① 8,什么是高分子合金,合金化对性能有何改善
答:高分子合金是指塑料与塑料或橡胶经物理共混合化学改性后,形成的宏观上均相、微观上分相的一类材料。两种材料进行共混时,可以形成宏观上分相型高分子共混物(其分散相的粒径>1m)、微观分相型高分子共混物(其分散相的粒径在0.1~1m之间)和完全相容型高分子共混物。高分子合金即指后两者。
经过合金化,原来单一高分子化合物性能上的某些欠缺可以相互弥补,表现出均衡的综合性能,或可以使某些性能,如物理机械性能,尤其是冲击韧性、加工件能等得到较大的改善,也可赋予材料某些特殊的功能性。
② 高分子合金的相容性
从传统上说,合金是指金属合金,即在一种金属元素基础上,加入其他元素,组成具有金属特性的新材料;是由两种或两种以上金属元素,或金属元素与非金属元素,一般通过熔炼而结合在一起并形成具有金属特性的物质。例如黄铜是以铜为基础的铜锌合金,钢铁是以铁为基础的铁碳合金。 随科学的发展,后来提出了分子合金的概念。分子合金一般指分子中含两种金属以上的低分子物质,以及不同金属或其化合物与酸碱盐类经中和置换及络合与互溶而成的化合物、络合物或复合物以及其混合物。广义地说,如果将钢认为铁碳合金,则含一元金属的酸、碱、盐等低分子化合物,也可认为分子合金。 高分子合金是由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系,是由两种或两种以上不同种类的树脂,或者树脂与少量橡胶,或者树脂与少量热塑性弹性体,在熔融状态下,经过共混,由于机械剪切力作用,使部分高聚物断链,再接枝或嵌段,亦或基团与链段交换,从而形成聚合物∽聚合物之间的复合新材料,称之为高分子合金。 例如: (1)PC/ABS(聚碳酸酯/苯乙烯∽丁二烯∽丙烯腈)共聚物合金。 (2)PPO/PS(聚苯醚/聚苯乙烯)合金。 (3)PPO/HIPS(聚苯醚/高抗冲击聚苯乙烯)合金。 (4)PC/PE(聚碳酸酯/聚乙烯)合金。2. 高分子合金的类别 所谓高分子合金,并非指真正含金属元素的高分子化合物。而是指不同种类的高聚物,通过物理或化学方法共混,以形成具有所需性能的高分子混合物新材料。在高分子合金中,不同高分子的特性可以得到优化组合,从而显著改进材料的性能,或赋予材料原不具有的性能。重要的增韧塑料如高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS),热塑弹性体如苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)等都是具有重要工业价值并已工业化的高分子合金。高分子合金制备简易,并且随着组分的改变,可以得到多样的性能.下面介绍几种应用较广的高分子合金。2.1 橡胶增韧塑料 这是最主要的一类高分子合金,如前面提到的ABS和HIPS,二者都是由聚苯乙烯(PS)改性得到的。PS具有出色的电绝缘性、透明性、着色性和加工流动性,良好的耐水性、耐光性、无毒性、耐化学腐蚀性以及较好的刚性和一定的力学性能,广泛应用于电子电器、仪表、文教用品、食品包装、玩具和家庭用品等领域。但是PS还有性脆、冲击强度低、耐环境应力开裂性和耐热性差等缺点,使得PS仅能作为普通塑料使用。若采用机械共混法在PS中混入丁苯橡胶,或用接枝共聚—共混法以顺丁橡胶、天然橡胶等以增韧PS,则得到具有综合性能的高抗冲聚苯乙烯即HIPS。将PS与聚丁二烯、聚丙烯腈的各种性能有机地统一起来,则得到具有卓越综合性能、应用非常广泛的ABS树脂。又如在聚丙烯中加入少量乙丙橡胶、在聚氯乙烯(PVC)中加入少量氯化聚乙烯(CPE)、在环氧树脂中加入少量橡胶等。橡胶的主要作用是增韧,以克服基体塑料脆性。既能使塑料的冲击韧性大幅度提高,又能维持相当高的抗拉强度、从而使橡胶的柔韧性和塑料的高强度得到最佳组合。2. 2 塑料增强橡胶 例如以聚丁二烯(PB)为基质、聚苯乙烯为分散相的热塑性弹性体SBS,其化学组成与HIPS基本相同,但SBS仍保持PB橡胶软而富有弹性的特点,而其中塑料相PS存在使材料获得增强。一般橡胶中也可加入塑料进行增强。例如丁苯橡胶中加入PS、乙丙橡胶中加入少量聚丙烯、顺丁橡胶中加入少量聚乙烯等,塑料对橡胶起增强作用,在保持橡胶韧性的同时,提高其抗拉强度。2. 3 塑料与塑料共混 例如聚苯醚(PPO)是一种耐高温热塑性工程塑料,具有优异的力学性能和电性能,但其熔体粘度大,流动性差,难以加工成型,而聚苯醚合金的性能和使用价值远远超过PPO本身的性能和使用价值。PPO与聚苯乙烯共混能形成相容的均相体系,使聚苯醚熔体流动温度和粘度下降很多,因此显著改善其加工性能。PPO与聚酰胺(尼龙)的共混物则具有优异的力学性能、耐热性、耐油性、尺寸稳定性。聚偏氯乙烯具有优良的机械性能、耐化学药品性和不同寻常的压电性、热电性,虽可用热塑性方法成型,但溶体成型过程生成的球晶尺寸较大,影响制品性能,与聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯等共混后,其结晶行为和加工性能显著改变。又如,聚碳酸酯中加入少量聚乙烯,既改善其加工性能,又显著提高其抗冲击强度。具有各种特性的部分相容或不相容的塑料合金为数不多。2.4 橡胶与橡胶共混 主要目的是降低成本、改善加工流动性和改善最终产品的其他性能。例如,将天然橡胶与顺丁橡胶共混可降低成本、改善加工性能及产品的耐磨性和抗挠性。天然橡胶和顺丁橡胶的加工性能、一般使用性能较好,且价格较低,但由于其高度不饱和,使耐老化性(耐热氧老化、耐臭氧、耐天候老化等)很差,如果与乙烯—丙烯—丁二烯三元共聚物(EPDM)共混则显著改善。 与绝大多数金属合金都是互容的均相体系不同的是,大多数高分子合金都是互不相容的非均相体系,而组分的相容性从根本上制约着合金的形态结构,是决定材料性能的关键。图1为完全相容、部分相容及不相容共混体系的性能与组成的关系。图2为不同混合比的共混体系分散相粒径与冲击强度的关系。可见,分散相粒径越小,共混物抗冲击强度越大;相容性越好,共混物力性能越优良。因此,如何改善共混物组分间的相容性,进而进行相态设计和控制,是获得有实用价值的高性能高分子合金材料的一个重要课题。反应性共混体系就是解决相容性问题的一个重要方法,下面就该体系的概念及具体增容技术作一概要讨论。 3. 反应性共混体系概念及具体分类 反应性共混体系是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入(或就地形成)反应性聚合物,在混合过程中(例如挤出过程)与共混聚合物的官能团之间在相界面上发生反应,使体系相容性得到改善,起到增容剂的作用。按其反应形式可分为三类1)利用带官能团的组分在熔融共混时就地形成接枝共聚物或嵌段共聚物;(2)加入至少能与其中一种共混组分起反应的聚合物,通过共价键或离子键起增容的作用; (3)加入低分子组分起催化作用,使共混物的形成与交联反应同时进行。下面分类别讨论各种不同反应性共混体系的组成与性质。3.1 利用官能团反应的反应性共混体系 这一体系主要是利用含反应性官能团的聚合物之间的相互作用来起到增容的作用。可反应性聚合物所带官能团多为酸酐基团、羧基或羧酸衍生物基团、胺基、羟基、环氧基、唑啉等基团。常见反应如表1所示: 在含酸酐官能团的反应性增容剂中,工业上最常用的是以马来酸酐基团(MAH)为中心的。含羧酸官能团的反应性聚合物多为以丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MAA)为共聚单体与其它聚合物形成带羧基的接枝共聚物, 它们与聚酰胺(PA)、环氧树脂(EP)等带有官能团的聚合物共混,官能团间发生酰胺化、酰亚胺化、酯化等反应,在熔融共混中就地形成增容剂,使共混体系的冲击强度、拉伸强度等显著提高,表现出明显的增容效果。在聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯醚等的共混体系中,含有羧酸衍生物基团的反应性聚合物与共混组分之间通过酯交换、胺酯交换、开环等反应形成嵌段或接枝共聚物增容剂,使不相容聚合物体系相容性大大提高。此外,环氧基、羟基、胺基等官能团的引入也可以对聚合物改性,起到增容的作用。3.2 利用共价键或离子键增容的反应性共混体系 向聚合物中引入能够产生离子相互作用的基团(如离子键、酸碱相互作用及氢键作用等)或共价键,也可以达到增容的目的。例如,聚合物中所含的吡啶或叔胺等基团可以与磺酸、羟酸以及离聚物形成离子键,从而改善高分子合金的相容性。例如,在PA6/PE共混体系中引入了含羧盐的乙烯-丙烯酸酯共聚物。由于体系内反应形成离子键,最终取得了理想的增容效果。3.3 加入低分子组分起催化作用的反应性共混体系 向共混体系中添加某些起催化作用的低分子化合物,由于其能使共混组分在熔融共混过程中形成共聚物或产生交联,因而增加了体系的相容性。例如,在PS/PE共混体系中添加反应性的过氧化二异丙苯(DCP)、三聚异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、硬脂酸(St)等作催化剂,取得了较好的增容效果。 4.结语 高分子合金从最初以增韧为主要目的,到现在涉及到聚合物性能的各个方面,已有半个多世纪的发展历史。目前,就高分子合金技术的应用范围而言,几乎渗透到所有的材料应用领域。从其发展趋势来看,还需要从技术上进一步探求高效的共混手段,开发新的相容剂品种。而反应性增容技术作为高分子合金开发的一个关键技术,是改善高分子合金的相容性,增强相界面粘结力的有效途径之一。与非反应性增容剂相比,反应性增容剂具有用量少,成本低以及增容效果好等优点。随着高分子合金向高性能、多功能、多元化方向发展,该技术具有较好的应用前景。
③ 可制备无色透明结晶的材料有哪些
透明性和结晶度有关系,高分子材料可以PET材料为例。
1、PET材料的结晶度一般不会超过42% 。楼主说得很对,一般情况结晶度高透明度就会降低,但是这个情况的前提应该是同等厚度的。
2、同样的结晶度可能是透明的,也可能是不透明的。原因如下:
1)矿泉水瓶子的结晶度可能达到35%—40%之间,但是因为壁厚很薄的缘故(厚度小于0.5mm ,接近0.15mm),所以透明度很高,这是通俗的解释。
2)专业的解释:结晶也就是在高分子材料内部形成很多球状小颗粒,这些小颗粒本身是不透明的,但是因为直径太小,符合衍射原理。所以光线仍然可以发生衍射现象,能够透过去,所以看起来是透明的。PS:当缝隙的大小(或障碍物的大小)跟波长相差不多时就发生明显的衍射现象,在这里可以把结晶球体当作障碍物。
④ 高分子合金定义
高分子合今就如同金属合金一样,将几种高分子均匀混合在一起,能提高某项或几项性能,这种均匀的混合物就是高分子合金。
学术定义是这样的:由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系,是由两种或两种以上不同种类的树脂,或者树脂与少量橡胶,或者树脂与少量热塑性弹性体,在熔融状态下,经过共混,由于机械剪切力作用,使部分高聚物断链,再接枝或嵌段,亦或基团与链段交换,从而形成聚合物与聚合物之间的复合新材料。
⑤ 如何理解高分子合金材料 pa6/uhmwpe合金材料制备过程中的关键技术是什么
按我的理解,合金材料,技术关键点一:相容性;二:合金的加工窗口较窄,需要匹配较好的加工工艺。希望相关专家指正!
⑥ 高分子材料
塑料
塑料根据加热后的情况又可分为热塑性塑料和热固性塑料。加热后软化,形成高分子熔体的塑料成为热塑性塑料,主要的热塑性塑料有聚乙烯(PE[1])、聚丙烯(PP [2])、聚苯乙烯(PS [3])、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,俗称有机玻璃 [4])、聚氯乙烯(PVC [5])、尼龙(Nylon [6])、聚碳酸酯(PC [7])、聚氨酯(PU [8] )、聚四氟乙烯(特富龙, PTFE [9])、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,PETE [10] )、 加热后固化,形成交联的不熔结构的塑料称为热固性塑料:常见的有环氧树脂[11], 酚醛塑料, 聚酰亚胺,三聚氰氨甲醛树脂等。
塑料的加工方法包括注射,挤出,膜压,热压,吹塑等等。
橡胶
橡胶又可以分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯。合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。
纤维
合成纤维是高分子材料的另外一个重要应用。常见的合成纤维包括尼龙、涤纶、腈纶聚酯纤维,芳纶纤维等等。
涂料
涂料是涂附在工业或日用产品表面起美观或这保护作用的一层高分子材料。
常用的工业涂料有环氧树脂,聚氨酯等。
黏合剂
黏和剂是另外一类重要的高分子材料。人类在很久以前就开始使用淀粉,树胶等天然高分子材料做黏合剂。
现代黏合剂通过其使用方式可以分为聚合型,如环氧树脂;热融型,如尼龙,聚乙烯;加压型,如天然橡胶;水溶型,如淀粉。
⑦ 目前合成有机高分子材料的方法主要有哪些
高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等.其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料.尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点.而现代工程技术的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料.
一、高分子分离膜 高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜.采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术.膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等.用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等.用来制备分离膜的高分子材料有许多种类.现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等.膜的形式也有多种,一般用的是平膜和空中纤维.推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益.例如,利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等.
二、高分子磁性材料 高分磁性材料,是人类在不断开拓磁与高分子聚合物(合成树脂、橡胶)的新应用领域 的同时,而赋予磁与高分子的传统应用以新的涵义和内容的材料之一.早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体,现在工业常用的磁性材料有三种,即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等.它们的缺点是既硬且脆,加工性差.为了克服这些缺陷,将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料便应运而生了.这样制成的复合型高分子磁性材料,因具有比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品,还能与其它元件一体成型等特点,而越来越受到人们的关注.高分子磁性材料主要可分为两大类,即结构型和复合型.所谓结构型是指并不添加无机类磁粉而高分子中制成的磁性体.目前具有实用价值的主要是复合型.
三、光功能高分子材料 所谓光功能高分子材料,是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料.目前,这一类材料已有很多,主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑料(如塑料透镜、接触眼镜等)、光转换系统材料、光显示用材料、光导电用材料、光合作用材料等.光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射,可以制成品种繁多的线性光学材料,像普通的安全玻璃、各种透镜、棱镜等;利用高分子材料曲线传播特性,又可以开发出非线性光学元件,如塑料光导纤维、塑料石英复合光导纤维等;而先进的信息储存元件兴盘的基本材料就是高性能的有机玻璃和聚碳酸脂.此外,利用高分子材料的光化学反应,可以开发出在电子工业和印刷工业上得到广泛使用的感光树脂、光固化涂料及粘合剂;利用高分子材料的能量转换特性,可制成光导电材料和光致变色材料;利用某些高分子材料的折光率随机械应力而变化的特性,可开发出光弹材料,用于研究力结构材料内部的应力分布等.
⑧ 有人了解医用高分子材料透明管吗用聚酯类原料制备出来的,有生物降解能力,
可能是聚乳酸塑料PLA
⑨ 高分子材料的透明性和结晶度有关吗有什么关系能否给个详细点的资料
透明性和结晶度有关系,结晶度高,透明性低;结晶度低,透明性高。
结晶使塑料不透明,因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。减小球晶尺寸到一定程度,不仅提高了塑料的强度,减小了晶间缺陷,而且提高了透明度,当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射。
(9)透明的高分子合金如何制备扩展阅读:
结晶性塑料有明显的熔点,固体时分子呈规则排列。规则排列区域称为晶区,无序排列区域称为非晶区,晶区所占的百分比称为结晶度,通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料。
模温低时,冷却快,结晶度低,收缩小,透明度高。结晶度与塑件壁厚有关,塑件壁厚大时冷却慢结晶度高,收缩大,物性好,所以结晶性塑料应按要求必须控制模温。
各向异性显著,内应力大,脱模后未结晶折分子有继续结晶化的倾向,处于能量不平衡状态,易发生变形、翘曲,应适当提高料温和模具温度,中等的注射压力和注射速度。
⑩ 高分子材料的制备方法
高分子材料也称为聚合物材料,是以高分子化合物为基体,再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料。
高分子材料按来源分类
高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质,可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子
材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料,此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为
优越的性能——较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。
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