第一章 緒論(聚合物共混改性原理與應用 王國全)

高分子共混與復合材料1上課時間及地點2主要內(nèi)容聚合物之間的相容性聚合物共混物的形態(tài)結構聚合物共混物的力學性能聚合物共混物熔體的流變特性聚合物共混物制備方法及相關設備聚合物基復合材料力學性能HDPE基材料界面應力的誘導結晶效應及其與增韌機理的關系聚合物及其共混物的結晶動力學表征方法3本課程采用閉卷考試方式，總評成績由平時成績和期末成績組成，無期中考試。平時成績占總評的30%，期末成績占總評的70%。平時成績從作業(yè)、上課出勤率等幾方面進行考核。

4聚合物共混改性原理與應用5參考書聚合物共混改性原理與應用王國全中國輕工業(yè)出版社聚合物改性王國全中國輕工業(yè)出版社6第一章緒論1.1聚合物共混發(fā)展概述1.2聚合物共混的優(yōu)勢1.3聚合物共混的應用與研究71.1聚合物共混發(fā)展概述共混涵蓋范圍物理共混物理/化學共混聚合物/無機填充體系短纖維增強聚合物體系8發(fā)展概況

理論概貌9發(fā)展概況幾個重要的里程碑事件：1942年，采用機械熔融共混法將NBR摻和于PVC之中，制成了分散均勻的共混物。這是第一個實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的聚合物共混物。1948年，HIPS1948年，機械共混法ABS問世，聚合物共混工藝獲得重大進展。二者可稱為高分子合金系統(tǒng)研究開發(fā)的起點。

101960年，PPO/PS，加工性好，相容性好，1965年實現(xiàn)工業(yè)化應用。PPO是使用綜合性能良好的工程塑料，缺點是熔體流動性差，成型溫度高，制品易產(chǎn)生應力開裂。與PS良好的相容性，可以任意比例共混，改善PPO的加工性。11

1964年，Kato研究成功OsO4電鏡染色技術，使得可用透射電鏡直接觀察到共混物的形態(tài)，這一實驗技術大大促進了聚合物改性科學理論和實踐的發(fā)展，堪稱聚合物發(fā)展史上重要的里程碑。1975年，美國Dupont公司開發(fā)了超韌尼龍(缺口沖擊強度大于50kJ/m2)。這種材料是PA與聚烯烴或橡膠的共混物，大幅度提高了PA的沖擊強度。12

PC/ABS合金是最早實現(xiàn)了工業(yè)化的PC合金POM/TPUDupont公司開發(fā)的Derlin100ST（S表示超級，T表示贈韌），懸臂梁沖擊強度提高8倍，達到907J/m。PETPBT增韌改性納米粒子/聚合物復合材料近年來，開發(fā)成功的聚合物改性體系不勝枚舉。13舉例：尼龍/MBS/納米硫酸鋇共混體系沖擊強度KJ/m2

PA4.2PA/MBS10.7PA/MBS/相容劑57.9PA/MBS/相容劑/納米BaSO485.914理論概貌微觀形態(tài)結構要素相容熱力學理論基礎共混過程途徑共混物性能15圍繞共混物性能這一核心，展開共混過程、共混物形態(tài)、相容熱力學的討論，就構成了共混理論的基本框架。共混物性能也有若干理論問題需要探討，以增韌理論為例16增韌理論的重要發(fā)展早期的增韌理論：開始于上世紀50年代ⅰ能量的直接吸收理論ⅱ次級轉變溫度理論ⅲ屈服膨脹理論ⅳ裂紋核心理論為銀紋剪切帶理論奠定基礎1720世紀70年代，增韌機理研究主要是對彈性體增韌脆性塑料體系的研究，最著名的增韌理論是銀紋-剪切代理論。還有銀紋支化理論和界面空洞理論80年代以來，則對韌性聚合物基體進行了研究。90年代以后，非彈性體（剛性有機粒子或剛性無機粒子）增韌機理的研究廣泛開展起來，為高強度、高韌性新型材料的開發(fā)奠定了理論基礎。18新的測試技術及儀器高分辨率電子顯微鏡原子力顯微鏡激光共聚焦掃描顯微鏡X射線光電子能譜19新材料不斷涌現(xiàn)納米材料的出現(xiàn)，使聚合物填充改性、增韌機理研究獲得了新的發(fā)展，給材料領域帶來了無限生機。高強、高模碳纖維、芳綸纖維的出現(xiàn)使纖維增強復合材料的性能提高到新的檔次，其理論研究也上升到新的水平。20

如上所述，聚合物共混科學的發(fā)展中，新材料的涌現(xiàn)，共混理論的發(fā)展，實驗技術的改進三者是相輔相成的。新材料的涌現(xiàn)為理論的發(fā)展不斷提出新的課題，理論的發(fā)展反過來又指導了新材料的開發(fā)。而這一開發(fā)→研究→開發(fā)過程的循環(huán)必須有先進的實驗技術與儀器設備做保證。21電鏡染色技術22HIPS與ABSHIPS與ABS是接枝共聚改性的卓越范例。St與PB發(fā)生接枝共聚反應→HIPS與共混法相比的優(yōu)點：①兩組分混合的更加完全②界面結合更好顯著提高了橡膠組分對基材的增韌能力。23

ABS的主要成分：以B為主鏈，St、AN為支鏈的接枝共聚物；SAN無規(guī)共聚物；未接枝的PB。

24包藏結構連續(xù)相是塑料分散相是橡膠↓