對(duì)高分子材料改性的認(rèn)識(shí)

1、對(duì)高分子材料改性的認(rèn)識(shí)高分子材料(macromolecularmaterial)是以高分子化合物為基礎(chǔ)的一大類材料的總稱，是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)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(duì)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(guò)物理、機(jī)械和化學(xué)等作用使高分子材料原有性能得到改善。改性過(guò)程中既可發(fā)生物理變化，也可發(fā)生化學(xué)變化。高分子材料的改性一般分為共混改性；化學(xué)改性；表面改性；填充與纖維增強(qiáng)改

2、性。高分子材料改性的依據(jù)是高分子材料的結(jié)構(gòu)決定了高分子材料的性能。如果某種高分子材料無(wú)法滿足實(shí)際需求，可以通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)的變化，使其性能發(fā)生改變進(jìn)而滿足實(shí)際需求。所以研究高分子材料的結(jié)構(gòu)對(duì)其性能的影響，對(duì)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(wǎng)絡(luò)法。共混改性重點(diǎn)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(jié)合了兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，兩種材料的缺點(diǎn)得到了改善。例如將超高分子聚乙烯(UHMWP移入聚丙烯(PP)中以提高PP的沖擊強(qiáng)度。PP材料由于分子鏈中有甲基的存在，導(dǎo)致分子鏈比較剛性，而且PP的分子鏈比較規(guī)整，導(dǎo)致PP材料的結(jié)晶性較好，剛性較好

3、但PP材料較脆，沖擊強(qiáng)度較低。而UHMWPE粒的加入，使PP材料中出現(xiàn)了應(yīng)力集中物，當(dāng)共混的材料受到應(yīng)力時(shí)，能較好的引發(fā)應(yīng)力集中產(chǎn)生銀紋，分散共混材料受到的應(yīng)力，改善PP材料的沖擊強(qiáng)度。但影響這種共混材料的因素有UHMWPE粒的大小，以及UHMWPE雜進(jìn)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(wǎng)絡(luò)法一般是兩種或多種聚合物在聚合反應(yīng)時(shí)，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(duì)反應(yīng)的要求較高，成本較高，用途面較為狹窄。但這是一種新型的高分子材料共混改性方式，值得深入研究，改進(jìn)反應(yīng)條件，擴(kuò)大應(yīng)用面。高

4、分子材料的化學(xué)改性一般有共聚反應(yīng)；交聯(lián)；高分子材料主鏈反應(yīng)和側(cè)基反應(yīng)。高分子材料的化學(xué)改性是高分子材料改性中應(yīng)用最為廣泛，尤其是以共聚反應(yīng)和交聯(lián)。高分子材料的共聚反應(yīng)包括無(wú)規(guī)共聚；接枝共聚；嵌段共聚和交替共聚。實(shí)際中的應(yīng)用實(shí)例較多，例如丙烯月青、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物（ABS。ABSW脂是在對(duì)聚苯乙烯改性過(guò)程中開發(fā)出來(lái)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(qiáng)的剛性，所以PS材料的拉伸強(qiáng)度大，剛性大，但沖擊強(qiáng)度低，材料的脆性很大，限制了PS材料的使用。而聚丁二烯（PB）分子鏈中一個(gè)雙鍵，鍵角大，分子鏈的柔性較好，使

5、PB材料具有很好的韌性，沖擊強(qiáng)度較高。但PB樹脂中有活性的雙鍵基團(tuán)，PB材料的耐化學(xué)腐蝕性較差，PB材料容易光熱老化和化學(xué)溶劑腐蝕。聚丙烯月青（PAN樹脂由于分子鏈中含有強(qiáng)極性的基團(tuán)，使得聚丙烯月青樹脂有很高的強(qiáng)度和很好的耐化學(xué)腐蝕性，這三種組分進(jìn)行共聚使得ABSM脂兼有這三種組分的共同性能，成為具有堅(jiān)韌、質(zhì)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(xué)鍵連結(jié)起來(lái)構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)或體型結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。交聯(lián)是高分子材料化學(xué)改性中應(yīng)用很廣泛的一種方法。最常見(jiàn)的例子就是橡膠的硫化反應(yīng)。未硫化的橡膠由于橡膠結(jié)構(gòu)中含有大量的不飽和基團(tuán)，導(dǎo)致

6、橡膠材料中有活性的基團(tuán)，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(tuán)變成飽和基團(tuán)，使橡膠中活波的基團(tuán)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(guò)多，如果所有的不飽和基團(tuán)都反應(yīng)了，則橡膠失去了高彈性。高分子材料主鏈反應(yīng)和側(cè)基反應(yīng)就是在高分子材料中引入另一種基團(tuán)來(lái)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(xué)腐蝕性較差，可以利用交聯(lián)或者側(cè)基反應(yīng)將活波的叔氫原子反應(yīng)了，從而提高耐化學(xué)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(shí)際應(yīng)用中表面改性用處還是很多的，例如兩種材料進(jìn)行共混反應(yīng)，相容性不太好，可以利用材料的表面處理來(lái)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(guò)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(qiáng)改性是通過(guò)填充填料或者和纖維進(jìn)行復(fù)合來(lái)改善高分子材料的性能。最常見(jiàn)的有電木和玻璃鋼的應(yīng)用，其中也包括了表面改性的知識(shí)。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(fù)合制得，它們都改善基體材料的性能，擴(kuò)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(kuò)大高分