《聚合物改性》复习冲刺
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1、聚合物改性的定义,改性的方法。
答:聚合物改性:通过各种化学的、物理的或二者结合的方法改变聚合物的结构,从而获得具有所希望的新的性能和用途的改性聚合物的过程。
主要方法:共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性。
共混改性指两种或两种以上的聚合物经混合制成宏观均匀的过程。
填充改性指人们在聚合物中添加填充剂有时只是为了降低成本,但也有很多时候是为了改善聚合物的性能。
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。
化学改性是通过化学反应改变聚合物的物理、化学性质的方法。
表面改性:改善工件表面层的机械、物理或化学性能的处理方法。
2、化学改性(改变分子链结构)和物理改性(高次结构)的本质区别。
答:第二章:基本观点:1、共混物与合金的区别。
答:高分子合金不能简单等同于聚合物共混物,高分子合金是指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物、嵌段和接枝共聚物,而且一般言,高分子合金具有较高的力学性能。
2、共混改性的分类(熔融、乳液、溶液和釜内)答:按照共混时物料的形态:熔融共混:机械共混的方法,最具工业价值,是共混改性的重点。
溶液共混:用于基础研究领域,工业上用于涂料和黏合剂的制备。
乳液共混:共混产品以乳液的形式应用。
斧内共混:是两种或两种以上聚合物单体同在一个反应釜中完成其聚合过程,在聚合的同时也完成了共混。
3、共混物形态研究的重要性。
答:共混物的形态与共混物的性能密切相关,而共混物的形态又受到共混工艺条件和共混物组分配方的影响,所以,共混物的形态研究就成了研究共混工艺条件和共混组分分配与共混物性能的关系的重要中间环节。
4、共混物形态的三种基本类型——均相体系、非均相体系(海岛结构、海海结构)答:一是均相体系。
二是非均相体系(两相体系):包括“海-岛结构”------连续相+分散相。
“海-海结构”------两相均连续,相互贯穿。
5、相容性对共混物形态结构的影响。
聚合物改性:通过物理和机械方法在高分子聚合物中加入无机/有机物质,或将不同高分子聚合物共混,或用化学方法实现高聚物的共聚、接枝、嵌段、交联,或将上述方法联用,以达到使材料的成本下降,成型加工性能或最终使用性能得到改善聚合物改性的三个主要目的:①克服聚合物原有的缺点,赋予聚合物某些高新的性能与功能②改善聚合物的加工工艺性能③降低材料的生产成本总之,聚合物改性就是要在聚合物的使用性能、加工性能与生产成本三者之间寻求一个最佳的平衡点。
聚合物改性的主要方法:共混改性;填充改性;纤维增强复合材料;化学改性;表面改性1.共混改性:①化学共混、物理共混、物理化学共混物理共混(blend)就是通常意义上的“混合”,简单的机械共混;物理/化学共混(就是通常所称的反应共混)是在物理共混的过程中兼有化学反应,可附属于物理共混;化学共混则包括了接枝、嵌段共聚及聚合物互穿网络(IPN)等,已超出通常意义上的“混合”的范畴,而应列入聚合物化学改性的领域。
②根据物料形态分类:熔融共混、溶液共混、乳液共混熔融共混(最具工业应用价值,绝大多数)是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。
优点:①原料准备操作简单。
②熔融时,扩散对流作用激化,强剪切分散作用,相畴较小。
③强剪切及热的作用下,产生一定数量的接枝或嵌段共聚物,促进体系相容性。
溶液共混是将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。
乳液共混是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。
2.共混物形态的两大体系三种基本类型:均相体系非均相体系:海-岛结构特点(定义)两相体系,且一相为连续相,一相为分散相(更具有价值)海-海结构特点(定义)也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。
3.聚合物共混物均相体系与非均相体系的判定依据:Tg均:两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg;两相体系合物共混后,形成的共混物具有两个Tg。
4.分散度及均一性定义均一性和分散度比较的图2-2分散度是指“海-岛结构”两相体系中分散相物料的破碎程度,用通俗的话说,就是指打得散不散。
、名称解释 20分合物共混改性::是以聚合物(聚合物或者共聚物)为改性剂,加入到被改性的聚合物材料(合成树脂,又叫基体树脂)中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。
逆转::聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。
在相逆转的组成范围内,常两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。
塑性塑料::热塑性塑料是指加热后软化、可塑,冷却后硬化,再次加热可熔融软化,固化成型,具有反复可加工成型的特点。
容作用::使聚合物之间易于相互分散,能够得到宏观均匀的共混体系。
改善聚合物之间相界面的性能,增加两相间的粘合力,使P-P共混物具有长期稳定的性能二、聚合物共混物的形态结构及特点 10分:单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。
单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及相结合情况的不同而表现为多种形式。
相互锁或交错结构:这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。
有时也称为两相共连,包括层状结构和互锁结构。
互贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。
、聚合物共混物相容性分哪两类?各自的定义是什么?画出聚合物共混物的UCST、LCST相图。
15分:分为热力学相容性和工艺相容性两类。
力学相容性是指相互混合的组分以任意比混合,都能形成均相体系,这种相容性叫热力学相容性。
艺相容性是指对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物,经适当加工工艺,形成结构和性能稳定的共混高聚物,则称之为工艺相容性。
图略、界面层的结构组成和独立相区的区别 10分:①界面层内两种分子链的分布是不均匀的,从相区内到界面形成一浓度梯度;界面层内分子链比各自相区内排列松散,因而密度稍低于两相聚合物的平均密度;界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质,分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。
聚合物改性目的:改善高分子材料的某些物理机械性能,改善高分子材料的加工性能,降低成本>赋予高分子材料某些特殊性能。
聚合物共混:指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。
高分子合金:指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物和嵌段接枝高聚物•干粉共混法:将两种或两种以上品种不同的细粉状高聚物在各种通用的塑料混合设备中加以混合,形成均匀分散的粉状高聚物的方法。
聚合物共混改f生:是以聚合物为改性剂,加入到基体中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合,从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物的聚合物改性技术。
高分子聚合物的改性:共混改性,填充改性,复合材料,化学改性,表面改性。
共混改性的基本方法{广义上的}:物理改性,化学改性,物理I化学改性。
共混改性按共混时物料的状态分为:熔融改性,溶液改性,乳液改性。
熔融改性:是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。
乳液改性:是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。
溶液改性:是将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。
海-岛结构:是一两相体系,一相为连续相,另一相为分散相,分散相分散在连续相中,就好像海岛分散在大海中一样。
海-海结构:也是一种两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。
二相体系:海■岛结构,海•海结构,两相互锁或交错结构,梯度结构,阶跃结构单相连续体系:互锁或交错型相结构,海-岛型相结构。
共连续体系:海-海结构,梯度结构,阶跃结构。
聚合物共混物形态结构的主要研究方法:1 •力学松弛法〔玻璃化转变法,动态粘弹响应〕.2•直接观察法〔光学显微镜法•电子显微镜法{透射电镜,扫描电镜儿相容性:是指共混物各组分彼此互相容纳>形成宏观均匀材料的能力(1)均相共混体系:卩二(2) “海-岛”结构两相体系[20 页] 1P1P2P21 AB11 22(3) “海-海”结构两相体系PiP1nB 2P2n共混物的相界面定义:两相或多相共混体系中相与相之间的界面。
聚合物改性练习题一、名词解释1.聚合物共混2.乳液共混3.相容性4.聚合物填充剂5.纳米塑料6.高分子合金7.共混物形态的三种基本类型8.共混物的相界面9.“软包硬”规律10.两阶共混11.共混改性12. “均一性”和“分散度”13. 共混工艺因素14. 熔融共混设备15.塑炼16.相界面效应17.共混物形态18. “等粘点”作用19.聚合物等离子体改性11.简单混合12.亚微观结构二、判断正误并简单说明理由1.“海—岛结构”是一种两相体系,且一相为连续相,一相为分散相。
2.聚合物共混物的均相体系形态结构最好,因为均相体系共混物的性能往往超过各单组分单独存在时的性能。
3.塑料的增韧原理之一,是尽量不让塑料在受到应力作用时产生银纹,因为银纹会导致材料被破坏。
4.只能用柔性的橡胶颗粒对塑料基体进行增韧改性,刚性的粒子不能对塑料基体进行增韧。
5.共混时间、共混温度、加料顺序、混合方式等工艺因素都可能对共混性能产生重要的影响。
6.在两相共混组分中体积比多的一定是连续相,少的一定是分散相。
7.材料样品只有在受到剪切力作用时,才会产生剪切形变。
8.分散混合就是用高速搅拌机对聚合物粉末进行混合。
9.高分子薄膜都是不透气的。
10.硅橡胶是指主链以Si-O单元为主,以单价有机基团为侧基的线性聚合物弹性体。
硅橡胶耐寒性极好,耐热性则仅次于氟橡胶。
11.“海-岛结构”由于是两相体系,所以共混物的力学性能比均一体系的要差。
12.纳米粒子不但可以使聚合物基体的力学性能增强,而且可以改善粒子在基体中分散性能。
13.在纤维增强聚合物基复合材料的过程中,纤维的表面活性越高,与基体的结合能力越强,其增强效果越好。
14.分散相总是比基体的强度和硬度高、刚度大。
15.两阶共混分散历程可以降低分散相粒径同时也能使分散相粒径分布较窄。
16.纳米塑料是由纳米塑料粉末作为原料制成的。
17.在两组分熔体粘度接近相等的区域内,容易得到具有“海—海结构”的共混物。
聚合物共混改性原理复习题一、图1和图2是某科研工作者对蛋白石填充高密度聚乙烯不同体系的的测试结果,请对 此两图进行分析,写出分析结果和其原因。
(处理剂为表面处理剂)处理剂品种对试样拉伸强度的影响201816141210864 图2 处理剂品种对试样冲击强度的影响注:目=1平方英寸(2.54cm X 2.54cm)内的孔数答:未经处理的蛋口石填充HDPE 降低树脂的拉伸强度和冲击强度,蛋口石粒径人小对 这两种性能的影响相当。
山于未经过表而处理剂处理,蛋口石不能与树脂较好地相容,两相 间粘合力小,不能很好地传递应力,故拉伸强度和冲击强度降低。
经过处理 的蛋白右填充HDPE 能够提高树脂的拉伸强度和冲击强度。
硬脂酸处理的蛋白仃比钛酸酯处 理的更能捉高拉伸强度,并1L 粒径小的效呆好;刈于冲击强度,询者效果不如后者,1L 粒径 大的更能提高冲击强度。
经表面处理剂处理后的蛋白石与树脂基体相容性好,界面相粘结力 强;硬脂酸处理的蛋匚1右和容性更好,使得其拉伸强度更高,但粘合紧密反而导致应力传递快,能量吸收少,冲击强度提高较少。
填充物粒径小,粘结紧抗拉伸能力强,但是对于钛1ZUU 曰 3UU0H蛋白石粒径1200目 3000目蛋白石粒径酸R— Si~X R— Si—0HIOH 斗叭s严…-R/'OH ——0— /H /酯处理的蛋口石,粒径小冲击强度反而低,可能是因为蛋口石颗粒分散不均匀导致。
二、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并通过反应挤出制备PP/PA6共混物,请阐明PP 接枝MAH 对共混物的形态结构及性能有何影响。
为什么?答:PA6与PP是不相容体系,其共混物一般呈现相分离的双相结构,PP粒子呈球状简单地分散在PA6基体中,并且分布不均匀,粒径大,粒径分布宽,界面粘接不良;当体系中加入增容剂后,PP粒了均匀地分散在PA6棊体中,粒径变小,粒径分布窄,PA6与PP两相界而无明显分相情况。
PP接枝MAH降低了PP在PA6中的界面张力,增加了两相的相容性。
《聚合物改性》复习提纲2014.3.26体会聚合物改性的思想方法:使用性能、加工性能、成本、环保——最佳平衡聚合物改性的目的?聚合物改性的主要方法?聚合物改性的发展概况?一、共混1.共混改性:①化学共混、物理共混、物理化学共混②根据物料形态分类:熔融共混、溶液共混、乳液共混2.共混物形态的两大体系三种基本类型:均相体系非均相体系:海-岛结构特点(定义)海-海结构3.聚合物共混物均相体系与非均相体系的判定依据:Tg4.分散度及均一性定义5.共混物的相容性概念完全相容、部分相容、不相容体系的特征(示意图) 广义相容性的概念6.共混物形态的研究方法、共混物形态的主要影响因素7.试述弹性体增韧理论的发展概况。
用银纹—剪切带等理论解释弹性体增韧塑料体系的机理。
具体分析分散相状况对改性效果的影响8.非弹性体增韧机理,弹性体增韧与刚性粒子增韧的异同?9.共混过程物料所受的主要作用:剪切对流扩散10.平衡粒径及与之相关的软包硬规律、等粘点、等粘温度概念。
11.橡塑共混体系的共混温度控制对共混物性能的影响。
图2-2412.什么是“两阶”共混,实现“两阶”共混的关键是什么?与一步共混法相比,有什么特点?试举例说明。
13.PVC可用哪几种增韧方法进行增韧改性。
常用于PVC增韧的改性剂有哪些?其共混特征?14.聚烯烃共混抗冲体系?15.什么是超韧尼龙?13.LCP在聚合物共混中的优势及应用。
二、填充与纤维增强1.常见的无机填料及特性(云母、碳酸钙、氢氧化镁、白炭黑等)2.填充改性的目的:三条。
并会举例说明。
3.常见的增强纤维(GF、CF、芳纶)4.偶联剂:“架桥作用”偶联剂定义(无机与有机的联接)、种类(三种)5.无机刚性粒子的增韧改性需满足什么条件?机理及应用实例?6.什么是纳米材料?你认为纳米材料在高聚物的应用中应注意解决哪些问题。
三、化学改性1.什么是化学改性?按聚合度和官能团的变化如何划分?2.接枝共聚物的制备方法?3.接枝共聚物在聚合物抗冲改性中的应用(成功范例HIPS 、ABS),什么是包藏结构,具有包藏结构的体系有什么特点?4.嵌段共聚物的种类及制备方法(举例线型及星型SBS的制备)5.嵌段共聚物的主要应用,热塑性弹性体的特点?6.IPN定义及分类方法?7.简述IPN的制备方法(同步法、分步法、乳液法)8.IPN的主要应用,试举例说明。
主要复习题1.在聚合物共混物中,控制分散相粒径的方法有哪些?2.写出共混物熔体粘度与剪切速率的关系式,并画出共混物熔体的粘度与剪切速率的关系曲线的三种基本类型。
3.聚合物共混物的形态与哪些因素有关?4.PVC/ABS 共混体系的制品较纯PVC和纯ABS制品具有哪些优越性?5.简述共混物形态研究的染色法、刻蚀法及低温折断法三种制样方法。
6.PET、PC、ABS、PPO、POM、PPS、PES、PSF、PP、PE、BR、PMMA、CR、CPE分别代表什么聚合物?7. PVC、CPE、MBS、NBR、SBS、TPU、ABS、EPDM、PC、PET分别代表什么聚合物?8.鉴于PE对烃类溶剂的阻隔性差,为提高PE的阻隔性,可采用PE/PA共混的方法,简述其阻隔原理。
9.简述在PP/PE共混体系中,PE使PP冲击性能得到提高的机理。
10.互穿聚合物网络(IPN)可分为哪几种类型?请简述之。
11.聚合物填充改性的主要填充剂品种有哪些?12.什么是结晶性聚合物和非结晶性聚合物?指出PS, ABS, PC, PO, PA, PET,PSF, PAR, PBT, POM, PPS这些聚合物品种中哪些可归属于结晶性聚合物品种?13.如何区分两相共混物中不同相之间的相容性?14.工业上应用最广的硅橡胶为甲基硅橡胶,简述它的制备原理并写出它的化学反应式。
怎样解决甲基硅橡胶的力学性能较低和耐油性差的问题。
15.PET/PBT共混,对于PET而言,可以使结晶速度加快。
对于PBT而言,在PET用量较高时,可提高冲击性能。
请画出其共混物T g及T m与组成的关系曲线图。
16.写出以双酚A与二氯二苯砜为原料制备末端为羟基聚砜的化学反应式?17.简述以苯为基础原料制备尼龙6的主要生产工艺。
18.写出末端为二甲基胺的硅氧烷与带有羟基末端的聚砜为原料制备聚砜-聚(二甲基硅氧烷)嵌段共聚物的化学反应式。
19.解释聚合物共混物中的分散相分散状况表征的“均一性”与“分散度”这两个术语,并说明它们之间的关系。
(一)1.试述共混物形态的三种基本类型。
2.试述均相体系的判定方法。
3.分别简述热力学相容性与广义相容性的涵义,并对二者进行比较。
4.如何提高聚合物的阻燃性能。
(PS,PU,PP)。
5.如何提高聚合物的抗冲击性能。
6.如何提高PET,PC,PMMA和PVA等聚合物的透明性。
(二)7.聚合物共混改性的主要目的有哪些?8.聚合物共混改性的主要方法有哪些?9.简述混合的基本方式及其特点。
10.影响熔融共混的主要因素有哪些?(三)11.聚合物相容性是如何影响共混物玻璃化温度的?为什么?12.简要说明聚合物共混体系的热力学相容性与工艺性相容性的概念。
13.在不相容共混体系中,通常采用哪些手段提高共混体系的相容性?14.简述增容剂在共混体系中的增容原理。
(四)15.聚合物共混依据的原则有哪些?为什么说聚合物表面张力对共混物性能影响较大?16.双组分部分相容的共混物的界面层是怎样形成的?界面层的性质如何?与相容性有何关系?17.影响共混物结构形态的因素有哪些?如何影响?18.对于两种无定形聚合物所制成的共混物形态结构的基本类型有哪几种?各有何特点?19.说明黏度比、剪切应力及界面张力对共混物形态的影响。
(五)20.哪些因素可影响橡胶增韧的增韧效果?21.试用银纹这一现象解释橡胶增韧塑料的增韧机理。
22.试分别不同情况下阐述共混物性能与组分性能的一般关系。
23.测定共硫化结构的方法有哪些?24.在动态硫化的共混型热塑性弹性体中,为什么橡胶相能构成分散相,而塑料相构成连续相?这一结果对共混物性能有何影响?25.叙述共混型热塑性弹性体的制备工艺过程。
一、名词解释高分子合金:指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物和嵌段、接枝共混物。
等粘温度:两相熔体粘度相等的温度。
聚合物共混:两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀材料的过程。
分步IPN:是将已经交联的聚合物(第一网络)置入含有催化剂、交联剂等的另一单体或预聚物中,使其溶胀,然后使第二单体或预聚体就地聚合并交联形成第二网络,得互穿聚合物网络。
增容剂:指在共混的聚合物组分之间起到增强相容性和强化界面粘结作用的共聚物。
相容性:指聚合物各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力。
等粘点:聚合物共混中两相熔体黏度相等的一点。
动态硫化:指共混体系在共混过程中的剪切力作用下进行的硫化反应。
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。
接枝共聚反应:在某聚合物主链上接上一些侧支链,其结构单元的结构和组成与主链不同,这样的化学过程。
熔融共混:将聚合物组分加热到融融状态后进行的共混。
IPN:是由两种或多种互相贯穿的交联聚合物组成的共混物,其中至少有一种组份是紧邻在另一组分存在下聚合或交联的。
反应性共混体系: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)反应性聚合物,在混合过程中(例如挤出过程)与共混聚合物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,起到增容剂的作用的体系。
相界面:两相或多相共混体系与相间的交界面。
分散度:指“海-岛结构”两相体系中分散相物料的破碎程度。
均一性:指分散相物料分散的均匀程度,亦即分散相浓度的起伏大小。
二、思考题1、高分子聚合物的改性方法包括哪些?2、如何通过玻璃化温度判断复合材料是均相还是单相体系?(一个还是两个Tg峰)3、聚合物共混物形态结构的基本类型有哪些?并简述各自的特点?1、单相连续结构,一相连续,可以看作是分散介质,又称为基体,另一相分散在连续相中,称为分散相,又称为相微区;2、两相连续结构,两组分构成连续相;3、两相交错或互锁结构,没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成排列,难以区分连续相和分散相。
第二章P4 共混的概念狭义的共混改性:指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。
宽泛的共混改性包括:物理共混、化学共混、物理/化学共混。
P5 共混改性的主要方法有哪些按共混时物料的状态分:①熔融共混:将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混。
②溶液共混:将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。
③乳液共混:将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法④釜内共混:将两种或两种以上的聚合物单体在一个聚合釜中完成其聚合过程,在聚合的同时也完成了共混。
P9 关于相容性的基本概念(热力学、溶混性、广义相容性)热力学相容性满足热力学相容条件(ΔGm<0),达到分子程度的混合溶混性(相当于完全形容)把具有均相材料性能作为判据的相容性。
广义的相容性共混物各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力。
第四章P47 分散性分散状况的定量表征:①整体均匀性和分散度的区别:总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性,即分散相浓度的起伏大小;分散度是指分散性颗粒的破碎程度②总体均匀性表征参数及影响:对于总体均匀性,可采用数理统计的方法进行定量的表征;分散度则以分散相均匀粒径来表征混合指数I可以反映共混样品中分散相组分分布的总体均匀性,I趋近于1作为达到理想的均匀性的判断依据。
不均一系数K C:K C愈小,就表示分散相分散的均匀性愈高;随着共混的进行,K C会逐渐减小,并趋向于某一极限值。
第五章P90、91聚合物的溶解度参数δ:聚合物的表面张力是随溶解度参数的增大而增大的相互作用能密度(越小越好)P92 界面层概念:对于相容的聚合物组分,共混物的相界面上会存在一个两相组分相互渗透的“过渡层”,通常称为界面层P93 界面张力和界面层厚度与聚合物相容性的关系:溶解度参数接近的体系,或者B参数较小的体系,相容性相应的较好,界面张力较低,界面层厚度也较厚。
P95 相容剂分类第六章P114 应变软化和应变硬化概念P115 剪切形变的特征剪切带形成原因:未改性—结构缺陷或不均匀而造成的应力集中改性—分散相粒子诱发剪切带特征:产生细颈,密度不变。
一填空题:1 高分子聚合物的改性方法多种多样,总体上可划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性几大类。
2 广义的共混包括物理共混、化学共混和物理/化学共混。
3 第一个实现工业化生产的共混物是1942年投产的聚氯乙烯与丁腈橡胶的共混物。
4 1964年,四氧化锇染色法问世,应用于电镜观测,使人们能够从微观上研究聚合物两相形态,成为聚合物改性研究中的重要里程碑。
5 共混改性的方法又可按共混时物料的状态,分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等。
6 通常所说的机械共混,主要就是指熔融共混。
7 共混物的形态是多种多样的,但可分为三种基本类型:均相体系、“海-岛结构”两相体系和“海-海结构”两相体系。
8 在共混过程中,同时存在着“破碎”与“凝聚”这两个互逆的过程。
当集聚过程与破碎过程达到动态平衡时,分散相粒子的粒径达到一个平衡值,这一平衡值称为“平衡粒径”9 塑料大形变的形变机理,包含两种可能的过程,其一是剪切形变过程,其二是银纹化过程。
10 塑料基体可分为两大类:一类是脆性基体,以PS、PMMA为代表;另一类是准韧性基体,以PC、PA 为代表。
11 对于脆性基体,橡胶颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹;而对于有一定韧性的基体,橡胶颗粒主要是诱发剪切带。
12 两阶共混历程的关键是制备具有海-海结构的中间产物,这也是两阶共混不同于一般的“母粒共混”的特征所在。
13 相容剂的类型有非反应性共聚物、反应性共聚物等,也可以采用原位聚合的方法制备。
14 聚合物共混物,从总体上来说,可以分为以塑料为主体的共混物和以橡胶为主体的共混物两大类。
15 在PVC硬制品中添加CPE,主要是起增韧改性的作用;而在PVC软制品中添加CPE是用作增塑剂,以提高PVC软制品的耐久性。
16 为改善共混体系的透光性,通常有两种可供选择的途径,其一是使共混物组成间具有相近的折射率;其二是使分散相粒子的粒径小于可见光的波长。
17 用在PVC制品中的ACR有两种类型,其一是用作加工流动改性剂的;其二是用作抗冲改性剂的。
聚合物共混改性考试试题及答案3. 在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容;4. 两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结;5. 形成互穿网络结构(IPN);6. 改变加工工艺,施加强烈的力剪切作用。
六、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并挤出制备TPU/PP共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。
为什么?10分答:采用PP-g-MAH作为增容剂,熔融法制备TPU/PP共混物。
发现,马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂,有效地改善了共混物的形态和力学性能。
原因:机理:PP-g-MAH中的酸酐基团可能一部分与TPU中羟基反应,另一部分是与N-H基团发生氢键作用,从而有效降低了表面张力,提高了表面粘结力。
七、聚合物共混物的制备方法有那些?各有什么特点?10分答:1. 物理共混法,简单机械共混技术简单的机械共混技术也称为单纯共混技术,它是在共混过程中,直接将两种聚合物进行混合制得聚合物混合材料。
又包括:粉料(干粉)共混,熔体共混,溶液共混,乳液共混2. 共聚-共混法特点:特点:共聚—共混法制取聚合物共混物是一种化学方法,这一点是与机械共混法显然不同的。
3. 互穿聚合物网络法八、增容作用的本质是什么?通常采用哪些增容方法?15分答:增容作用的物理本质:降低共混组分之间的界面张力,促进分散程度的提高;提高相结构的稳定性,使得共混塑料的性能得以提高;改善共混组分之间的界面粘结,有利于传递外力。
常用的增容方法:1. 利用氢键作用导致相容2. 利用离子间相互作用3. 利用电荷转移作用4. 加入增容剂5. 混合过程中化学反应所引起的增容作用6. 共聚物/均聚物共混体系7. 共溶剂法和IPN法。
聚合物改性一、解释概念1、单相连续结构:2、相界面:3、嵌段共聚:4、分步IPN:是先合成交联的高分子材料1,再用含有引发剂和交联剂的单体2使之溶胀,然后使单体2就地聚合而制得。
包括逆-IPN,完全IPN,半IPN,渐变IPN,Millar IPN.5、分散程度:二、填空题1、按增溶剂与基体的作用形式可将增溶剂分为和。
2、刚性粒子(RF)主要包括:和。
3、交联对聚合物的物理性能有很大的影响,随着交联密度增大,和,、、上升。
4、按照网络形态,可以将IPN分为、、。
5、高分子共混物的相容性一般分为、、。
6、按照相的连续性,可将两相高分子共混物分为三种基本类型:、、。
7、影响聚合物共混物形态结构的主要因素有:、、等。
8、表征分散相分散状态的两个指标是:和。
9、由于高分子材料、、、等特点,是的高分子材料存在难以润湿和黏合等问题。
10、弹性体增韧主要研究对象是增韧基体。
11、银纹和裂缝不同,内部有物质填充,质量不等于零。
三、判断题。
1、将聚碳酸酯和聚丙烯共混是为了降低成本。
()2、采用玻璃化温度转变法分析相容体系共混物,只有一个玻璃化转变温度。
()3、两相共混的时候,粘度低的一相总是生成连续相。
()4、采用刚性粒子增韧塑料,填充量越多,增韧效果越好。
()5、两种高分子之间混溶性增加,相界面厚度越来越小。
()四、简答题1、增溶剂都有哪些类型,其各自的作用原理是什么?2、简述同步IPN的制备方法?3、将聚丙烯和高密度聚乙烯共混的目的是什么?4、造成聚丙烯表面印刷性能不好的原因有哪些?五、讨论题1、PVC性能的优缺点是什么?举例说明如何通过共混来改善。
2、聚乙烯、乙丙二元胶等主链大分子中不含双键,无法用硫来交联,但可以与过氧化异丙苯等过氧化物共热而交联,试以聚乙烯为例,写出化学反应式,解释交联机理。
3、以具体实例说明弹性体增韧、非弹性体增韧、无机离子增韧机理。
聚合物共混改性原理复习题一、图1和图2是某科研工作者对蛋白石填充高密度聚乙烯不同体系的的测试结果,请对此两图进行分析,写出分析结果和其原因。
(处理剂为表面处理剂)注:目=1平方英寸(2.54cm×2.54cm)内的孔数答:未经处理的蛋白石填充HDPE降低树脂的拉伸强度和冲击强度,蛋白石粒径大小对这两种性能的影响相当。
由于未经过表面处理剂处理,蛋白石不能与树脂较好地相容,两相间粘合力小,不能很好地传递应力,故拉伸强度和冲击强度降低。
经过处理的蛋白石填充HDPE能够提高树脂的拉伸强度和冲击强度。
硬脂酸处理的蛋白石比钛酸酯处理的更能提高拉伸强度,并且粒径小的效果好;对于冲击强度,前者效果不如后者,且粒径大的更能提高冲击强度。
经表面处理剂处理后的蛋白石与树脂基体相容性好,界面相粘结力强;硬脂酸处理的蛋白石相容性更好,使得其拉伸强度更高,但粘合紧密反而导致应力传递快,能量吸收少,冲击强度提高较少。
填充物粒径小,粘结紧抗拉伸能力强,但是对于钛酸酯处理的蛋白石,粒径小冲击强度反而低,可能是因为蛋白石颗粒分散不均匀导致。
二、一般采有PP 熔融接枝MAH 单体,并通过反应挤出制备PP/PA6共混物,请阐明PP 接枝MAH 对共混物的形态结构及性能有何影响。
为什么?答:PA6与PP 是不相容体系,其共混物一般呈现相分离的双相结构,PP 粒子呈球状简单地分散在PA6基体中,并且分布不均匀,粒径大,粒径分布宽,界面粘接不良;当体系中加入增容剂后,PP 粒子均匀地分散在PA6 基体中,粒径变小,粒径分布窄, PA6与PP 两相界面无明显分相情况。
PP 接枝MAH 降低了PP 在PA6中的界面张力,增加了两相的相容性。
形态结构:从反应过程可知,通过PP 和MAH 熔融接枝和MAH 和PA6的酰胺化反应,生成了PP 和PA6的A-B 型嵌段共聚物,同时在线生成了增容剂,细化了粒子结构,增强了相容性。
性能:使共混物具有PA6的高强度和高模量,又具有PP 的抗湿性和尺寸稳定性,韧性提高。
聚合物共混改性原理考试试题何涛高材081一.填空题1.共混改姓的主要方法有熔融共混、溶液共混、乳液共混、釜内共混。
2.共混过程的实验研究方法有流变学方法、形态学方法。
3.相界面的效应有力的传递效应、光学效应、诱导效应。
4.根据表面改性过程中所使用的设备与工艺的不同,可分为干法改性、湿法改性、气相改性法、加工现场处理法。
二.选择题1.共混物形态的三种基本类型不包括( D )A.均相体系 B 海-岛结构C 海--海结构D 共混体系2.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能( A )A.小于零 B 大于零 C 等于零D 不确定3.影响熔融共混过程的因素不包括(B )A 聚合物两相体系的熔体黏度B 聚合物两相体系的表面张力C 聚合物两相体系的界面张力D 流动场的形式和强度4 熔体黏度调节的方法不包括(B)A 温度B 时间C 剪切应力D 用助剂调节5 共混物形态研究的主要内容不包括( D )A 连续相和分散相祖分的确定B 两相体系的形貌C 相界面D 分散相的物理性能6 聚合物共混物的使用性能影响要素不包括(A )A 结晶时间B 结晶温度C 结晶速度D 结晶共混物的结构形态7 影响热力学相容性的因素不包括( B )A 相对分子质量B 共混组分的性能C 温度D 聚集态结构8 影响聚合物的表面张力的相关因素不包括( B )A 温度B 压强C 聚合物的物态D 聚合物的相对分子质量9共混物性能的影响因素不包括( C )A 各组分的性能与配比B 共混物的形态C 温度D 外界作用条件10填充体系的界面作用机理不包括( D )A化学键机理B 表面浸润机理C 酸碱作用机理D增韧剂机理三.判断题1.大粒子比小粒子难变形(×√)2.剪切应力,分散相内力这两个因素与分散相颗粒的破碎分散密切相关(√)3.在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动(√)4.在聚合物共混过程中,同时存在着分散过程与集聚过程这一对互逆的过程(√)5.熔体弹性较高的组分倾向于成为分散相(√)6.塑料基体层的厚度,与弹性体粒径的大小是密切相关的(√)7.表面张力和表自由能都是由于表面力场的不平衡所致(√)8.共混的形态包括:分散性的粒径及分布、分散相粒子的空间排布、聚集状态与取向状态等(√)9.共混物的熔体黏度随温度的升高而降低(√)10.银纹化过程,包括银纹的引发、增长和终止三个阶段。
聚合物改性期末复习题 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT聚合物改性期末复习题一填空题:1 高分子聚合物的改性方法多种多样,总体上可划分为共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性几大类。
2 广义的共混包括物理共混、化学共混和物理/化学共混。
3 第一个实现工业化生产的共混物是1942年投产的聚氯乙烯与丁腈橡胶的共混物。
4 1964年,四氧化锇染色法问世,应用于电镜观测,使人们能够从微观上研究聚合物两相形态,成为聚合物改性研究中的重要里程碑。
5 共混改性的方法又可按共混时物料的状态,分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等。
6 通常所说的机械共混,主要就是指熔融共混。
7 共混物的形态是多种多样的,但可分为三种基本类型:均相体系、“海-岛结构”两相体系和“海-海结构”两相体系。
8 在共混过程中,同时存在着“破碎”与“凝聚”这两个互逆的过程。
当集聚过程与破碎过程达到动态平衡时,分散相粒子的粒径达到一个平衡值,这一平衡值称为“平衡粒径”9 塑料大形变的形变机理,包含两种可能的过程,其一是剪切形变过程,其二是银纹化过程。
10 塑料基体可分为两大类:一类是脆性基体,以PS、PMMA为代表;另一类是准韧性基体,以PC、PA为代表。
11 对于脆性基体,橡胶颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹;而对于有一定韧性的基体,橡胶颗粒主要是诱发剪切带。
12 两阶共混历程的关键是制备具有海-海结构的中间产物,这也是两阶共混不同于一般的“母粒共混”的特征所在。
13 相容剂的类型有非反应性共聚物、反应性共聚物等,也可以采用原位聚合的方法制备。
14 聚合物共混物,从总体上来说,可以分为以塑料为主体的共混物和以橡胶为主体的共混物两大类。
15 在PVC硬制品中添加CPE,主要是起增韧改性的作用;而在PVC软制品中添加CPE是用作增塑剂,以提高PVC软制品的耐久性。
16 为改善共混体系的透光性,通常有两种可供选择的途径,其一是使共混物组成间具有相近的折射率;其二是使分散相粒子的粒径小于可见光的波长。
《聚合物改性》复习冲刺1.塑料的大形变机理,包含两种可能的过程,其一是(剪切形变过程),其二是(银纹化过程)。
2.聚合物共混应用体系的选取,须考虑(使用性能)、(加工性能)、(生产成本)等诸多因素。
3.热塑性弹性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(起填料的作用)。
4.制备IPN的方法主要有三种:(分步聚合法)、(同步聚合法)及(乳液聚合法)。
5.制备嵌段共聚物最常用的方法有两种:(活性加成聚合)和(缩聚合)方法。
6.聚合物表面改性的方法有(化学改性)和(物理改性)。
7.等离子体高分子材料表面改性所涉及的化学反应大致可分为等离子体(化学气相沉积)、(等离子体刻蚀)或(化学蒸发)、等离子体表面反应。
9 塑料大形变的形变机理,包含两种可能的过程,其一是剪切形变过程,其二是银纹化过程。
10 塑料基体可分为两大类:一类是脆性基体,以PS、PMMA为代表;另一类是准韧性基体,以PC、PA为代表。
11 对于脆性基体,橡胶颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹;而对于有一定韧性的基体,橡胶颗粒主要是诱发剪切带。
13 相容剂的类型有非反应性共聚物、反应性共聚物等,也可以采用原位聚合的方法制备。
15 在PVC硬制品中添加CPE,主要是起增韧改性的作用;而在PVC软制品中添加CPE是用作增塑剂,以提高PVC软制品的耐久性。
16 为改善共混体系的透光性,通常有两种可供选择的途径,其一是使共混物组成间具有相近的折射率;其二是使分散相粒子的粒径小于可见光的波长。
17 用在PVC制品中的ACR有两种类型,其一是用作加工流动改性剂的;其二是用作抗冲改性剂的。
18 共混性热塑性弹性体的形态,是以橡胶为分散相,塑料为连续相。
21 在橡胶工业中,炭黑是用量最大的填充剂和补强剂。
22 接枝共聚物有一个主要特征是,容易和它们相应的均聚物共混。
23 制备嵌段共聚物最常用的方法有两种:活性加成聚合和缩聚合。
24 制备IPN的方法主要有三种:分布聚合法、同步聚合法和乳液聚合法。
25 聚合物表面有弱边界层,其表面能低、化学惰性、表面污染等影响表面的粘接、印刷以及其它应用。
26 生成表面接枝聚合物的首要条件是生成表面引发中心,即表面自由基。
27.反应型增容剂的增容原理是增容剂与共混物各组分之间形成了新的化学键,所以称之为化学增容,它属于一种强迫性增容。
一、名称解释20分1.聚合物共混改性:答:是以聚合物(聚合物或者共聚物)为改性剂,加入到被改性的聚合物材料(合成树脂,又叫基体树脂)中,采用合适的加工成型工艺,使两者充分混合,从而制得具有新颖结构特征和新颖性能的改性聚合物材料的改性技术。
2.相逆转:答:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。
在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高3.热塑性塑料:答:热塑性塑料是指加热后软化、可塑,冷却后硬化,再次加热可熔融软化,固化成型,具有反复可加工成型的特点。
4.增容作用:答:使聚合物之间易于相互分散,能够得到宏观均匀的共混体系。
改善聚合物之间相界面的性能,增加两相间的粘合力,使P-P共混物具有长期稳定的性能。
二、聚合物共混物的形态结构及特点10分答:单相连续结构:构成聚合物共混物的两个相或者多个相中只有一个相连续,其他的相分散于连续相中。
单相连续结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。
两相互锁或交错结构:这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相,而且两相相互交错形成层状排列,难以区分连续相和分散相。
有时也称为两相共连续结构,包括层状结构和互锁结构。
相互贯穿的两相连续结构:共混物中两种组分均构成连续相,互穿网络聚合物(IPNs)是两相连续结构的典型例子。
五、以PC/PP共混体系为例,举例说明哪些手段可以用来加强体系的相容性?10分答:1. 通过共聚改变某聚合物的极性;2. 通过化学改性的方法,在一组分或两组分上引入极性基团或反应基团;3. 在某聚合物上引入特殊作用基团;加入第三组分进行增容;4. 两相之间产生部分交联,形成物理或化学缠结;5. 形成互穿网络结构(IPN);6. 改变加工工艺,施加强烈的力剪切作用。
六、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并挤出制备TPU/PP共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。
为什么?10分答:采用PP-g-MAH作为增容剂,熔融法制备TPU/PP共混物。
发现,马来酸酐接枝聚丙烯是聚氨酯与聚丙烯共混体系有效的增容剂,有效地改善了共混物的形态和力学性能。
原因:机理:PP-g-MAH中的酸酐基团可能一部分与TPU中羟基反应,另一部分是与N-H基团发生氢键作用,从而有效降低了表面张力,提高了表面粘结力。
八、增容作用的本质是什么?通常采用哪些增容方法?15分答:增容作用的物理本质:降低共混组分之间的界面张力,促进分散程度的提高;提高相结构的稳定性,使得共混塑料的性能得以提高;改善共混组分之间的界面粘结,有利于传递外力。
常用的增容方法:1.利用氢键作用导致相容2. 利用离子间相互作用3. 利用电荷转移作用4. 加入增容剂5. 混合过程中化学反应所引起的增容作用6. 共聚物/均聚物共混体系7. 共溶剂法和IPN法二、一般采有PP熔融接枝MAH单体,并通过反应挤出制备PP/PA6共混物,请阐明PP接枝MAH对共混物的形态结构及性能有何影响。
为什么?答:PA6与PP是不相容体系,其共混物一般呈现相分离的双相结构,PP粒子呈球状简单地分散在PA6基体中,并且分布不均匀,粒径大,粒径分布宽,界面粘接不良;当体系中加入增容剂后,PP 粒子均匀地分散在PA6 基体中,粒径变小,粒径分布窄, PA6与PP 两相界面无明显分相情况。
PP接枝MAH降低了PP在PA6中的界面张力,增加了两相的相容性。
形态结构:从反应过程可知,通过PP和MAH熔融接枝和MAH和PA6的酰胺化反应,生成了PP和PA6的A-B型嵌段共聚物,同时在线生成了增容剂,细化了粒子结构,增强了相容性。
性能:使共混物具有PA6的高强度和高模量,又具有PP的抗湿性和尺寸稳定性,韧性提高。
因为分散相粒径变小且分散均匀,拉伸强度、抗弯强度和断裂伸长率均有显著提高,由于增加了两相间的相容性,界面粘结力强,抗冲击性能也明显提高。
三、简述影响HDPE/CaCO3体系性能的因素,并从结构设计的角度出发,提出一些改善HDPE/CaCO3体系性能的方法及手段。
答:影响因素:两相相容性,碳酸钙种类、用量及粒径,共混方法等。
方法:对填料进行表面处理,应用有机高分子、无机物、表面活性剂或偶联剂,降低其表面能使其与树脂相容性变好。
手段:干法,填料在干态下借高速混合作用和一定温度下使处理剂均匀地作用于填料表面,形成一个极薄的表面层;湿法,填料在处理剂的水溶液或水乳液中,通过填料表面吸附作用或化学作用使处理剂分子结合于填料表面;加工现场处理法。
十四、聚合物共混物的制备方法有那些?各有什么特点?答:1、简单机械混合,直接将两种聚合物进行混合,聚合物均是完全相容体系,物料的混合过程通常依靠扩散、对流和剪切三种作用完成,通常只有物理变化,包括干粉共混法、熔体共混法、溶液共混法和乳液共混法。
2、反应性共混技术:两种或者多种聚合物在混炼过程中同时伴随一种或多种聚合物的化学反应,最终导致聚合物之间产生化学键接,包括反应性密炼和反应性挤出。
3、共聚-共混法:首先制备一种聚合物,然后将其溶于另一种聚合物的单体中,形成均匀溶液后引发单体与原先的聚合物发生接枝共聚,同时单体还会发生均聚作用。
4、IPN技术:它含有两种聚合物材料,其中每一种聚合物都是网状结构,每种聚合物必须在另一种聚合物直接存在下进行聚合或交联或者既聚合又交联。
包括顺序IPN、同时互穿网络SIN、互穿弹性体网络IEN。
相反转:制备聚合物共混物的过程中,原分散相转变为连续相,原连续相转变为分散相的过程。
表面活性剂:指极少量即能改变物质表面或界面性质的物质。
机械共混物:是通过采用双辊素炼、密炼,挤出机挤出等方式,将两种聚合物在熔融状态下机械混合制备的共混物。
三、判断聚合物共混物相容性有哪些表征方法。
简述各自的原理。
答:1、目测法:一种稳定的均相混合物,通过改变温度、压力或组成都能实现由透明到混浊的转变,浊点相当于这一转变点,也就是相分离开始点。
2、Tg测定法:不相容的两组分,共混物呈现两个未发生变化的Tg,不同相容性的共混物,测得的Tg有不同程度的偏移。
3、光学显微镜法:利用光的散射、透射及干涉等来推断两相结构。
4、电子显微镜法:利用电子束射线的相互作用来对物质的组成和表面进行观察。
5、散射法:利用体系对不同波长的辐射的散射,测定体系内部某种水平上的不均匀性,以此推断相容性和分散程度。
八、形态研究的方法——SEM和TEM的差别(分辨率和制样方法的差别)答:SEM图象的放大范围广,分辨率也比较高。
可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。
分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。
制样方法:针对显微镜法。
第一步:取样----过程中、过程后。
第二步:处理。
TEM需要通过染色、蚀刻或抽提加以强化。
SEM SEM的景深较大,这很适于检测表面起伏较大的试样。