其偶聯(lián)機理與單烷氧基鈦酸酯類似課件

新型玻纖界面改性技術(shù)的研究與進展章峻1新型玻纖界面改性技術(shù)的研究與進展章峻1表、界面的定義定義：兩相或兩相以上體系，表、界面是指兩相之間的過渡區(qū)域。根據(jù)物質(zhì)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，表、界面包括：固－氣；液－氣；固－液；液－液；固－固五類。2表、界面的定義定義：兩相或兩相以上體系，表、界面是指兩相之間界面的定義：界面是相與相之間的過渡區(qū)域，是一個厚度為幾個分子的準三維區(qū)域，具有其獨特的過渡性和復(fù)雜性。表面：其中有一相為氣相，包括固－氣；液－氣（材料本體性質(zhì)）界面：兩相均不包括氣相，包括固－液；液－液；固－固（兩相間相互作用）3界面的定義：界面是相與相之間的過渡區(qū)域，是一個厚度為幾個分子根據(jù)研究角度和目的不同，表界面又可分為：物理表面和材料表面物理表面從分子和物理學(xué)研究角度定義材料表面從材料學(xué)和應(yīng)用研究角度定義4根據(jù)研究角度和目的不同，表界面又可分為：4物理表面包括理想表面、清潔表面、吸附表面理想表面：是指除了假設(shè)確定的邊界外，系統(tǒng)無任何變化。清潔表面：是指化學(xué)上純凈的表面（化學(xué)組成一致）吸附表面：表面吸附外來原子的表面。5物理表面包括理想表面、清潔表面、吸附表面5材料表面：包括機械作用表面、化學(xué)作用表面、固體結(jié)合表面、氣（液）相沉積表面機械作用表面：由于機械作用形成的表面化學(xué)作用表面：由于化學(xué)腐蝕或化學(xué)反應(yīng)形成的表面固體結(jié)合表面：兩種固體由于真空，界面擴散等形成的表面氣（液）相沉積表面：一相物質(zhì)通過氣化或溶液法在另一相物質(zhì)表面成膜。6材料表面：包括機械作用表面、化學(xué)作用表面、固體結(jié)合表面、氣（材料表、界面研究方法一、接觸角和界面張力的研究儀器：表面張力儀、接觸角儀測試內(nèi)容：表面張力、界面能、接觸角研究內(nèi)容：了解聚合物表面極性、表面能、界面相容性，為聚合物的界面改性、共混提供理論依據(jù)。（玻纖改性劑的開發(fā)和選擇）7材料表、界面研究方法一、接觸角和界面張力的研究7接觸角儀力學(xué)法：通過固液界面結(jié)合力的大小進行測定。主要應(yīng)用于液體的表面張力、表面能的測定（偶聯(lián)劑、浸潤劑）光學(xué)法：通過接觸角進行測定。主要用于固體的接觸角、表面能、固液間相互作用情況的測定（玻璃纖維表面改性效果）。8接觸角儀力學(xué)法：通過固液界面結(jié)合力的大小進行測定。主要應(yīng)用于力學(xué)法利用固-液兩相間的作用力的大小進行測量片法測試環(huán)法測試9力學(xué)法利用固-液兩相間的作用力的大小進行測量片法測試光學(xué)法利用固-液體系兩相間的浸潤能力進行測量憎水表面親水表面10光學(xué)法利用固-液體系兩相間的浸潤能力進行測量憎水表面二、紅外光譜（IR）的研究儀器：紅外光譜儀樣品測試方法：透射法、研磨法、反射法（玻纖改性常用）研究內(nèi)容：聚合物表面的添加劑、溶劑的侵蝕作用、聚合物表面取向、玻璃表面改性后的鍵合作用（偶聯(lián)劑等的作用）。11二、紅外光譜（IR）的研究11ATR-IR通過材料表面的多次反射增強信號進行測定適用于材料表面結(jié)構(gòu)的研究或不易溶解或研磨的材料樣品測量入射光源接收器12ATR-IR通過材料表面的多次反射增強信號進行測定入射光源三、X射線光電子能譜（XPS）的研究儀器：X射線光電子能譜儀應(yīng)用：材料表面的鍵合情況和價態(tài)，材料表面電子平均動能。粘結(jié)界面的相互作用、偶聯(lián)劑的偶聯(lián)作用、粘結(jié)點的老化作用。表面改性劑的作用機理。添加劑的擴散作用、材料的大氣老化。

。注：測量精確但價格較高13三、X射線光電子能譜（XPS）的研究注：測量精確但價格較高1四、掃描電子顯微鏡（SEM）的應(yīng)用儀器：掃描電子顯微鏡應(yīng)用：材料表面形貌、復(fù)合材料界面形貌（界面改性效果）、膜結(jié)構(gòu)性質(zhì)、纖維表面形貌、結(jié)晶物形貌。制樣：機械破壞斷面、化學(xué)刻蝕、染色、淬斷等14四、掃描電子顯微鏡（SEM）的應(yīng)用14SEM在玻纖行業(yè)中的應(yīng)用纖維情況：纖維直徑及其分布纖維表面形貌：表面磨損（設(shè)備損耗、潤滑劑的效果）、短切效果（切刀狀況）EDS測定表面元素：改性劑修飾情況，玻璃種類判斷15SEM在玻纖行業(yè)中的應(yīng)用纖維情況：纖維直徑及其分布15玻纖表面精細結(jié)構(gòu)電鏡圖（5000倍）16玻纖表面精細結(jié)構(gòu)電鏡圖（5000倍）16玻璃棉過濾產(chǎn)品纖維電鏡圖（10000倍）17玻璃棉過濾產(chǎn)品纖維電鏡圖（10000倍）17電鏡對玻纖直徑的測量（1000倍）18電鏡對玻纖直徑的測量（1000倍）18偶聯(lián)劑對玻璃纖維的作用效果：19偶聯(lián)劑對玻璃纖維的作用效果：19界面改性的目的提高兩相間的界面相容性無機-有機粘結(jié)性能賦予材料特殊的表面性能分散、功能化（醫(yī)用功能、耐腐蝕功能等）20界面改性的目的提高兩相間的界面相容性20玻璃纖維的表面特征一、外觀特性

光滑圓柱體，截面為完整圓形。無有機纖維的皺褶和天然纖維的中空空隙。

優(yōu)點：對氣體和液體通過阻力小，適合做過濾材料。缺點：對樹脂的黏結(jié)能力弱，需表面改性。21玻璃纖維的表面特征一、外觀特性21玻璃纖維SEM照片放大3000倍照片放大300倍照片22玻璃纖維SEM照片放大3000倍照片放大300倍照片22二、拉伸強度纖維名稱玻纖尼龍人造絲拉伸強度（MPa）1470-4800490-680340-440纖維名稱鉻鉬鋼輕鎂合金碳纖維拉伸強度（MPa）1370330390023二、拉伸強度纖維名稱玻纖尼龍人造絲拉伸強度（MPa）1470影響玻璃纖維拉伸強度的主要因素1、化學(xué)組成：石英玻璃5880以上；S玻璃（MgO-Al2O3-SiO2）4600；E玻璃（CaO-Al2O3-SiO2）3058；C玻璃（Na2O-Al2O3-SiO2）26172、拉絲磨損：成絲比新生絲強度降低15％－25％3、水分侵蝕：水分存在下，玻纖強度隨負荷時間增長而降低。24影響玻璃纖維拉伸強度的主要因素1、化學(xué)組成：244、纖維直徑直徑越細，強度越高。5、雜質(zhì)、氣泡等缺陷微裂紋和應(yīng)力集中導(dǎo)致強度下降。6、拉絲時的殘余應(yīng)力可導(dǎo)致微裂紋的形成。7、表面涂層（浸潤劑）表面涂層可降低上述問題對玻纖強度的影響254、纖維直徑25玻璃纖維的表面處理（浸潤劑）浸潤劑的作用：1、提高玻纖的界面相容性：增加玻纖和基材的粘結(jié)性能，提高成品的機械性能。2、粘結(jié)、集束：使原絲保持完整，提高其可紡性和玻纖對樹脂的穿透性。3、潤滑、保護：拉絲時減少摩擦，防止纖維摩損、斷絲。4、防止靜電積累：降低玻纖表面電阻，形成導(dǎo)電通道，提高加工性能。5、提供玻纖后加工、應(yīng)用必須的性能：如硬挺性、分散性等。26玻璃纖維的表面處理（浸潤劑）浸潤劑的作用：26浸潤劑的分類：1、增強型浸潤劑：含偶聯(lián)劑，可直接用于樹脂增強。2、紡織型浸潤劑：提供玻纖拉絲和編織能力，需熱處理后加入偶聯(lián)劑方可用于樹脂增強，多為淀粉和石蠟油類。3、紡織、增強型浸潤劑：對紡織型浸潤劑進行改性，以達到增強樹脂的部分功用。27浸潤劑的分類：271、偶聯(lián)劑定義：偶聯(lián)劑是一種能改善非極性和極性物質(zhì)之間界面相容性的助劑。是兩種不同極性材料之間的粘結(jié)劑。關(guān)鍵用途：將玻璃纖維和聚合物樹脂粘結(jié)起來，實現(xiàn)無機物和有機物的良好界面結(jié)合和分散效果，使玻璃纖維增強材料獲得滿意的應(yīng)用。一般用量為0.05-1%。281、偶聯(lián)劑定義：偶聯(lián)劑是一種能改善非極性和極性物質(zhì)之間界面相偶聯(lián)劑的作用提高界面相容性：大多數(shù)無機填料為親水性的，難以與非極性或弱極性的聚合物相容，偶聯(lián)劑在填料和樹脂間通過物理和化學(xué)作用，使其緊密相容，以達到改善材料某些性能的目的。提高填料的分散能力：偶聯(lián)劑的加入可以有效的提高填充材料的分散性。29偶聯(lián)劑的作用29炭黑納米復(fù)合材料未加偶聯(lián)劑加硅烷偶聯(lián)劑30炭黑納米復(fù)合材料未加偶聯(lián)劑加硅烷偶聯(lián)劑30從圖中，可以看到，偶聯(lián)劑的加入，可以明顯改善兩種物質(zhì)間的界面作用，以及改善分散性。31從圖中，可以看到，偶聯(lián)劑的加入，可以明顯改善兩種物質(zhì)偶聯(lián)劑的分類偶聯(lián)劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、雙金屬偶聯(lián)劑(鋁-鋯酸酯、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑)、稀土偶聯(lián)劑、含磷偶聯(lián)劑、含硼偶聯(lián)劑等。在復(fù)合材料中最常用的是硅烷、鈦酸酯和鋁酸酯偶聯(lián)劑。

其中，硅烷偶聯(lián)劑是人們研究最早、應(yīng)用最早、研究最成熟的偶聯(lián)劑。鈦酸酯偶聯(lián)劑最早出現(xiàn)于20世紀70年代，它對許多干燥粉體有良好的偶聯(lián)效果。32偶聯(lián)劑的分類偶聯(lián)劑按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸偶聯(lián)劑的選用原則酸性填料應(yīng)選用含堿性官能團的偶聯(lián)劑，而堿性填料應(yīng)選用含酸性官能團的偶聯(lián)劑。硅烷類偶聯(lián)劑主要適用于玻璃纖維（主要）及含硅填料，如石英、硅灰石等，也可用于部分金屬的氧化物及氫氧化物，但不適用于CaCO3。適用樹脂主要為熱固性樹脂。鈦酸酯類偶聯(lián)劑對填料的適用范圍廣，如CaCO3，鈦白粉等，還可用于玻璃纖維（較少）。適用樹脂主要為熱塑性樹脂。33偶聯(lián)劑的選用原則酸性填料應(yīng)選用含堿性官能團的偶聯(lián)劑，而堿性填偶聯(lián)劑加入量。硅烷偶聯(lián)劑的用量可為填料的0.05-1%左右；鈦酸酸類用量一般為填料的0.25~2%。一些表面活性劑會影響鈦酸酯偶聯(lián)劑用的發(fā)揮，因此它們必須在填料、偶聯(lián)劑、樹脂充分混合后加入。大多數(shù)鈦酸酯類偶聯(lián)劑易與酯類增塑劑發(fā)生酯交換反應(yīng)，因此，此類增塑劑需待偶聯(lián)劑加入后方可加入。鈦酸酯類與硅烷類偶聯(lián)劑混合加入?yún)f(xié)同效果更好。34偶聯(lián)劑加入量。硅烷偶聯(lián)劑的用量可為填料的0.05-1%左右；硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑（silanecouplingagents）是偶聯(lián)劑中最為重要，品種最為繁多的一種。硅烷偶聯(lián)劑是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的有機硅化合物，它們可以用以下通式表示：Y－R－SiX3

式中：Y是可以和有機化合物起反應(yīng)的基團，如乙烯基、氨基、環(huán)氧基、巰基等；R是短鏈烷撐基，通過它把Y與Si原子連接起來；X是可進行水解反應(yīng)并生成Si－OH的基團，如烷氧基、乙酰氧基、鹵素等。

35硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑（silanecouplingage作用時X與無機物中的玻璃纖維、二氧化硅、陶土、金屬及其氧化物等產(chǎn)生牢固的結(jié)合，Y基團與樹脂相容并且起偶聯(lián)反應(yīng)。優(yōu)點：品種多、用量少而效果顯著、用途廣泛36作用時X與無機物中的玻璃纖維、二氧化硅、陶土、金屬及其氧化物實際應(yīng)用偶聯(lián)增強；交聯(lián)固化：近年來，利用硅烷偶聯(lián)劑可水解基團的反應(yīng)性，使非交聯(lián)樹脂實現(xiàn)交聯(lián)固化或改性；功能化改性：通過硅烷偶聯(lián)劑對某些材料引入特定功能性基團，以達到改進表面性質(zhì)，獲得防靜電、防霧、防臭、抗凝血和生理惰性等目的37實際應(yīng)用37硅烷偶聯(lián)劑的作用機理偶聯(lián)劑在提高復(fù)合材料的顯著效果，雖早已得到確認，但如何解釋偶聯(lián)劑的機理，至今還沒有一個理論能夠解釋所有事實。人們提出的理論，對于某一方面或某個偶聯(lián)劑來說是很成功的，但對于其他則無能為力。38硅烷偶聯(lián)劑的作用機理38一、化學(xué)鍵理論

該理論認為，硅烷偶聯(lián)劑含有兩種不同的化學(xué)官能團。其中一端能是能和玻璃纖維等無機材料的表面形成共價鍵鍵合的硅醇基團。另一端則可以和樹脂相形成共價鍵。最早是由霍普金絲大學(xué)的R.K.Witt等人提出，后經(jīng)J.Bjor、Ksten、Yaeger等人的發(fā)展和完善。Koenig等人用FT-IR和Raman光譜以及ATR-IR技術(shù)得到偶聯(lián)劑和玻璃纖維及樹脂形成共價鍵的直接證據(jù)。為化學(xué)鍵理論提供了強有力的實驗支持。39一、化學(xué)鍵理論該理論認為，硅烷偶聯(lián)劑含有兩種不同的化學(xué)官能4040硅烷偶聯(lián)劑的另一端與環(huán)氧樹脂的反應(yīng)（和樹脂反應(yīng)部分）41硅烷偶聯(lián)劑的另一端與環(huán)氧樹脂的反應(yīng)（和樹脂41缺陷：其單分子層理論過于簡單，而實際上偶聯(lián)劑的用量大于單分子層的需求，其界面厚度大于單分子層厚度，并可起到一定的交聯(lián)作用。同時，對于那些雖然無法和某些聚合物反應(yīng)卻仍具有良好偶聯(lián)效果的偶聯(lián)劑的作用機理，化學(xué)鍵理論無法作出合理的解釋。42缺陷：其單分子層理論過于簡單，而實際上偶聯(lián)劑的用量大于單分子表面浸潤理論（表面能理論）

Zisman最先提出，認為強度良好的復(fù)合材料，樹脂必須對增強材料或填料表面具有良好的浸潤性。因此用合適的偶聯(lián)劑處理無機材料可以提高其表面張力，促使有機樹脂在無機物表面的浸潤與展開。偶聯(lián)劑的存在改善了樹脂相對填料的浸潤能力，使復(fù)合材料得到良好的黏接。

缺陷：某些偶聯(lián)劑雖然可以提高其表面張力卻對體系無效。因此認為，表面浸潤作用只是衡量粘結(jié)性能的必要條件而非充分條件。

43表面浸潤理論（表面能理論）Zisman最先提出，認為強度良變形層理論

1965年Hooper提出。認為，偶聯(lián)劑在界面中是可塑的，它可在界面上形成一個厚度大于100?且遭受破壞時可自行愈合的柔韌性變形層。此變形層不但能松弛界面的預(yù)應(yīng)力，而且能阻止界面裂縫的擴張，因此改善了界面黏合強度。缺陷：該理論對于形成小于100?的那些單分子層，卻能改善界面黏接效果的實驗結(jié)果卻無法做出合理的解釋。44變形層理論1965年Hooper提出。44拘束層理論

復(fù)合材料中，存在著高模量的增強材料和低模量的樹脂間的界面區(qū)。偶聯(lián)劑是界面區(qū)的一部分。若此界面區(qū)的模量介于增強材料和樹脂之間，則可最均勻的傳遞應(yīng)力。該理論認為，硅烷偶聯(lián)劑除與無機物表面產(chǎn)生黏接之外，還具有在界面上“緊束”聚合物結(jié)構(gòu)的作用。45拘束層理論復(fù)合材料中，存在著高模量的增強材料和低模量的樹脂可逆水解鍵理論該理論把化學(xué)鍵理論、拘束層理論和變形層理論調(diào)和起來。認為偶聯(lián)劑與填料表面之間形成的氫鍵，在有水存在的情況下，當剛性的聚合物作相對運動時，結(jié)合的氫鍵即遭受破壞，同時又馬上與鄰近的－OH重新形成氫鍵。這樣既松弛了界面存在的預(yù)應(yīng)力，又不失黏。此機理不但能解釋界面偶聯(lián)作用機理，同時也能說明松弛預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)以及抗水保護表面作用。46可逆水解鍵理論該理論把化學(xué)鍵理論、拘束層理論和變形層理論調(diào)和4747表面形態(tài)理論

該理論認為玻纖復(fù)合材料的界面性能主要取決于玻璃纖維的表面物理狀態(tài)，包括玻璃纖維的表面積、粗糙度等。玻璃纖維在熱處理后，表面遭到損傷，粗糙度增加。樹脂相粘度較大，無法填滿其中的空穴，因此通過偶聯(lián)劑的拋錨效應(yīng)來提高其界面性能。

除此之外，還有酸堿理論，擴散理論、靜電理論、互穿網(wǎng)絡(luò)理論等，但均不能對所有的實驗現(xiàn)象進行合理的解釋。48表面形態(tài)理論該理論認為玻纖復(fù)合材料的界面性能主要取決于玻璃水解條件三烷氧基（氯）硅烷與水的作用是偶聯(lián)作用的基礎(chǔ)，大部分硅烷經(jīng)水解后為水溶性的，因此常用水作稀釋劑配成溶液使用。溶液的pH值對其穩(wěn)定有很大影響。一般來講，酸性和堿性都能促進水解。常用的酸有鹽酸、醋酸、月桂酸等。但在調(diào)節(jié)酸堿性促進水解的同時，也促進了硅醇之間的相互縮合，形成沒有活性的聚合物。分子量大的縮合物不溶于水，易從溶液中析出。對于水解產(chǎn)物易縮合的硅烷應(yīng)在使用前配置其水溶液。此外，酸堿性對硅烷上的有機官能團也有影響，例如在堿性條件下，環(huán)氧硅烷易開環(huán)，而甲基丙烯酰氧基硅烷在堿性或酸性條件下都可能生成游離的甲基丙烯酸，使用時應(yīng)注意這些不利影響。49水解條件三烷氧基（氯）硅烷與水的作用是偶聯(lián)作用的基礎(chǔ)，大部分應(yīng)用工藝

（1）表面處理法：用偶聯(lián)劑處理增強材料或填料表面；使用時可將偶聯(lián)劑配成溶液使用。（2）摻和法：將偶聯(lián)劑直接加入到樹脂粘結(jié)劑中；使用時偶聯(lián)劑不經(jīng)稀釋，直接與樹脂混合，操作方便。（3）打底法：即將被連接物事先用已經(jīng)稀釋的偶聯(lián)劑溶液涂覆。用量的選擇

50應(yīng)用工藝50儲存注意事項干燥防水：硅烷偶聯(lián)劑非?；顫姡鏊畷跃鄱鴨适в?。避光、防潮51儲存注意事項干燥防水：硅烷偶聯(lián)劑非常活潑，遇水會自聚而喪失效使用注意事項溶液pH值：針對不同偶聯(lián)劑及樹脂不同，一般為6左右。加入：需邊攪拌邊加入，且加入速度不宜過快（避免局部濃度過高）配制后盡快使用：KH-550不宜超過7日，KH-570等高活性偶聯(lián)劑不能超過3日，最好在48h內(nèi)使用。避免金屬離子：金屬離子會與偶聯(lián)劑中親無機部分反應(yīng)，需使用去離子水52使用注意事項溶液pH值：針對不同偶聯(lián)劑及樹脂不同，一般為6左問題鑒別（1）機械性能下降電鏡判斷（2）簡單鑒別（工廠觀察）1、產(chǎn)生白色、灰白色塊狀物或液體渾濁2、產(chǎn)生魚腥味53問題鑒別（1）機械性能下降電鏡判斷53準確測定（實驗室鑒定）質(zhì)譜儀1、含量、純度2、自聚情況54準確測定（實驗室鑒定）54常用硅烷偶聯(lián)劑的種類和性質(zhì)

苯胺甲基三乙氧基硅烷（南大－42）主要用于玻璃纖維處理劑，適用于酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等塑料增強。也可用作室溫硫化硅橡膠，橡膠工業(yè)用的表面處理劑和偶聯(lián)劑。55常用硅烷偶聯(lián)劑的種類和性質(zhì)55γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH－550，A－1100）

本品適用于環(huán)氧、聚酰胺、酚醛樹脂、聚氯乙烯等熱固性、熱塑性塑料和彈性體的偶聯(lián)劑。本品可有效的提高玻璃纖維增強熱固性塑料的剪切強度和濕電性，以及玻璃纖維增強熱塑性塑料的韌性和拉伸強度。

56γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH－550，A－1100）56乙烯基三甲氧基硅烷（A－171）常用作玻璃纖維表面處理劑。本品可與乙烯、丙烯、丁烯等多種單體共聚，或與相應(yīng)的樹脂接枝共聚，形成特種用途的改性高分子化合物。本品也是硅橡膠與金屬粘結(jié)的良好促進劑。57乙烯基三甲氧基硅烷（A－171）57乙烯基三叔丁基過氧硅烷（A－1010，KH－590）本品適用于各種聚合物（包括各種橡膠和塑料）與金屬或某些無機物的偶合粘結(jié)（如聚乙烯、聚丙烯、硅橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠與各種金屬或某些無機材料），及兩種聚合物之間的偶合粘結(jié)。58乙烯基三叔丁基過氧硅烷（A－1010，KH－590）58γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560，A-187)KH-560是一種含環(huán)氧基的偶聯(lián)劑，用于多硫化物和聚氨酯的嵌縫膠和密封膠，用于環(huán)氧樹脂的膠粘劑、填充型或增強型熱固性樹脂、玻璃纖維膠粘劑和用于無機物填充或玻璃增強的熱塑料性樹脂等。

59γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560，A-187γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH-570)KH-570適用于聚酯、環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚碳酸酯及乙丙橡膠、順丁橡膠等體系的偶聯(lián)作用。60γ-甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH-570)KH-5乙烯基三氯硅烷（A－150，KA－1003）本品適用于聚乙烯、聚苯乙烯、環(huán)氧等聚合物玻璃纖維復(fù)合材料用偶聯(lián)劑。61乙烯基三氯硅烷（A－150，KA－1003）61偶聯(lián)劑在玻璃纖維復(fù)合材料改性中的應(yīng)用

玻璃纖維/聚氨酯復(fù)合材料（未經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理）玻璃纖維/聚氨酯復(fù)合材料（經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理）62偶聯(lián)劑在玻璃纖維復(fù)合材料改性中的應(yīng)用玻璃纖維/聚氨酯復(fù)合材鈦酸酯偶聯(lián)劑

鈦酸酯偶聯(lián)劑是美國肯里奇石油化學(xué)公司于1975年研制開發(fā)的一類新型偶聯(lián)劑，它具有獨特的結(jié)構(gòu)，對熱塑性樹脂和干燥的填充劑具有良好的偶聯(lián)效果。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)和填充劑表面的偶聯(lián)機理，鈦酸酯偶聯(lián)劑一般分為四種基本類型。

63鈦酸酯偶聯(lián)劑鈦酸酯偶聯(lián)劑是美國肯里奇石油化學(xué)公司于分類（1）單烷氧基型（2）單烷氧基焦磷酸酯型（3）螯合型（4）配位體型64分類64①單烷氧基鈦酸酯單烷氧基可與填料表面上的羥基氫原子反應(yīng)，形成化學(xué)鍵合。另外三個有機長鏈可與聚合物分子發(fā)生纏繞，這樣就將聚合物與填料緊密地結(jié)合在一起。單烷氧基鈦酸酯在填料表面形成的是單分子層，而不是像硅烷偶聯(lián)劑那樣形成多分子層。單分子層的形成可以獲得良好的分散性、濕潤性和偶聯(lián)效果，能夠防止填充體系的黏度增大，保持良好的流動性，這樣可以實現(xiàn)高填充量。如果填料或聚合物含有大量的水分，該類單烷氧基鈦酸酯易發(fā)生水解而失去偶聯(lián)作用。因此，該類偶聯(lián)劑特別適合于不含游離水，只含化學(xué)鍵合水或物理鍵合水的干燥填料體系，如碳酸鈣、水合氧化鋁等。65①單烷氧基鈦酸酯65偶聯(lián)機理

66偶聯(lián)機理66②單烷氧基焦磷酸酯型偶聯(lián)劑該類偶聯(lián)劑適合于含濕量較高的填料體系，如陶土、滑石粉、高嶺土等。在這些體系中，除單烷氧基與填料表面的羥基反應(yīng)形成偶聯(lián)外，焦磷酸酯基還可分解形成磷酸酯基，結(jié)合一部分水。這類偶聯(lián)劑的典型品種是三（二辛基焦磷酰氧基）鈦酸異丙酯（TTOPP-38）。67②單烷氧基焦磷酸酯型偶聯(lián)劑67偶聯(lián)機理：6868③螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑該類偶聯(lián)劑適用于高濕填料和含水聚合物體系，如濕法二氧化硅、陶土、滑石粉、硅酸鋁、水處理玻璃纖維、炭黑等。在高溫體系中，一般單烷氧基型鈦酸酯由于水解穩(wěn)定性差，偶聯(lián)效果不好，而螯合型鈦酸酯具有極好的水解穩(wěn)定性，適于在高溫狀態(tài)下使用。根據(jù)螯合環(huán)的不同，這類偶聯(lián)劑分兩種基本類型：螯合100型，螯合基為氧代乙酰氧基；螯合200型，螯合基為二氧亞乙基。69③螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑69偶聯(lián)機理：

7070④配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑為了避免四價鈦酸酯在某些體系中的副反應(yīng)而研制的，這些反應(yīng)包括：在聚酯中的酯交換反應(yīng)；在環(huán)氧樹脂中與羥基的反應(yīng)；在聚氨酯中與聚醚與異氰酸酯的反應(yīng)等。該類偶聯(lián)劑適用于許多填充體系，其偶聯(lián)機理與單烷氧基鈦酸酯類似。71④配位體型鈦酸酯偶聯(lián)劑71四、配位體型

偶聯(lián)機理：72四、配位體型72優(yōu)點鈦酸酯偶聯(lián)劑的親有機部分通常為長鏈烴基（C12～18)，它與聚合物鏈通過分子間的范德華力結(jié)合在一起。這種偶聯(lián)作用對于聚烯烴之類的熱塑性塑料特別適用。長鏈的纏繞可轉(zhuǎn)移應(yīng)力、應(yīng)變，提高沖擊強度、伸長率和剪切強度，同時可在保持拉伸強度的情況下，增加填充量。此外，長鏈烴基還可以改變無機物界面處的表面能，使黏度下降，高填充聚合物顯示良好的熔融流動性。

73優(yōu)點鈦酸酯偶聯(lián)劑的親有機部分通常為長鏈烴基（C12～18注意事項鈦酸酯偶聯(lián)劑應(yīng)盡量避免與具有表面活性的助劑并用，它們會干擾鈦酸酯在界面處的偶聯(lián)反應(yīng)，如果非使用這些助劑，應(yīng)在填料、偶聯(lián)劑和聚合物充分混合之后再加入。多數(shù)鈦酸酯都會與酯類增塑劑發(fā)生酯交換反應(yīng)，因此，酯類增塑劑也應(yīng)在填料、偶聯(lián)劑和聚合物充分混合形成偶聯(lián)之后加入。74注意事項鈦酸酯偶聯(lián)劑應(yīng)盡量避免與具有表面活性的助劑并用，它們單烷氧基鈦酸酯適用于干燥填料體系，焦磷酸酯型鈦酸酯適用于含游離水的濕填料，對于比表面積大的濕填料則選用螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑。鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑可以并用，可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，例如用螯合型鈦酸酯處理經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的玻璃纖維，偶聯(lián)效果大幅度提高。75單烷氧基鈦酸酯適用于干燥填料體系，焦磷酸酯型鈦酸酯適用于含游鈦酸酯偶聯(lián)劑的種類和性質(zhì)

異丙基三（硬脂?；┾佀狨?/p>

主要用作經(jīng)過煅燒的碳酸鈣、硫酸鈣等鈣塑制品的偶聯(lián)劑?？梢栽黾犹盍系奶畛淞?，改善加工能力、提高制品的性能，改善填料的分散性。

76鈦酸酯偶聯(lián)劑的種類和性質(zhì)76異丙基三（異辛?；┾佀狨?/p>

本品可用作碳酸鈣等無機填料填充聚乙烯、聚酯體系的偶聯(lián)劑。可以提高該復(fù)合體系填料的填充量及制品的性能。并可以降低加工粘度，改善無機填料在溶劑型機體中的分散性。77異丙基三（異辛?；┾佀狨?7異丙基三（十二烷基苯磺酰基）鈦酸酯本品水解穩(wěn)定性高，熱穩(wěn)定性好，但易發(fā)生酯交換反應(yīng)，適用于以滑石、碳黑為填料的環(huán)氧、聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯等復(fù)合材料的偶聯(lián)劑?？商岣咛盍系奶畛淞?，降低剪切粘度，提供觸變能力，提高制品強度。

78異丙基三（十二烷基苯磺酰基）鈦酸酯78二（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸乙二酯本品適用于無機填充丙烯類樹脂體系，對二氧化硅、玻璃纖維等具有很好的偶聯(lián)效果。79二（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸乙二酯79鉻類偶聯(lián)劑（沃蘭）價格低廉，用量少，尤其適用于玻纖改性聚酯，但因毒性太大，現(xiàn)已很少使用，不可與陰離子表面活性劑混用。80鉻類偶聯(lián)劑（沃蘭）價格低廉，用量少，尤其適用于玻纖改性聚酯其它偶聯(lián)劑（一）鋁酸酯偶聯(lián)劑由福建師范大學(xué)于1985年研制，其結(jié)構(gòu)與鈦酸酯偶聯(lián)劑類似，分子中存在兩類活性基團，一類可與無機填料表面作用；另一類可與樹脂分子纏結(jié)，由此在無機填料與基體樹脂之間產(chǎn)生偶聯(lián)作用。具有色淺、無毒、使用方便等特點，熱穩(wěn)定性能優(yōu)于鈦酸酯偶聯(lián)劑，價格僅為鈦酸酯偶聯(lián)劑的一半。鋁酸酯偶聯(lián)劑的用量一般為復(fù)合材料填料量的0.3%～1.0%。對于注塑或擠出成型的塑料硬制品，為填料的1.0%左右，其他工藝成型制品、軟制品及發(fā)泡制品，用填料量的0.3%～0.5%。高比表面的填料如氫氧化鋁、氫氧化鎂、白碳黑可用1.0%～1.3%。81其它偶聯(lián)劑（一）鋁酸酯偶聯(lián)劑81（二）鋯類偶聯(lián)劑鋯類偶聯(lián)劑是美國卡維東化學(xué)公司于1983年開發(fā)成功的一類偶聯(lián)劑。鋯類偶聯(lián)劑不僅可以促進無機物和有機物的結(jié)合，而且還可以改善填料體系的性能。它的特點是能顯著降低填料體系的黏度，它可以抑制填充粒子間的相互作用，降低填料體系的黏度，從而可提高體系的分散性和增加填充量。鋯類偶聯(lián)劑對于碳酸鈣、二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦及陶土等填充體系有良好的改性效果。主要適用于聚烯烴、聚酯、環(huán)氧樹脂、尼龍、聚氨酯、合成橡膠等不同的聚合物填充體系。82（二）鋯類偶聯(lián)劑82復(fù)合偶聯(lián)劑（1）鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑是以鋁代替了部分鈦作為偶聯(lián)劑的中心原子，減少了偶聯(lián)劑價格較高的鈦的含量，使成本得以降低。它兼具鈦系、鋁系偶聯(lián)劑的特點，偶聯(lián)效果優(yōu)于單一的鈦酸酯、鋁酸酯以及兩者簡單的混合物。83復(fù)合偶聯(lián)劑（1）鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑83（2）鋁鋯酸酯偶聯(lián)劑該類偶聯(lián)劑是含鋁、鋯元素的有機絡(luò)合物的低聚合物，鋁鋯酸脂類偶聯(lián)劑具有以下特點：a)價格低，其價格為硅烷偶聯(lián)劑的一半左右；b)應(yīng)用效果好，具有良好的水解穩(wěn)定性；c)熱穩(wěn)定性好，可耐熱到300℃；84（2）鋁鋯酸酯偶聯(lián)劑842、成膜劑實現(xiàn)單絲集束并保持原絲的完整性和提供原絲硬挺、柔軟等所需性能;在浸潤劑中用量最多，約為2－15％。是玻纖浸潤劑中含量最多的組分。成膜劑類型：環(huán)氧樹脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯乳液或其水溶液。852、成膜劑實現(xiàn)單絲集束并保持原絲的完整性和提供原絲硬挺聚合物乳液乳液-----一種液體以小液滴（直徑大于100nm）的形式分散于另一不相溶的液體中而形成的多相分散體系，屬于粗分散體系。被分散的物質(zhì)-----分散相，或內(nèi)相，是不連續(xù)相；另一相------------分散介質(zhì)，或外相，是連續(xù)相。86聚合物乳液乳液-----一種液體以小液滴（直徑大于10分散相液滴較大，分散相粒子的半徑多在10-7m以上，用普通顯微鏡即可看見。由于液滴對可見光的反射和折射作用，大部分乳狀液外觀為不透明或半透明的乳白色87分散相液滴較大，分散相粒子的半徑多在10-7m以上，用普通顯乳液的一相通常為水相，用W表示，另一相是

不溶于水的有機液體，稱為油，用O表示。乳狀液有以下兩種類型：1）水包油型(O/W)（成膜劑乳液）:W----分散介質(zhì)，O-----分散相如牛奶、豆?jié){、生橡膠液,大部分聚合物乳液等2）油包水型(W/O):O--------分散介質(zhì),W-------分散相如天然原油、人造黃油奶油，芝麻醬等88乳液的一相通常為水相，用W表示，另一相是

不溶于水的有機液體乳液的穩(wěn)定性和乳化一．乳化劑與乳化作用當直接把水和有機物共同震搖時，雖可以使其相互分散，但靜置后很快又會分成兩層，例如將環(huán)氧樹脂和水共同震搖后會形成白色的混合液體，靜置不久后又會分成兩層；如果加入少量乳化劑后再震搖，就會得到較為穩(wěn)定的乳白色液體，是環(huán)氧樹脂以小液滴的形式分散在水中，形成O/W乳狀液。89乳液的穩(wěn)定性和乳化一．乳化劑與乳化作用89液體分散成眾多小液滴時，兩相間的界面面積增大，界面能提高，成為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，因此會直發(fā)趨向自由能降低，即小液滴聚結(jié)成大液滴，直至成為兩層液體。乳化劑為一些表面活性劑，它可以起降低表面能和阻止小液滴聚集的作用，在熱力學(xué)不穩(wěn)定的情況下，實現(xiàn)動力學(xué)在較長時間的穩(wěn)定。90液體分散成眾多小液滴時，兩相間的界面面積增大，界面能提高，成因此，要得到較穩(wěn)定的乳液，需要添加穩(wěn)定劑------乳化劑；能形成何種類型的乳狀液，與所用乳化劑的性質(zhì)及兩種液體的相對數(shù)量有關(guān)。乳化劑的作用1）在分散相液滴的周圍形成堅固的保護膜；2）降低油--水界面張力；3）在界面上形成雙電層：離子型表面活性劑可是液滴帶有電荷，形成雙電層結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生靜電斥力，防止聚結(jié)。91因此，要得到較穩(wěn)定的乳液，需要添加穩(wěn)定劑------乳化劑乳化劑的分類92乳化劑的分類92939394949595乳液的制備機械分散：通過強力剪切作用實現(xiàn)聚合物的乳化（機械攪拌、膠體磨、超聲波乳化器、均化器、球磨機等）乳液聚合：將聚合物單體通過乳化劑乳化為乳液，再通過聚合反應(yīng)獲得聚合物。

96乳液的制備機械分散：通過強力剪切作用實現(xiàn)聚合物的乳化（機械攪影響乳液質(zhì)量的因素設(shè)備：機械攪拌<膠體磨<均化器乳化時間：開始時乳滴隨分散時間延長變小，一定時間后則不再變化97影響乳液質(zhì)量的因素設(shè)備：機械攪拌<膠體磨<均化器97乳化劑濃度：低濃度時乳液尺寸隨乳化劑含量增加而減小，一定濃度后則不再變化。注：間歇振蕩效果好于連續(xù)振蕩98乳化劑濃度：低濃度時乳液尺寸隨乳化劑含量增加而減小，一定濃度乳液的分層和破乳

乳液理論中，一個重要的問題是其分層、變型和破乳。它們是乳液不穩(wěn)定性的三種表現(xiàn)方式，每個過程皆代表一種不同情況。特殊情況下它們又可能是相關(guān)的。99乳液的分層和破乳乳液理論中，一個重要的問題是其分1.乳液的分層（creaming）定義：一種乳液變成了兩種乳液，一層中分散相比原來的多，另一層中相反。分層過程中，界面膜未破壞，故分層并未破乳，但分層最終將導(dǎo)致破乳影響因素：二相密度差越小越不易分層液滴半徑越小越不易分層液體的粘度越大越不易分層1001.乳液的分層（creaming）100例：牛奶的分層是常見的現(xiàn)象，它的上層是奶油，在上層中乳脂約占35%，在下層中約為8%。有些乳液需要加速分層，如從牛奶中分離奶油，采用高速離心機（6000r·m-1）。有時可以加些試劑來加速分層，這種試劑稱為分層劑。例如電解質(zhì)對天然橡膠是一種很好的分層劑。101例：牛奶的分層是常見的現(xiàn)象，它的上層是奶油，在2.破乳（deemulsification）定義：使乳液破壞的過程稱為破乳或去乳化。破乳的機理：絮凝此過程中，連續(xù)相在液滴與界面間排泄出來，分散相的液珠聚集成團。聚結(jié)此過程中，界面膜發(fā)生破裂，各個團合成一個大滴，導(dǎo)致液滴數(shù)目的減少和乳液的完全破壞1022.破乳（deemulsification）102破乳——是使乳狀液中的兩相分離。如石油原油、橡膠類植物乳漿的脫水、牛奶中提取奶油、污水中除去油末等都是破乳過程。破乳主要是破壞乳化劑的保護作用，常用的方法有以下幾種：1）高速剪切作用；2）用試劑來破壞乳化劑；3）加入適量的相反作用的乳化劑等；4）加熱，加熱可增加乳化劑的溶解，減少其在乳滴表面的吸附，同時提高乳滴碰撞的幾率。103破乳——是使乳狀液中的兩相分離。103酸敗乳液受外界因素（光、熱、空氣等）及微生物等的作用，使乳劑中的油、乳化劑等發(fā)生變質(zhì)的現(xiàn)象稱為酸敗。通常需加抗氧劑和防腐劑以防止或延緩酸敗。104酸敗乳液受外界因素（光、熱、空氣等）及微生物等的作用，使乳乳液的質(zhì)量評定1.測定乳液的粒徑大小2.分層現(xiàn)象觀察3.乳滴合并速度測定4.穩(wěn)定常數(shù)的測定5.粘度測定

105乳液的質(zhì)量評定1.測定乳液的粒徑大小1051.乳液粒徑大小的測定乳滴粒徑大小是衡量乳劑質(zhì)量重要指標。乳液粒徑的測定方法：（1）顯微鏡測定法：0.2~100um（2）庫爾特計數(shù)器：0.6~150um（3）激光散射光譜(PCS)法：0.01~2um（4）透射電鏡(TEM)法：0.01~20um1061.乳液粒徑大小的測定乳滴粒徑大小是衡量乳劑質(zhì)量重要指標。2.分層現(xiàn)象觀察乳液經(jīng)長時間放置，粒徑變大，進而產(chǎn)生分層現(xiàn)象。這一過程的快慢是衡量乳液穩(wěn)定性的重要指標。為了在短時間內(nèi)觀察乳液的分層，可用離心法加速其分層，以4000r/min離心15分鐘，如不分層可認為乳液質(zhì)量穩(wěn)定。1072.分層現(xiàn)象觀察乳液經(jīng)長時間放置，粒徑變大，進而產(chǎn)生分層現(xiàn)象此法可用于篩選處方或比較不同乳液的穩(wěn)定性。另外，將乳液放在半徑為10cm的離心管中以3750r/min速度離心5小時，可相當于放置1年因密度不同產(chǎn)生的分層，絮凝或合并的結(jié)果。分層現(xiàn)象觀察108此法可用于篩選處方或比較不同乳液的穩(wěn)定性。分層現(xiàn)象觀察1083.乳滴合并速度測定（K值）利用乳滴數(shù)目隨時間的變化測定乳滴合并速度符合一級動力學(xué)過程，其直線方程為：

式中，N----t時間的乳滴數(shù)；N0----t0時的乳滴數(shù)；K----合并速度常數(shù)；t----時間。測定不同時間t時的乳滴數(shù)N，可求出乳滴的合并速度常數(shù)K，用以評價乳液的穩(wěn)定性。logN=logN0–Kt/2.3031093.乳滴合并速度測定（K值）利用乳滴數(shù)目隨時間的變化測定l4.穩(wěn)定常數(shù)的測定（Ke）乳液離心前后光密度變化百分率稱為穩(wěn)定常數(shù)，用Ke表示，表達式為：Ke=(A0-A)/A×100%式中，A0--未離心乳液稀釋液的吸光度A--離心后乳液稀釋液的吸收度。1104.穩(wěn)定常數(shù)的測定（Ke）乳液離心前后光密度變化百分率稱為穩(wěn)定常數(shù)的測定在同樣條件下，Ke愈小，乳液愈穩(wěn)定。離心速度和波長的選擇可通過試驗加以確定。對特別穩(wěn)定的乳液，可以2000~3000r/min離心10分鐘，對不很穩(wěn)定的乳液，可以500~1000r/min離心5分鐘，稀釋倍數(shù)以吸光度值在0.3~0.7范圍為好。111穩(wěn)定常數(shù)的測定在同樣條件下，Ke愈小，乳液愈穩(wěn)定。離心速度和5.粘度測定粘度是乳液性能及穩(wěn)定性的重要指標，一般粘度高的乳液穩(wěn)定性好，但使用工藝難度增加。粘度的測定方法：（1）粘度計法（2）流變儀法1125.粘度測定粘度是乳液性能及穩(wěn)定性的重要指標，一般粘度高的成膜劑的要求（1）良好的粘結(jié)、集束性能；（2）高剪切速度下，良好的流動性能；（3）與增強樹脂間良好的界面相容性；（4）玻璃纖維束在樹脂中的良好分散性，低的遷移速度；（5）高的白度，良好的外觀性能；（6）滿足工藝及其他應(yīng)用中的必要性能要求，如硬挺、柔順等。113成膜劑的要求（1）良好的粘結(jié)、集束性能；113主要成膜劑用乳液聚醋酸乙烯酯乳液定義：聚醋酸乙烯酯乳液一般由醋酸乙烯單體在引發(fā)劑、保護膠作用下經(jīng)乳液聚合而制備的一種白色乳狀物。特點：原料成本低，成膜硬度高能賦予原絲硬挺性，耐水性、耐候性差，韌性及延展性差。114主要成膜劑用乳液聚醋酸乙烯酯乳液114環(huán)氧乳液定義：環(huán)氧乳液一般是指由環(huán)氧樹脂加入稀釋劑、乳化劑等，混合而成的白色乳狀物。其性能與環(huán)氧種類、分子量、乳化劑性質(zhì)、其他助劑性質(zhì)有關(guān)。特點：集束性強、滲透性好，界面相容性好，可與聚酯等高分子基體產(chǎn)生化學(xué)鍵合，種類繁多，易于根據(jù)實際需要進行選擇。115環(huán)氧乳液定義：環(huán)氧乳液一般是指由環(huán)氧樹脂加入稀釋劑、乳化劑等制備方法：機械法：通過機械剪切作用等方法（高速攪拌、球磨機、均化器、膠體磨）等，強制混合，實現(xiàn)乳化；化學(xué)改性法：在環(huán)氧分子鏈上引入親水基團，將憎水基團包裹在乳滴內(nèi)，實現(xiàn)自乳化；固化劑乳化：將可固化環(huán)氧的多胺類固化劑進行接枝、擴鏈等反應(yīng)引入非離子型表面活性劑使其同時具備乳化和交聯(lián)功能，使用前與環(huán)氧混合、乳化，該品保留期短，需隨用隨配。116制備方法：116聚酯乳液定義：聚酯乳液是不飽和聚酯與乳化劑混合形成的乳狀物，可以通過不飽和多元酸與多元醇共聚后乳化得到，也可利用乳液聚合法直接得到。特點：浸潤性、滲透性好，與基體材料界面相容性高，并可與一些含雙鍵的基體材料實現(xiàn)交聯(lián)，種類繁多，結(jié)構(gòu)調(diào)整便利，易于根據(jù)實際需要進行選擇。117聚酯乳液定義：聚酯乳液是不飽和聚酯與乳化劑混合形成的乳狀物聚氨酯乳液定義：聚氨酯乳液是指將聚氨酯以直徑大于0.1微米的顆粒分散于水中的白色乳狀物。由于聚氨酯具有親水性很強的異氰酸基團（-NCO），因此大多采用自乳化方法制備。特點：強度高，耐磨性好，彈性好，反應(yīng)活性基團眾多與樹脂基體相容性好，對環(huán)境無污染，自身可調(diào)節(jié)范圍大。118聚氨酯乳液定義：聚氨酯乳液是指將聚氨酯以直徑大于0.1微米的水溶性聚合物定義：又稱為水溶性樹脂或水溶性高分子，是一種親水性的高分子材料，在水中能溶解或溶脹而形成溶液和分散液。種類：自身具有高親水性的聚合物：聚乙二醇、聚醚等；通過在聚合物鏈上引入親水基團實現(xiàn)對水的溶解：水溶性環(huán)氧、水溶性聚氨酯，該樣品可用于玻纖成膜劑。119水溶性聚合物定義：又稱為水溶性樹脂或水溶性高分子，是一種親水水溶性環(huán)氧樹脂（WEP）

定義：水溶性環(huán)氧是指環(huán)氧樹脂與多胺、多元醇或多元酸反應(yīng)，使其在實現(xiàn)在水中的均勻分散，形成小于0.1微米外觀透明的溶液。水溶性環(huán)氧成膜強度低于環(huán)氧乳液，但因無乳化劑的阻隔，易于形成連續(xù)相的膜。120水溶性環(huán)氧樹脂（WEP）定義：水溶性環(huán)氧是指環(huán)氧樹脂與多胺成膜劑的改性PVAc乳液的改性1、物理共混改性在PVAc乳液中加入異氰酸酯、丁苯膠乳、脲醛樹脂或直接加入增塑劑等，并以物理混合法混合均勻即可。優(yōu)點：簡單易行，成本低。缺點：易破壞乳液穩(wěn)定性。121成膜劑的改性PVAc乳液的改性1212、化學(xué)共聚改性在合成中加入柔性且耐水性好（憎水）的單體比如乙烯等提高其柔性和耐水性。此類改性效果較為明顯且避免了物理法的不足，目前研究和使用最多。1222、化學(xué)共聚改性122EVA改性PVAc乳液以乙烯與醋酸乙烯酯共聚得到，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）乳液，并將其改性PVAc乳液。特點：乙烯作為增塑劑實現(xiàn)內(nèi)增塑，提高膜韌性；降低親水基團含量，提高耐水性。123EVA改性PVAc乳液以乙烯與醋酸乙烯酯共聚得到，乙烯-醋酸有機硅改性PVAc乳液在乳液聚合中加入一定量的有機硅氧烷單體，提高PVAc乳液的綜合性能。（研究熱點）特點：利用有機硅的耐候性提高PVAc的耐候性；利用有機硅的不粘連性和側(cè)鏈的憎水性，提高PVAc的抗污性和耐水性；利用有機硅的柔性提高PVAc的柔性。有機硅的價格因素必須考慮。124有機硅改性PVAc乳液在乳液聚合中加入一定量的有機硅氧烷單體VAE改性PVAc乳液以乙烯與醋酸乙烯酯共聚得到，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，并加入第三單體（丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺、馬來酸酐等不飽和二元酸等）三元共聚甚至四元共聚合成VAE乳液，并將其改性PVAc乳液。（應(yīng)用研究熱點）特點：乙烯作為增塑劑實現(xiàn)內(nèi)增塑，提高膜韌性；第三單體的加入實現(xiàn)對樹脂更好的相容性；成膜性更好，粘結(jié)性能更佳；乳液穩(wěn)定不易破乳，耐酸堿性能好；降低親水基團含量，提高耐水性。125VAE改性PVAc乳液以乙烯與醋酸乙烯酯共聚得到，乙烯-醋酸有機-無機復(fù)合共聚改性利用核-殼結(jié)構(gòu)乳液，制備無機物為核，PVAc為殼的有機-無機復(fù)合乳液。特點：提高乳液的耐剪切性能；提高乳液的耐水性能；提高乳液的穩(wěn)定性。126有機-無機復(fù)合共聚改性利用核-殼結(jié)構(gòu)乳液，制備無機物為核，P聚氨酯乳液的改性聚氨酯耐老化性能不足丙烯酸乳液具有良好的耐老化性能兩者復(fù)配：物理共混（簡單易行，穩(wěn)定性差）化學(xué)接枝（性質(zhì)穩(wěn)定，工藝要求高）127聚氨酯乳液的改性127聚合物乳液與水溶性聚合物復(fù)配例：環(huán)氧乳液和水溶性環(huán)氧復(fù)配特點：環(huán)氧乳液提供膜的強度；水溶性環(huán)氧粘結(jié)乳滴間的間隙，提高膜的連續(xù)性。128聚合物乳液與水溶性聚合物復(fù)配128成膜劑使用注意事項電性匹配（根據(jù)乳化劑分類。乳液有陽離子、陰離子、非離子和兩性4種，異種電荷乳液避免混用）；避免過度震蕩或剪切（防止破乳）；儲存時間不宜過長（不同乳液情況不同，一般不超過6個月）；避免鹽類物質(zhì)混入，易破壞雙電層，