對高分子材料改性的認識

1、對高分子材料改性的認識高分子材料（macromolecular material）是以高分子化合物為基礎的一大類材 料的總稱，是由相對分子質量較高的化合物構成的材料， 包括橡膠、塑料、纖維、 涂料、膠粘劑和高分子基復合材料。高分子材料在我們生活的用途很廣，但純的 高分子材料的品種較少而且性能并不能完全滿足人們的需要，對高分子材料的改性增加了高分子材料的品種，完善了高分子材料的性能，使高分子材料盡可能的 滿足人們的需要。高分子材料的改性是通過物理、機械和化學等作用使高分子材料原有性能得 到改善。改性過程中既可發(fā)生物理變化，也可發(fā)生化學變化。高分子材料的改性 一般分為共混改性；化學改性；表面改性；

2、填充與纖維增強改性。高分子材料改 性的依據(jù)是高分子材料的結構決定了高分子材料的性能。如果某種高分子材料無 法滿足實際需求，可以通過對其結構的變化，使其性能發(fā)生改變進而滿足實際需 求。所以研究高分子材料的結構對其性能的影響， 對延伸材料的性能有著重要的 意義。共混改性的方法一般有物理共混法；共聚 -共混法，互穿高分子網絡法。共 混改性重點是兩種高分子材料的相容性， 如果相容性較好，則共混物的性能結合 了兩種材料的優(yōu)點，兩種材料的缺點得到了改善。例如將超高分子聚乙烯（UHMWPE ）摻入聚丙烯（PP）中以提高PP的沖擊強度。PP材料由于分子鏈中有甲基的存在，導致分子鏈比較剛性，而且PP的分子鏈比較

3、規(guī)整，導致 PP材料的結晶性較好，剛性較好但 PP材料較脆，沖擊強度較低。而 UHMWPE顆 粒的加入，使PP材料中出現(xiàn)了應力集中物，當共混的材料受到應力時，能較好 的引發(fā)應力集中產生銀紋，分散共混材料受到的應力，改善PP材料的沖擊強度。 但影響這種共混材料的因素有 UHMWPE顆粒的大小，以及UHMWPE摻雜進去 的量和UHMWPE顆粒的分布情況。一般情況摻雜物的顆粒越小，分布越均勻， 摻雜量適中則共混材料的性能越好?；ゴ└叻肿泳W絡法一般是兩種或多種聚合物 在聚合反應時，形成的共混物，這種共混材料的分散度很均勻，材料的性能很好， 但是對反應的要求較高，成本較高，用途面較為狹窄。但這是一種新型

4、的高分子 材料共混改性方式，值得深入研究，改進反應條件，擴大應用面。高分子材料的化學改性一般有共聚反應；交聯(lián)；高分子材料主鏈反應和側基反應。高分子材料的化學改性是高分子材料改性中應用最為廣泛，尤其是以共聚反應和交聯(lián)。高分子材料的共聚反應包括無規(guī)共聚；接枝共聚；嵌段共聚和交替共聚。實際中的應用實例較多，例如丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物（ABS）。 ABS樹脂是在對聚苯乙烯改性過程中開發(fā)出來的新型聚合物材料，它具有優(yōu)異 的綜合性能，成為用途極為廣泛的一種工程塑料。聚苯乙烯（PS）的分子鏈由于苯基的存在呈現(xiàn)很強的剛性，所以 PS材料的拉伸強度大，岡性大，但沖擊強 度低，材料的脆性很大，限制了

5、PS材料的使用。而聚丁二烯（PB）分子鏈中一 個雙鍵，鍵角大，分子鏈的柔性較好，使 PB材料具有很好的韌性，沖擊強度較 高。但PB樹脂中有活性的雙鍵基團，PB材料的耐化學腐蝕性較差，PB材料容 易光熱老化和化學溶劑腐蝕。聚丙烯腈（PAN）樹脂由于分子鏈中含有強極性的 基團，使得聚丙烯腈樹脂有很高的強度和很好的耐化學腐蝕性，這三種組分進行共聚使得ABS樹脂兼有這三種組分的共同性能，成為具有堅韌、質硬、剛性的 材料。高分子材料的交聯(lián)（Crosslinking）是高分子材料在熱、光、輻射或交聯(lián)劑的 作用下，分子鏈間以化學鍵連結起來構成三維網絡或體型結構的反應。交聯(lián)是高分子材料化學改性中應用很廣泛的一

6、種方法。最常見的例子就是橡膠的硫化反 應。未硫化的橡膠由于橡膠結構中含有大量的不飽和基團，導致橡膠材料中有活性的基團，容易發(fā)生光熱老化，使得材料的性能下降。而橡膠的硫化使得橡膠中 的大量不飽和基團變成飽和基團， 使橡膠中活波的基團數(shù)量下降，改善了橡膠材 料的耐老化性能。但硫化劑的用量不能過多，如果所有的不飽和基團都反應了， 則橡膠失去了高彈性。高分子材料主鏈反應和側基反應就是在高分子材料中引入 另一種基團來改善材料的性能。PP分子鏈中含有活波的叔氫，材料的耐化學腐蝕性較差，可以利用交聯(lián)或者側基反應將活波的叔氫原子反應了，從而提高耐化學腐蝕性能。高分子材料的表面改性包括材料的放電處理、火焰處理、臭氧處理、表面涂 層、催化接枝和表面粗化。實際應用中表面改性用處還是很多的，例如兩種材料 進行共混反應，相容性不太好，可以利用材料的表面處理來改善兩種材料的相容 性。最常用的表面改性是偶聯(lián)劑的表面改性，通過表面改性改善材料的極性和相 容性。高分子材料的填充與纖維增強改性是通過填充填料或者和纖維進行復合來 改善高分子材料的性能。最常見的有電木和玻璃鋼的應用，其中也包括了表面改 性的知識。電木是由酚醛樹脂中填充木粉制得的，玻璃鋼大多數(shù)是由不飽和聚酯 和纖維復合制得，它們都改善基體材料的性能，擴大了高分子材料的用途。高分子材料改性的目的在于改善高分子材料某一方面的性能， 擴大高分