聚合物共混改性原理与应用.ppt

聚合物共混改性 原理与应用;第8章 聚合物填充体系与 短纤维增强体系;聚合物的填充体系：在聚合物基体中添加与基体在组成和结构上不同的固体添加物的复合体系。 作用： ①可以获得具有独特功能的高分子材料； ②可以提高塑料制品的物理机械性能，增加附加值； ③可以在保证使用性能要求的前提下降低塑料制品的成本。 组成：树脂、填充剂、辅助材料 ;填充塑料的构成;8.1 填充剂与增强纤维简介;①碳酸钙 分类： 作用：降低产品成本，改善性能 ②陶土（高岭土） 成分： 性能：优良的电绝缘性能 应用： ;③滑石粉 成分： 形状：层片状 应用： ④云母 成分：硅酸钾铝 形状：鳞片状 性能：有玻璃般光泽，良好的电绝缘性，加工 性能好。 应用： ;⑤二氧化硅（白炭黑） 应用： ⑥硅灰石 成分： 形状：针状 性能：化学稳定性、电绝缘性好，吸???率低， 价格低廉。 应用： ;⑦二氧化钛（钛白粉） 应用： ⑧氢氧化铝 性能：热分解时生成水，可吸收大量热量。 应用： ;⑨炭黑 应用： ⑩粉煤灰 成分： 形状：圆形光滑微珠 应用： ;⑾玻璃微珠 成分： 形状：圆球形 应用： ⑿金属粉末 性能：提高导热性、降低膨胀系数、降低摩擦力、防辐射。 ;⒀天然材料填充剂 木粉、竹纤维、麻纤维、秸秆纤维、果壳粉、淀 粉;增强纤维 ①玻璃纤维 性能：拉伸强度高而弹性模量低；热导率比较 小；耐腐蚀；绝缘材料，好的透明性。 ②碳纤维 性能：其应力-应变曲线为直线，在断裂前是弹 性体；耐高温；导电。 ③芳纶纤维 性能：高强度、高模量、质轻。 ④其它纤维 ⑤晶须 性能：改善加工流动性，耐热性，质轻，高强度，较高 性价比。 ;8.2 填充剂及填充体系的性能;填充剂对填充体系性能的影响 ①力学性能 ②结晶性能 ③热学性能 ④熔体流变性能;8.3 填充剂的表面改性;填料表面处理应遵循如下原则;4、对处理剂而言，能与填料表面发生化学结合的比未发生化学结合的效果好； 长链基的比同类型的短链基效果好； 处理剂链基上含有与聚合物发生化学结合的反应基团的比不含反应基团的效果好； 处理剂链基末端为支链的比同类型而末端为直链的效果好； 此外应选用在聚合物加工工艺条件下不分解、不变色以及不从填料表面脱落的处理剂。 ;表面处理剂及作用机理;填料表面处理化学作用示意图;8.3 填充剂的表面改性;其分子结构特点是含有两类性质不同的化学基团，一是亲无机基团，另一是亲有机基团。 其分子结构可用下式表示： (RO)x一M－Ay RO代表易进行水解或交换反应的短链烷氧基。 M代表中心原子，可以是硅、钛、铝、硼等。 A代表与中心原子结合稳定的较长链亲有机基团，如酯酰基、长链烷氧基(RO-)、磷酸酯酰基等。;钛酸酯偶联剂;单烷氧基型;单烷氧基焦磷酸酯型;螯合型;应 用;硅烷偶联剂偶联作用示意图;R－SiX3;铝酸酯偶联剂;铝酸酯偶联剂处理填料作用机理(示意);特 点;表面活性剂是指极少量即能显著改变物质表面或界面性质的物质。其分子结构特点是包含着两个组成部分，其一是一个较长的非极性烃基，称为疏水基；另一是一个较短的极性基，称为亲水基。 表面活性剂按溶于水是否电离，分为离子型和非离子型两大类。而离子型又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型。按分子大小可分为小分子表面活性剂和高分子表面活性剂。;表面活性剂在界面上的作用 ;各类表面活性剂和偶联剂基本上都是小分子物质，在处理填料上仍存在其不足之处，主要是填料填充量进一步提高或对制品性能要求更高时，就发现小分子物质处理填料表面无法解决制品性能劣化的难题，而用高分子作为处理剂在克服这一困难显示了其优越性 。;表面改性的方法 按设备与工艺分类 ①干法改性 ②湿法改性 ③气相法改性 ④加工现场处理法;干 法;湿 法;加工现场处理法;等离子体处理 ;8.4 聚合物填充体系的界面;二、填充塑料界面的结构;纤维与树脂基体界面粘接状况对比 (a)界面粘接不良 (b)界面粘接良好;填充聚合物的界面既不是填料与树脂基体简单结合的二维边界，也不是所谓的单分子层，而是包含着两相表面之间过渡区而形成的三维界面相。在界面相区域里化学组分、分子排列、热性能、力学性能可以表现为梯度变化，也可能呈现突变的特征。 使界面区结构产生复杂变化的原因如下 ： 界面区树脂的密度 界面区树脂的结晶 界面区化学组成 ;界面区对填充塑料性能的贡献： 1）通过界面区使填料与基体树脂结合成一个整体，并通过它传递应力。 2）界面的存