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1、第七章 高聚物改性工藝,第一節(jié) 概述,1. 定義：改進高聚物性能的工藝方法,以聚合物為基材的復(fù)合材料,改性方法,共聚改性,共混改性,互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物,化學(xué)反應(yīng)改性,,兩種以上單體,兩種以上聚合物,,,第二節(jié) 共聚改性工藝,1.無規(guī)共聚物,反應(yīng)體系中存在有兩種或以上單體時，通過一般聚合反應(yīng)所得共聚物通常為無規(guī)共聚物。,2. 交替共聚物,例如利用兩種單體形成的中間體單體對進行聚合。例如順丁烯二酸酐與乙烯、2-順丁烯、苯乙烯等形成交替共聚物。,3. 接枝共聚物,單體向聚合物主鏈進行鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)得到。一般1,2加成較多的聚二烯烴易于接枝。,(1)在主鏈上選擇性的產(chǎn)生引發(fā)點,例如：含有鹵原子的聚合物與金屬碳
2、基化合物反應(yīng)，在主鏈上產(chǎn)生自由基引發(fā)單體接枝聚合。,(3) 合成 “梳形”接枝共聚物。,(2)在主鏈上引進適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)活性基團，再與用于接枝的聚合物活性端基反應(yīng)而得接枝共聚物。,含有功能性懸掛基團的單體合成梳形接枝聚合物。,,4. 嵌段共聚物,(1)縮合或偶合反應(yīng)制備嵌段共聚物,PEO-聚環(huán)氧乙烷，PBD-聚丁二烯，PSO-聚砜，BPA-雙酚A，PA-聚酰胺,(2) 陰離子聚合過程制備嵌段共聚物,例如，將PS-PBD(聚苯乙烯-聚丁二烯)活性二嵌段聚合物與二乙烯苯反應(yīng)合成星形聚合物。,第三節(jié) 共混聚合物,(1)化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的聚合物的物理混合物稱共混聚合物或聚合物合金(Polymer blend)
3、 。,1. 概述,(2)共混聚合物與接枝、嵌段共聚物的主要差別在于兩種聚合物組分間的作用力。,(3)共混目的在于取長補短，用較方便和較經(jīng)濟的方法，獲得新性能的聚合物，或根據(jù)需要制備適當(dāng)性能的共混聚合物。,2. 共混聚合物的生產(chǎn)方法,(1)熔融共混：將兩種聚合物加熱到熔融狀態(tài)使它們在強力作用下進行混合的方法，可在捏和機或螺桿擠出機中進行。,(2)溶液澆鑄共混：將兩種聚合物的溶液混合，燒鑄成型脫除溶劑后得到共混物薄膜，用于少量或不宜于加熱熔融共混的聚合物。,(3)膠乳共混：分別合成兩種聚合物膠乳，然后再經(jīng)凝聚、分離、干燥而得到共混物。此法可在較低溫度和低剪切力下進行。,4. 共混聚合物的類型,(1
4、)共混橡膠：主要是天然膠-丁苯膠共混物或順丁膠-丁苯膠的共混物，提高橡膠的性能。,(2)共混塑料,(3)增韌塑料：某些塑料性能較脆，抗沖性能較低，采用橡膠與之共混的改性方法，可增加韌性提高其抗沖強度。,第四節(jié) 互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物,(1)互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物IPN(Interpenetrating PoIymer Network)：兩種交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物相互緊密結(jié)合，兩者之間不存在化學(xué)鍵的體系。,理想的IPN結(jié)構(gòu)圖,聚合物I,聚合物II,1. 概述,a. 全互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(Full-IPN) b. 先后互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物SIPN(Sequential-IPN)， c. 同時互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物SIN(Simultan
5、eous-IPN) d. 熱塑性互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(Thermoplastic-IPN) e. 半互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(Semi-IPN) f. 假互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(Pseudo-IPN),(2)IPN分類,,2. 合成工藝,(1)先后合成IPN：先合成交聯(lián)聚合物I，用單體II溶脹聚合物I，使單體II充分?jǐn)U散到聚合物I的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，然后進行聚合交聯(lián)生成交聯(lián)聚合物II，而形成IPN結(jié)構(gòu)體系。,(2)同時合成IPN：將兩種單體(或預(yù)聚物)、交聯(lián)劑、引發(fā)劑(催化劑)等充分混合后，使兩種單體直接同時進行互不干擾的聚合反應(yīng)以生成IPN體系。,第五節(jié) 高聚物化學(xué)改性,高聚物化學(xué)改性：將已合成的高聚物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使之轉(zhuǎn)變
6、為新品種或新性能材料的方法。,以固相狀態(tài)反應(yīng),線型結(jié)構(gòu),適當(dāng)溶劑使之溶解以液相參加反應(yīng),體型結(jié)構(gòu),,以固相狀態(tài)反應(yīng),,,粘度高,,1. 酯化反應(yīng),C6H7O2(OH)3n + 3nHNO3 C6H7O2(ONO2)3n + 3nH2O 纖維素纖維素三硝酸酯,產(chǎn)物用途：含氮量為11%的用作賽璐珞塑料；含氮量為12%的用作涂料或黏合劑；含氮量為13%的用作無煙火藥。,實例：天然纖維素與濃硝酸反應(yīng),,2. 氯磺化反應(yīng),實例：聚乙烯在二氯化硫存在下的氯化，可得氯磺化聚乙烯。,CH2CH2,,Cl2 、SO2,CHCH,HCl,(3)磺化反應(yīng),實例：交聯(lián)聚苯乙烯與濃硫酸反應(yīng)，制備聚苯乙烯磺酸型陽離子交換樹脂。,,濃H2SO4,PSt合成多種不同功能團的衍生物,,芐基氯,,第七章思考題,1. 簡述高聚物改性工藝的方法有哪些。 （教材P164） 2. 簡述共聚改性的共聚物類型有哪些。 （教材P165） 3. 簡述共混聚合物的制備方法以及共混聚合物的主要 類型。 （教材P173-174）,
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