚物和少量的均聚物。 1.根据共混物熔体与温度关系式阿仑尼乌兹方程式共 混物的黏流活化能与加工流动性能有何关系？其对 加工成型有何指导意义？ 答：关系：共混体系的黏流活化能较小，共混物的黏 度对温度的变化不敏感且切变速率对黏流活化能的 影响不大，通常加入某种流动性比较好的聚合物的加 工流动性。 指导意义：对于一些共混体系，共混的黏流活化能可 高于纯肪，对于这样的共混体系，需在较高温度下加 工成型。 2.举例说明为什么纤维增强材料要进行表面处理？ （无机纤维、有机聚合物纤维、天然纤维） 答：①无机纤维：玻璃纤维表面的偶联剂处理，如果 含有双键的乙烯基-三氧硅氧烷和正丙烯-三甲氧基硅 氧烷以及相容性助剂，混合物处理玻璃纤维的界面， 可使玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的冲击强度，拉伸 强度和弯曲强度得到大幅提高。 ②有机聚合物纤维：碳纤维表面处理，如气相氧化性 气体来氧化纤维表面而引入极性基团，并给予了适宜 的粗糙度来提高复合材料层间的剪切强度。 ③天然纤维：在短剑纤维/酚醛树脂复合体体系中， 剑麻纤维KH-550偶联剂处理后能有效改善刚性剑麻 纤维与脆性剑麻纤维树脂基体界面的粘结，提高复合 材料的综合性能，接枝丙烯酸对降低复合材料吸水性 有良好的效果。 3.抗静电改性，阻燃改性，抗起球改性，吸湿排汗， 抗紫外线改性等功能话聚酯改性的基本原理。 答：I、抗静电改性：由于涤纶的疏水性易在纤维上积 聚静电荷，造成加工困难，故需进行抗静电改性。① 加入抗静电添加剂：通过共混添加抗静电剂以制备抗 静电聚酯纤维。②抗静电共聚酯：a、在聚合阶段用 共聚方法引入抗静电单体或通过化学方法引入吸湿 性抗静电基团，制备抗静电纤维。b。用表面接枝法。 II、阻燃改性：涤纶的氧指数（LOI）21%左右，阻燃 性改性时期改性的重要方面，方法有两种：①工具阻 燃改性：在聚酯的合成阶段将阻燃单体与聚酯组分进 行缩聚以制备阻燃共聚酯。阻燃共聚酯一般含磷，含 卤共聚酯。②添加改性：用共混的方法将阻燃物与聚 酯共混得到阻燃改性聚酯。 III、抗起球改性：目前抗起球聚酯纤维可通过以下几 种方法获得：低粘度树脂直接纺丝、并聚合法、复合 纺丝法、低粘度树脂增黏法、普通树脂法、织物成纤 维表面处理法。 IV、吸湿排汗改性：①外观结构改性：采用截形异截 面，部分配合使用成孔剂，实现纤维异形化和表面微 孔化处理。②表面接枝：在大分子结构内部引入亲水 集团，也可以增加纤维导湿排汗性能。③复合纺丝： 采用复合纺丝在皮层引入具有吸湿功能的聚合物，利 用皮层的性能将水分吸入内部芯层，从而实现吸湿快 改性纤维制备。 V、抗紫外线改性:对于紫外线的屏蔽一般可以通过吸 收成物理反射、散射实现，因此可将紫外线屏蔽分为 紫外吸收剂和紫外散射剂，前者一般为有机化合物， 后者为无机氧化物等。 名词解释： 1、高分子改性：为了满足不同的用途，利用化学或 物理方法改进高分材料的一些性能，以达到预期的目 的。 2.聚合物的化学改性：通过聚合物的化学反应，改变 大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的 一类改性方法。 3.聚合物的填充改性：在聚合物基体中添加与基体在 组成与结构不同的固体添加物，以降低成本，或是使 聚合物制品的性能有明显的变化。 4.接枝共聚：在大分子链上通过化学键结合适当的支 链或动能侧基的反应。 5.热弹性体：既有交联橡胶的力学性能，又有线型热 塑性聚合物的加工性能，是由大量的软钳段和少量的 硬嵌段组成的两相嵌段聚合物。 6.反应挤出：是聚合物或可聚单体的连续挤出的过程 中完成的一系列化学反应的操作过程。 7.聚合物共混物：含有多种组分的聚合物均相或多相 体系。 8.相容性;是指共混物各组分被此相互容纳，形成宏观 均匀材料的能力。1完全相容的聚合物共混体系，其 共混物可形成均相体系具有单一的T g2部分相容的聚 合物，其共混物为两相体系。聚合物对部分相容的判 据，是两种聚合物的共混物具有两个T g，且两个Tg 峰较每一种聚合物自身的Tg峰更为接近3不相容不 相容聚合物的共混物也有两个Tg峰，但两个T g峰的 位置与每一种聚合物自身的T g峰是基本相同的 9.聚合物力学相容性：指两种高聚物在任何比例时都 能形成稳定的均相体系的能力，即指聚合物在分子尺 度上相容，形成稳定的均相体系的能力。 11.简单混合:是指分散相粒径大小不变，只增加分散 相在空间分布的随机性的混合过程。 12.分散混合:是指既增加分散相分布的随机性，又减 小粒径，改变分散相粒径分布的过程。 13.等粘点：在两相粘度接近于相等的情况下，最有利 于获得良好的分散结果。两相熔体粘度相等的一点， 被称为“等粘点”。 14. 表面效应：是指纳米粒子表面原子数与总原子数 之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的 变化。 15. 小尺寸效应是指纳米粒子的尺寸与传导电子的德 布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破 坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性 及熔点等都较普通粒子发生了很大变化。 16.复合材料：由两个或两个以上独立的物理相，包括 粘结材料(基体)和粒料、纤维或片状材料所组成的一 种固体产物。 17.比强度：指材料强度与相对密度之比，比模量是指 材料模量与相对密度之比。 18.疲劳破坏：材料在循环应力下，由于裂纹的形成和 扩散而引起的低应力破坏。 19.弱边界层：由于污染，纤维等表面粘度下降的现象。 20.热塑性弹性体：这种材料兼有高温下热塑性塑料的 可熔融加工性和常温下硫化橡胶的弹性。 21. 表面富集：指所研究的聚合物多相复合体系中， 某一种组分在聚合物表面聚集，导致其在表面层中的 浓度高于其基体浓度的现象。 22. 等离子体：是部分离子化的气体，是由电子、任 一极性的离子、以基态的或任何激发态形式高能态气 态原子、分子以及光量子组成的气态复合体。 23.电晕放电即低频放电：是指在大气压条件下，以空 气为介质，由高电压弱电流所引起的放电，产生的是 一种低离子密度的低温等离子体。 24.表面刻蚀：通过等离子体处理，使高分子材料表面 发生氧化分解反应，形成微坑和微细裂纹，以及引入 极性基团或活性点，从而改善材料的粘合、染色、吸 湿、反射光线、摩擦、手感、防污、抗静电等性能。 25.交联改性：利用低温等离子体中活性粒子的撞击作 用，使纤维材料分子中的氢原子等被放出，从而形成 自由基，再通过自由基的相互结合，形成分子链间的 交联。 26.化学改性：利用等离子体作用在材料表面产生一定 的可反应化学作用基团，并在一定的条件下发生化学 反应，从而改变材料表面的化学组成，引发其表面化 学性质发生变化，同时引起其表面产生某些机械物理 性质的相应变化。 27.表面接枝改性：是通过激发分子、原子、自由基等 活性离子与有机物分子发生相互作用而导致聚合或 接枝，最终达到改性的目的。 填空： 1.高分子改性主要方法:化学改性共混改性填充改性 复合增强表面改性 2.接枝共聚原理:接枝共聚反应首先要形成活性接枝 点，各种聚合机理的引发剂或催化剂都能为接枝共聚 提供活性种，而后产生接枝点。活性点处于链的末端， 聚合后将形成嵌段共聚物；活性点处于链的中间，聚 合后才形成接枝共聚物 3.接枝共聚方法:1链转移法自由基夺取聚合物主链上 的氢而链转移形成链自由基引发单体聚合2活性基团 引入法主干上导入易首先在聚合物的主干上导入易 分解的活性基团然后在光、热作用下分解成自由基与 单体进行接枝共聚3功能基团引入法含有侧基功能基 的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成接枝共聚 物 4、接枝共聚物性能与应用:1玻璃化转变温度Tg 2稀 溶液性质3共混增容性 5、共混增容性:原因在于接枝共聚物具有独立组分的 微相结构，从而可以较自由地控制接枝共聚物与组分 聚合物形成的共混物的相容性。接枝共聚物在共混中， 能发挥其组分的综合性能，可以作为增容剂使共混物 的两相界面粘附力增加，大大改善了共混材料的力学 性能，拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率明显增加 6、嵌段共聚物三种链段序列基本结构形式Am—Bn 两嵌段聚合物；Am—Bn—Am 或Am—Bn—Cn三嵌段聚合物；(Am—Bn) n多嵌段聚 合物 7、单相嵌段：两嵌段高度相容，模量温度关系与无 规共聚物相似，一个T g 8、两相嵌段：两嵌段不相容，保持了两种嵌段固有 的性质，有两个Tg 9、热塑弹性体：A–B–A型和（A–B）n型这种共聚 物，叫做热塑弹性体，它同时具有交联橡胶（室温） 的力学性能，又具有线形热塑聚合物（加工温度）的 加工性能;热塑性弹性体是由大量的软嵌段和少量的 硬嵌段组成的两相嵌段共聚物;软嵌段提供柔韧的弹 性，而硬嵌段则提供物理交联点和起填料的功能 10、嵌段增容性:两相嵌段共聚物（A –B ）有一个 特性，就是可以与其嵌段组分相同的均聚物（B ）有 部分相容性,两相嵌段共聚物也有表面活化性能 11、反应挤出: 最大特点反应过程能连续进行，把对 聚合物的改性和对聚合物的加工、成型为最终制品的 过程由传统上分开的操作改变为联合操作,反应挤出 存在化学反应优点1适合于高粘度的聚合物熔体聚合 2反应可控性好3缩短反应时间，提高生产效率4生 产的灵活性强 5环境污染小6成本低，产率高缺点1技术难度大2 难以观察检测3技术含量高 12、聚合物共混: 是指将两种或两种以上聚合物材料、 无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终 形成一种宏观上均匀且力学、热学、光学及其他性能 得到改善的新材料的过程，这种混合过程称为聚合物 的共混改性，所得到的 新的共混产物称为聚合物共混物 13、聚合物共混目的:改善聚合物的综合性能和加工性 能、降低成本，以获得性能优异功能齐全的新的高分 子材料1综合均衡各聚合物组分的性能以改善材料的 综合性能2改善聚合物的加工性能3提高性能/价格 比 14、相容性理论:1.热力学相容性从热力学角度来探讨 聚合物共混组分之间的相容性，实际上研究的范畴是 互溶性，或称溶解性、相溶性。这里称为“热力学相