聚合物合成工艺学(谭海生)--7章

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. 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-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,C,6,H,7,O,2,(OH),3,n,+ 3nHNO,3,C,6,H,7,O,2,(ONO,2,),3,n,+ 3nH,2,O,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。,CH,2,CH,2,Cl,2 、,SO,2,CHCH,SO,2,Cl,HCl,Cl,(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。,CH,2,CH,浓H,2,SO,4,CH,2,CH,SO,3,H,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）,