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高分子聚合物共混改性试题备课讲稿

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高分子聚合物共混改性试题 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 聚合物共混改性考试试卷

一、判断题：对的（√），错的（×）（本大题共17小题，

每题1分，其中13题4分，共20分） 1．最早的聚合物共混物出现于1912年，是Hancock将天然橡胶与古塔波胶混合制成雨衣。（ ） 2．最早投产的聚合物共混物是在1942年的PVC/NBR。（ ） 3．1942年Dow化学公司出售的Styralloy-22,首次使用了“聚合物合金”这一术语。（ ） 4．银纹和裂纹的是同一概念的不同说法。（ ） 5．只有少数聚合物对是完全相容或部分相容，大多数是不相容的。（ ） 6．1960年提出了银纹核心理论。（ ） 7．1964年OsO4染色技术研究成功，可用透射电镜（TEM）直接观察共混物的形态结构。（ ） 8．在相同的剪切力场中分散相的大粒子比小粒子容易变形，大粒子比小粒子受到更大的外力。（ ） 9.界面层的形成：第一步是两相之间的相互接触，第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。增加两相的接触面有利于链段扩散,提高两相之间的粘合力。（ ） 10.界面层的厚度主要取决于两种聚合物的相容性, 还与大分子链段尺寸、组成以及相分离条件有关。（ ） 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 11.基本不混溶的聚合物，链段之间只有轻微的相互扩散，因而两相之间有非常明显和确定的相界面。（ ） 12．随着两种聚合物之间混溶性增加，扩散程度提高，相界面越来越模糊，界面层厚度越来越大，两相之间的粘合力增大。完全相容的两种聚合物最终形成均相，相界面消失。（ ） 13. Cox和Leal研究了牛顿液体珠滴在剪切作用下形变和流体力学的稳定性，以稀乳液为模型，悬浮液滴的粘度ηi与连续介质粘度η0之比为λ=ηi/η0 和参数ak.0/, 所以:

A). λ和k越大，液滴就越难破碎。（ ）

B)．k与界面张力系数ν成正比，ν与两种聚合物的相容性有关，两种液体的混溶性越小，ν就越大。（ ） C). 在其他条件相同时，两种聚合物的混溶性越小，则所得共混物分散相的颗粒就越大。（ ） D). 当η0不变时，分散相的粘度越大，液珠就越难变形破碎。所以，两种聚合物共混时，若要得到分散均匀的共混物，两种聚合物的熔体粘度要相匹配（相接近）。（ ） 14．在剪切带内分子链有很大程度的取向，剪切带有高度双折射现象。( ) 15．银纹体与聚合物界面处会发生光的全反射。( ) 16．剪切带与聚合物界面处会发生光的全反射。( ) 17．在银纹体内分子链有很大程度的取向，银纹体有高度双折射现象。( ) 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 二、填空题：（本大题共2小题，每空1分，共9分）

18．聚合物熔体的流变性能主要特征是 和 。 19．Han和Kim对PE/PS共混物进行了流变学的详细研究得出的结论是： PE/PS 75/25时，共混物熔体形态结构为 。粘度出现极大值的原因，显然由于 增加了流动阻力，即两相界面之间相互作用的增加会使熔体粘度反常地加，因而出现极大值。 极大值相当于共混物熔体的珠滴状分散状态，即珠滴状的PS分散于PE连相中;而 的极小值相应于共混物熔体的 。当粘度为极小值时， 为极大值;而当粘度为极大值时， 为极小值。

三、名词解释：（本大题共5题，每题3分，其中第22题4分，共

19分） 20. 聚合物共混与聚合物共混物：（3分）

21. 相容性与混溶性：（3分） 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 22. NG机理和SD机理：（4分）

23. 分散相与相畴：（3分） 24. 银纹与银纹化、剪切与剪切带：（3 分） 25. 应变软化与应变硬化：（3 分） 四、简答题：（本大题共5题，每题5分，共25分）

26. 根据相的连续性，写出聚合物共混物形态结构的基本类型。

27. 简述聚合物透气性和Fick第一定律并写出它的数学表达公式。 28. 写出聚合物共混物熔体的弹性效应的数学表示方法。 精品文档

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 29．简述玻璃化转变法测定聚合物-聚合物相容性的原则。

30．简述橡胶增韧机理中的银纹-剪切带理论。 五、计算题：（本大题共3小题， 31题10分，32题5分，33题12

分，共27分） 31. 已知在25oC时，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚丙烯酸丁酯（PBA）的密度分别为1.179和 1.156 g/cm3，各化学基团的摩尔吸引常数G/(2.04×10-3J1/2m-3/2)分别如下：

CH3:214; CH2:133; C:－93; OC:275; OCO:310；

CH

：

28； ＝CH2:190; =CH-:111；O:70。

1). 根据估算法，计算PMMA和PBA的溶解度参数。 2). 若PMMA与PBA的相对分子量均为10000，判断它们共混时热力学相容性程度如何？并说明理由。 提示：本题不考虑极性和氢键的影响；mmmSTHG，21221)(mmVH；临界2121的体系可能不发生相分离；

当分子量为10000时，2/32/13211004.235.0mJ临界。

32. 若聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的相对分子质量均为200000，它们重复链节之间的01.012c，问PE/PP的相容性如何？

33.已知NBR、PVC和HDPE的性能指标参数如下表： 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 Polymer E/ M Pa δ/2.04×10-

3J1/2m-3/2 ρ/g.cm-3

NBR 0.99 9.4 1.01 HDPE 0.13 7.9 0.955 PVC 49.0 9.7 1.39

1）根据上表，设计一种橡胶增韧树脂的两组分共混物配方，使得分

散相以球形无规松散堆砌，φm=0.55, KE=2.50，共混物的拉伸模量

（E）不小于18.0 M Pa，假设在共混中各组分的体积变化不大，计算重量共混比。 2）根据你设计的配方，你认为此共混物的E最大和最小值各是多少？

《聚合物共混改性》试卷答案 一、判断题，对的（√）,错的（×）（共20分，其中13题4分） 1．（ × ），2．（ √ ），3．（ √ ），4．（ √ ），5．（√ ），6．（√），7．（√ ），8．（ √ ），9.（√ ），10.（ √ ），11.（ √ ），12．（ √ ），13. A).（√ ），13.B)．（ √ ），13.C).（ √ ），13.D).（ √ ），14．（√），15．（ √ ），16．（ × ），17．（×）。 二、填空题（9分） 18．聚合物熔体为非牛顿液体;聚合物熔体流动时有明显的弹性效应。 19．互锁结构。互锁结构。弹性效应，弹性效应，互锁结构。弹性效应，弹性效应。 三、名词解释 （共19分）。 20. 答：聚合物共混是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观均匀的材料的过程。聚合物共混物是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观上均匀的高分子聚合物的混合物。 21.答：相容性：依靠外界的条件实现了共混物各组分强制的、良好的分散，彼此相互容纳，得到力学性能优良且稳定的聚合物共混物，共混物各组分之间的这种能力。相容性在热力学上可能是不相容的，热力学上也可能是不稳定的，相容的程度有完全相容、部分相容、不相容。 混溶性：共混物各组分之间形成了均相的体系，其极限是分子水平上的相容，其特点是，共混物的玻璃化温度 ( Tg )只有一个值,相当于完全相容。 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 22.答：处于介稳定的体系，相分离不能自发进行，需要成核作用，包含核的形成和核的增长两个阶段，这样的相分离过程机理称为成核-增长分离过程机理即NG机理。成核是由浓度的局部升落引发的,成核活化能与成一个核所需的界面能有关,成核之后,因大分子成核微区扩散而使珠滴增大.珠滴的增长又分为扩散和凝聚粗化两个阶段,每一阶段都有取决于界面的平衡.由NG机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴/基体,即一种为连续相,另一种是以球状颗粒形式的分散相. 液-液相分离。 处于不稳定的体系，在相分离过程中，物质向浓度较大的方向扩散，即反向扩散来完成的，称为旋节分离，即为SD机理。SD分离起始于均相的、混溶的体系，相畴（微区）尺寸增长有：扩散、液体流动和粗化三阶段，可形成三维共连续的形态结构，可发生在任意浓度，产生的相畴微小（纳米），仅限于相容体系，液-液相分离。 23.答：在共混物中两个或多个相中只有一个连续相，此连续相为分散介质，称之为基体，其他分散于连续相中的相是分散相。在复相聚合物体系中，每一相都以一定的聚集态存在，因为相之间的交错，所以连续性较小的相或不连续的相就被分成很多的微小区域，这种微小区域称为相畴。 24.答：玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象，这种现象叫应力发白现象，亦称银纹现象，这种产生银纹的现象也叫银纹化。聚合物中产生银纹的部位称为银纹体或简称银纹。 聚合物在一定的剪切应力作用下，可产生明显的局部的形变，这种形变称为剪切形变，由剪切形变所构成的形变区域称为剪切带。 25. 答：应变软化就是材料对应变的阻力随应变的增加而减小，是由于在较大应变时大分子链各物理交联点发生重新组合形成有利于形变发展的超分子结构的缘故。当形变值很大时，这种大形变能导致大分子链的明显取向,造成应变硬化现象。 四、问答（共25分，每小题5分） 26. 答：完全相容的两组分可形成均相，部分相容的两组分共混物按相的连续性分成：单相连续结构（一相连续，另一相是分散相）、两相互锁结构或交错结构、相互贯穿的两相连续结构。 27. 答：当固体两边的气体压力不同时，气体分子会穿过聚合物从压力较高的一边向压力较低的一边扩散，这叫做聚合物的透气性。 Fick第一定律：单位面积,单位时间的气体透过量q与浓度梯度成正比。

q ，式中q为扩散速率,D为扩散系数,Ｃ为扩散分子的浓度,dC/dx为沿薄

膜厚度方向的浓度梯度。 28. 答：聚合物熔体在流动中会发生大分子构象的改变，产生可逆的弹性形变，因而发生弹性效应。这种弹性效应可用不同的指标表示，其数学表达式如下。最常用的指标是出口膨胀比： B=dj/D, dj为流出物直径,D为模口直径。其他常采用的指标有:出口压

力P出; 法向应力差，如第一法向应力差τ１１－τ２２（τ１１为流动方向的法向应力，τ２２为速度梯度方向的法向应力）;可恢复性剪切形变ＳＲ等。这些不同指标之间具有如下的关系。 ＳＲ ＝１／２×（τ１１－τ２２）／τＷ＝τＷ／Ｇ τ１１－τ２２＝２τＷ［（dj/D）

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高分子化学改性

高分子化学改性

高分子材料改性（Modification of Polymeric Materials）（讲稿）第一讲第一章聚合物的化学改性什么是聚合物化学改性？聚合物化学反应的基本类型：聚合物与低分子化合物的反应、聚合物的相似转变、聚合物的降解与交联、聚合物大分子间的反应。

聚合物化学反应的作用：改变结构、提高性能，合成新的聚合物，扩大应用范围，在理论上研究和验证高分子的结构研究影响老化的因素和性能变化之间的关系，研究高分子的降解，有利于废聚合物的处理第一节聚合物的熔融态化学1.1 聚合物熔融态化学的研究目的与任务1.1.1 研究目的聚合物熔融态化学的研究目的是促进高分子材料行品种的开发、优化高分子材料的性能、提高材料的质量、推动新的成型加工技术的发展。

1.1.2 研究任务（1）为高分子材料的化学改性和通用聚合物的高性能化提供理论基础；（2）其次为多相复合材料界面相容性问题的解决提供思路；（3）为功能性高分子的开发提供理论基础；（4）创新高分子材料成型加工技术1.2 熔融态化学反应1.2.1 高分子化学反应的分类聚合度基本不变的反应：侧基和端基变化（相似转变）（聚合度相似转变：聚合物与低分子化合物作用，仅限于基团转变，聚合度基本不变的反应，称相似转变）聚合度变大的反应：交联、接枝、嵌段、扩链聚合度变小的反应：降解，解聚1.2.2 高分子化学反应的特点高分子官能团可以起各种化学反应，由于高分子存在链结构、聚集态结构，官能团反应具有特殊性。

1. 反应产物的不均匀性高分子链上的官能团很难全部起反应一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同基团，类似共聚产物 例如聚丙烯腈水解:1.3 熔融态化学反应的应用 1.3.1 聚合度相似的化学转变 (1)聚酯酸乙烯酯的醇解 聚乙烯醇只能从聚酯酸乙烯酯的水解得到 聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品(2) 以苯乙烯－二乙烯苯共聚物为母体的离子交换树脂，是芳环取代反应的典型例子CH 2 CH3CH 3OH CHSOC-SNa RCH OCH 2CH 2 CH CHOH CH CH 2 CH O 22NR 3Cl+23OH31.3.2聚合度变大的反应以交联反应为例。

聚合物共混改性原理与应用1

聚合物共混改性原理与应用1

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聚合物共混改性 原理与应用
引言
1.聚合物共混物是一种物质还是几种物质？ 2.挤出共混过程发生的是什么变化？ 3.ABS属不属于聚合物共混物？ 4. 聚合物共混物 聚合物合金 高分子合金 复合材料 5. 热力学相容性 广义的相容性 6. 共混 共聚
例：HIPS
塑料基体 缺点 增韧 共混法 效果 原因 要求 影响因素
共聚-共混法
接枝共聚-共混：首先制备一种高聚物（高聚物组分 I），然后将其溶于另一高聚物（高聚物组分II）的单 体中，形成均匀溶液后再依靠引发剂或热能引发，使 单体与高聚物组分I发生接枝共聚，同时单体还会发生 均聚作用，上述反应产物即高聚物共混物，它通常包 含着三种主要高聚物组成，即高聚物I，高聚物II及以 高聚物I为骨架接枝上高聚物II的接枝共聚物。接枝共 聚组分的存在促进了两种高聚物组分的相容。
单一组分聚合物的性能缺陷 ① 应力开裂现象严重，从而导致材料的可靠 性大大下降； ② 缺口敏感性大，制品稍受损伤，强度急剧 下降； ③ 熔体粘度大，加工温度高，成形性不好； ④ 某方面的性能不能满足使用要求； ⑤ 成本高。
聚合物共混改性的主要目的和效果：
① 综合均衡各聚合物组分的性能，取长补短， 消除各单一聚合物组分性能上的弱点，获得综 合性能较为理想的聚合物材料。 ② 使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物 的改性剂，改性效果显著。 ③ 聚合物加工性能可以通过共混给以改善。 ④ 聚合物共混可以满足一些特殊的要求，制备 一系列具有崭新性能的新型聚合物材料。 ⑤ 对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料， 可通过共混，在不影响使用要求条件下降低原 材料成本。
聚合物共混改性领域最新动态
①形态结构研究方面的进展。 通过对聚合物共混物形态结构的控制，设计制造出性能更为优 良的或更有特色的聚合物共混物。例如分散相层片化赋予 阻 隔性、抗静电性等 ②聚合物共混物增韧机理研究的进展。 70年代以前，增韧机理偏重对脆性聚合物基体研究。 80年代以来，对韧性聚合物基体的增韧机理研究 . 近年来，对刚性聚合物粒子增韧塑料及其机理的研究颇为活跃。 刚性聚合物粒子增韧的必要条件是基体聚合物具有高的韧性， 刚性粒子与基体良好的界面粘接，刚性粒子恰当的浓度。 ③增容技术的进展。非反应型、反应型增容剂不断扩展品种和应用
聚合物改性优质PPT资料

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各种硫化助剂
因此如果一种对炭黑亲和力很强的橡胶与一种对炭黑亲和力很弱的橡胶共混时。 因此如果一种对炭黑亲和力很强的橡胶与一种对炭黑亲和力很弱的橡胶共混时。 在橡胶共混中需要加入许多助剂，如硫化剂、硫化促进剂、补强剂、防老剂等等。 硫化助剂在两相间的分配 炭黑等补强剂在两相间的分配，也会影响橡胶共混物的性能。 2 通过改变混炼温度等方式，调节两相的黏度。 改变加料顺序，先将补强剂与亲和性较弱的橡胶共混，再与另一种橡胶共混。 而这又与硫化助剂的溶解度参数及橡胶的溶解度参数有关。 一般来说，硫化助剂的溶解度高，在高溶解度参数的橡胶中的溶解度就高，反之则低。 硫化助剂从一相向另一相的偏移也会影响其在两相间的分配。 硫化助剂从一相向另一相的偏移也会影响其在两相间的分配。 在橡胶共混中需要加入许多助剂，如硫化剂、硫化促进剂、补强剂、防老剂等等。 由于炭黑与橡胶大分子中的双键有很强的结合力，所以含双键较多的橡胶与炭黑的亲和力较大。 硫化助剂在两相间的分配 一般来说，硫化助剂的溶解度高，在高溶解度参数的橡胶中的溶解度就高，反之则低。 改变加料顺序，先将补强剂与亲和性较弱的橡胶共混，再与另一种橡胶共混。
在橡胶共混中需要加入许多助剂，如硫化剂、硫化促进剂、补强剂、防老剂等等。 由于炭黑与橡胶大分子中的双键有很强的结合力，所以含双键较多的橡胶与炭黑的亲和力较大。
白炭黑分散剂
耐磨损剂
炭黑等补强剂在两相间的分 配，也会影响橡胶共混物的性 能。其影响因素首先是炭黑与 橡胶的亲和性。由于炭黑与橡 胶大分子中的双键有很强的结 合力，所以含双键较多的橡胶 与炭黑的亲和力较大。
硫化助剂在两相间的分配，主要
影响因素是解度参数
及橡胶的溶解度参数有关。一般来说，
硫化助剂的溶解度高，在高溶解度参
数的橡胶中的溶解度就高，反之则低。
聚合物共混材料PPT学习教案

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胶乳-IPN，简记为LIPN，就 是用乳液聚合的方法制得的 IPN。
将交联的聚合物1作为“种子” 胶乳，加入单体2，交联剂和 引发剂、使单体2在“种子” 乳胶粒表面第进33页行/共87页聚合和交联， 制得的IPN具有核-壳状结构。
7.2 形态结构
形态结构是指不同聚合物之 间所形成的相结构，亦称微相 结构，其尺寸范围约为 0.01μm～l0μm， 7.2.1 形态结构的基本类型 7.2.2 聚合物共混物的界面层 7.2.3 形态结构的测定方法
第34页/共87页
7.2.1 形态结构的基本类型
在复相聚合物体系中，每一 相都以一定的聚集形态存在。
相畴(Phase domain)：亦称 微区，是由连续性较小的相或 不连续的相就被分成许多的区 域。不同的体系，相畴的形状 和大小不同。
双组分构成的两相聚合 物共混物，按相的 第35页/共87页 连续性可分 为单相连续、两相连续及两相 交错等三种类型。
如PS，PVC等硬脆性聚合物掺入 10～20％的橡胶类聚合物可使其 抗冲击强度提高2～10倍。又如 EVA可用作PVC的长效增塑剂等。
如难熔难溶的聚酰亚胺与熔融 流动性良好的聚苯硫醚共混后 可以进行注射第8页成/共87型页 。为改进聚 碳酸酯的流动性能可采用三元
耐燃高分子材料制备:可使基体 聚合物与含卤素等耐燃聚合物 共混，
干粉共混 熔体共混 溶液共混 乳液共混
2)、物理共混第的10页特/共87页点 3)、 高效混炼挤出设备
干粉共混：将两种或两种以上 不同的聚合物，在通用的塑料 混合设备(球磨机/混合机/捏 合机)中进行混合，以制备聚 合物共混物的方法。混合时可 同时加入各种配合剂。
混合料：直接成型，作为熔体 共混的初混料。 第11页/共87页