1、第七章 高聚物改性工艺,第一节 概述,1. 定义：改进高聚物性能的工艺方法,以聚合物为基材的复合材料,改性方法,共聚改性,共混改性,互穿网络聚合物,化学反应改性,两种以上单体,两种以上聚合物,第二节 共聚改性工艺,1.无规共聚物,反应体系中存在有两种或以上单体时，通过一般聚合反应所得共聚物通常为无规共聚物。,2. 交替共聚物,例如利用两种单体形成的中间体单体对进行聚合。例如顺丁烯二酸酐与乙烯、2-顺丁烯、苯乙烯等形成交替共聚物。,3. 接枝共聚物,单体向聚合物主链进行链转移反应得到。一般1,2加成较多的聚二烯烃易于接枝。,(1)在主链上选择性的产生引发点,例如：含有卤原子的聚合物与金属碳基化合
2、物反应，在主链上产生自由基引发单体接枝聚合。,(3) 合成 “梳形”接枝共聚物。,(2)在主链上引进适当的反应活性基团，再与用于接枝的聚合物活性端基反应而得接枝共聚物。,含有功能性悬挂基团的单体合成梳形接枝聚合物。,4. 嵌段共聚物,(1)缩合或偶合反应制备嵌段共聚物,PEO-聚环氧乙烷，PBD-聚丁二烯，PSO-聚砜，BPA-双酚A，PA-聚酰胺,(2) 阴离子聚合过程制备嵌段共聚物,例如，将PS-PBD(聚苯乙烯-聚丁二烯)活性二嵌段聚合物与二乙烯苯反应合成星形聚合物。,第三节 共混聚合物,(1)化学结构不同的聚合物的物理混合物称共混聚合物或聚合物合金(Polymer blend) 。,1
3、. 概述,(2)共混聚合物与接枝、嵌段共聚物的主要差别在于两种聚合物组分间的作用力。,(3)共混目的在于取长补短，用较方便和较经济的方法，获得新性能的聚合物，或根据需要制备适当性能的共混聚合物。,2. 共混聚合物的生产方法,(1)熔融共混：将两种聚合物加热到熔融状态使它们在强力作用下进行混合的方法，可在捏和机或螺杆挤出机中进行。,(2)溶液浇铸共混：将两种聚合物的溶液混合，烧铸成型脱除溶剂后得到共混物薄膜，用于少量或不宜于加热熔融共混的聚合物。,(3)胶乳共混：分别合成两种聚合物胶乳，然后再经凝聚、分离、干燥而得到共混物。此法可在较低温度和低剪切力下进行。,4. 共混聚合物的类型,(1)共混橡
4、胶：主要是天然胶-丁苯胶共混物或顺丁胶-丁苯胶的共混物，提高橡胶的性能。,(2)共混塑料,(3)增韧塑料：某些塑料性能较脆，抗冲性能较低，采用橡胶与之共混的改性方法，可增加韧性提高其抗冲强度。,第四节 互穿网络聚合物,(1)互穿网络聚合物IPN(Interpenetrating PoIymer Network)：两种交联结构的聚合物相互紧密结合，两者之间不存在化学键的体系。,理想的IPN结构图,聚合物I,聚合物II,1. 概述,a. 全互穿网络聚合物(Full-IPN) b. 先后互穿网络聚合物SIPN(Sequential-IPN)， c. 同时互穿网络聚合物SIN(Simultaneous
5、-IPN) d. 热塑性互穿网络聚合物(Thermoplastic-IPN) e. 半互穿网络聚合物(Semi-IPN) f. 假互穿网络聚合物(Pseudo-IPN),(2)IPN分类,2. 合成工艺,(1)先后合成IPN：先合成交联聚合物I，用单体II溶胀聚合物I，使单体II充分扩散到聚合物I的网络结构中，然后进行聚合交联生成交联聚合物II，而形成IPN结构体系。,(2)同时合成IPN：将两种单体(或预聚物)、交联剂、引发剂(催化剂)等充分混合后，使两种单体直接同时进行互不干扰的聚合反应以生成IPN体系。,第五节 高聚物化学改性,高聚物化学改性：将已合成的高聚物经化学反应使之转变为新品种或
6、新性能材料的方法。,以固相状态反应,线型结构,适当溶剂使之溶解以液相参加反应,体型结构,以固相状态反应,粘度高,1. 酯化反应,C6H7O2(OH)3n + 3nHNO3 C6H7O2(ONO2)3n + 3nH2O纤维素 纤维素三硝酸酯,产物用途：含氮量为11%的用作赛璐珞塑料；含氮量为12%的用作涂料或黏合剂；含氮量为13%的用作无烟火药。,实例：天然纤维素与浓硝酸反应,2. 氯磺化反应,实例：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)磺化反应,实例：交联聚苯乙烯与浓硫酸反应，制备聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂。,浓H2SO4,PSt合成多种不同功能团的衍生物,苄基氯,第七章思考题,1. 简述高聚物改性工艺的方法有哪些。 （教材P164）2. 简述共聚改性的共聚物类型有哪些。 （教材P165）3. 简述共混聚合物的制备方法以及共混聚合物的主要 类型。 （教材P173-174）,
