第一篇：高分子材料改性

聚 合 物 的 輻 射 改 性 研 究

聚合物的輻射改性是指將聚合物置于輻射場(chǎng)中，在高能射線(主要是射線、射線和電子加速器等)的作用下，可以在固態(tài)聚合物中形成多種活性粒子，引發(fā)一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而可以在多種聚合物內(nèi)部形成交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使聚合物的諸多性能得到改善。自從 2 0世紀(jì) 5 0年代初C h a r l e s b y和 Dl o e 分別將聚合物引入輻射場(chǎng)中研究以來(lái)，聚合物的輻射效應(yīng)引起了人們極大的興趣。

聚合物的輻射改性主要包括：輻射聚合、輻射接枝、輻射交聯(lián)、輻射降解。本文主要介紹聚合物的輻射接枝及輻射交聯(lián)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。聚合物的輻射交聯(lián)

聚合物的輻射交聯(lián)技術(shù)是聚合物改性制備新型材料的有效手段之一。聚合物交聯(lián)后不僅使其結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生相應(yīng)的變化，而且拓寬了其應(yīng)用范圍。輻射交聯(lián)一般不需要催化劑、引發(fā)劑，后處理簡(jiǎn)單，可在常溫下反應(yīng)，無(wú)污染，除了輻射源之外不需特殊設(shè)備，在許多方面優(yōu)于過(guò)氧化物交聯(lián)技術(shù)。． 1 反應(yīng)機(jī)理

聚合物的輻射交聯(lián)為自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，下面以 P E為例說(shuō)明其具體反應(yīng)過(guò)程。輻射交聯(lián)反應(yīng)可分為 3步：

(1)初級(jí)自由基及活性氫原子的生成；

(2)活潑氫原子(H·)可繼續(xù)攻擊 P E，再生成自由基：(3)大分子鏈自由基之間反應(yīng)形成交聯(lián)鍵： 從輻射交聯(lián)反應(yīng)的機(jī)理可以看出，在輻射能的作用下，聚合物大分子鏈即可以發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，也可以發(fā)生分子鏈的降解反應(yīng)。有的聚合物在輻射能的作用下，則以降解為主，而有的聚合物則以交聯(lián)為主。到底發(fā)生交聯(lián)還是降解主要取決于聚合物的結(jié)構(gòu)，如聚合物大分子鏈上 C原子周圍有氫(H)原子存在，則以交聯(lián)反應(yīng)為主；反之，如C原子周圍無(wú)氫(H)原子存在，則以降解為主。． 2 聚合物輻射交聯(lián)的進(jìn)展

自從 2 0世紀(jì) 5 0年代發(fā)現(xiàn)高能電離輻射可以引發(fā)聚乙烯交聯(lián)聚合反應(yīng)后，P E的輻射加工產(chǎn)品就率先實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，大量用于制造輻射交聯(lián)電線電纜絕緣層，熱收縮聚乙烯管材、板材，輻射交聯(lián) P E泡沫、纖維和薄膜等。聚乙烯在輻射下容

易交聯(lián)，初始凝膠時(shí)輻照劑量較低，但要達(dá)到較高的凝膠含量仍需要較高的輻射劑量，以致產(chǎn)品成本偏高，限制了推廣使用。而且，大劑量的輻照還可能產(chǎn)生氧化降解、破壞材料中的添加劑等副反應(yīng)，影響材料的使用性能。因此，如何加速輻射交聯(lián)，抑制副反應(yīng)，降低達(dá)到所需凝膠含量時(shí)的輻射劑量，已成為當(dāng)前的熱門課題。

N o v a k o v i c 和 G a I在研究多官能團(tuán)單體在聚乙烯輻射交聯(lián)體系中的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，在 L D P E中混入 3(質(zhì)量％)的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMP TMA)和氰尿酸三烯丙酯(TAC)對(duì)輻射交聯(lián)有明顯的促進(jìn)作用，可使初始凝膠劑量從純聚乙烯的 3 3 0

KG y分別降低到 2 1 5

KGy和 2 5 4 KG y，各降低了 3 5％和 2 4％；同時(shí)交聯(lián)反應(yīng)的Gx值(輻照聚合物每吸收 1 0 0 e V 能量所生成的交聯(lián)點(diǎn)的數(shù)目)從純聚乙烯的 2 1 3上升為 3 5 1和2 8 5，分別增加了 6 5％和 4 3％。Da k i n將 6％的異氰尿酸三烯丙酯(TAI C)添加到 LDP E中，發(fā)現(xiàn)可以使交聯(lián)反應(yīng)的微分Gx的最大值比純聚乙烯的大約提高到 3 0～8 0。此外，用輻照交聯(lián)的 P E，力學(xué)性能改善幅度大，且能改善共混物的相界面。P E薄膜經(jīng)過(guò)電子柬輻照后，透明性大大改進(jìn)，硬度好，抗透濕性提高H

J。將 P E與發(fā)泡劑等助劑混合擠出，輻照交聯(lián)發(fā)泡，可制得耐熱性好、柔軟得 P E泡沫 J。蒸汽交聯(lián)的 P E電纜在高壓蒸汽下不可避免會(huì)滲入 P E層，造成許多微孔，且沾污 物濃度高，電纜在使用中易發(fā)生游離和樹枝老化，而交聯(lián)劑的引入使材料的高頻特性受到損失。采用輻射交聯(lián)則可避免或消除這些微孔、污穢或鼓突，并消除水樹及電樹現(xiàn)象，保證絕緣層的均勻性和高純度，從而使其具有更好的高頻特性及長(zhǎng)期性能 J。另外據(jù)報(bào)道在 L DP E中加入 5％到 1 5 ％的試劑，控制溫度在 2 0 3℃，通過(guò)電子束輻射在2 2 ． 7 KGy劑量下，可制得一種理想的交聯(lián) PE泡沫材料。聚氯乙烯(P VC)由于其大分子鏈結(jié)構(gòu)的原因，它的輻射化學(xué)交聯(lián)產(chǎn)值較低(0． 3～0 ． 6交聯(lián)鍵／ 1 0 0

e v)，所以對(duì)于 PVC的交聯(lián)要求高的輻照劑量。為了降低輻照劑量、減少 P V C的降解，必須在多官能團(tuán)單體的存在下，才能使其交聯(lián)。胡福敏等采用三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯(T MP TMA)多官能團(tuán)單體為交聯(lián)劑，P VC的輻射交聯(lián)進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn) P VC在交聯(lián)過(guò)程中，由于其分子量的分散性，而使得不同分子量的 P VC大分子對(duì)凝膠生成有不同的貢獻(xiàn)，因而研究 PVC溶膠的分子量及其分布，對(duì)研究凝膠生成的機(jī)理是一有效的手段。朱志勇等 J 以三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMP TMA)為交聯(lián)劑，以C o 6 0 7射線為輻照源，研究了偏苯三酸三辛酯(TOTM)增塑的 P VC電纜料的輻射交聯(lián)。發(fā)現(xiàn)該輻射交聯(lián)反應(yīng)符合Ch a r l e s b y P i n n e r無(wú)規(guī)交聯(lián)模型，TMP TMA1 0分，輻照劑量 4 0

k G y是較合適的配方與工藝條件，該材料經(jīng)輻射交聯(lián)后拉伸強(qiáng)度增加，斷裂伸長(zhǎng)率下降，1 5 5℃的熱老化失重與 1 2 0℃熱變形率減小。張華明等u o j 研究了在三烯丙基異氰酸酯多官能團(tuán)輻照敏化劑存在下，采用電子束輻照尼龍6 1 0，可以提高 P A6 1 0得力學(xué)強(qiáng)度、耐化學(xué)溶劑性和熱變形溫度。李朝順等ul J 采用 7射線輻射交聯(lián)技術(shù)對(duì)彈性體丁苯橡膠(S B R)進(jìn)行輻射硫化，改變了傳統(tǒng)的硫化工藝，提高了彈性體材料的耐老化性能。說(shuō)明 y射線輻射交聯(lián)是提高 S BR耐老化性能的有效技術(shù)手段。賈少晉等用錐形量熱計(jì)研究了阻燃 HDP E／ EP DM 經(jīng) 7射線輻射交聯(lián)前后的動(dòng)態(tài)燃燒特性。發(fā)現(xiàn)阻燃 HDP E／E P D M 交聯(lián)后可明顯降低熱釋放速率和最大有效燃燒熱，提高了氧指數(shù)，而且提高燃燒后的成炭量。楚增勇等研究不同乙烯基含量的聚碳硅烷，在 He氣氛條件下的電子束輻射交聯(lián)不熔化處理，分析了含乙烯基聚碳硅烷纖維在輻照過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化。實(shí)驗(yàn)表明，乙烯基起到強(qiáng)化聚碳硅烷輻射交聯(lián)的作用，完成不熔體所需劑量顯著降低。對(duì)于聚丙烯的輻射交聯(lián)已有報(bào)道用 5 KGy的低吸收劑量即可制得凝膠含量大于 7 5％的交聯(lián)聚丙烯；用電子射線法使聚丙烯支化，制得了高熔體強(qiáng)度聚丙烯和可代替 AB S的專用于熱成型的聚丙烯板材。張聰n

】通過(guò)聚烯烴材料配方研究，制備工藝研究及選擇合適的輻射劑量研制成功耐溫等級(jí) 1 5 0℃輻射交聯(lián)阻燃聚烯烴熱收縮材料，彌補(bǔ)了聚烯烴材料與氟塑料及硅橡膠使用溫度之間的空缺，拓寬了聚烯烴材料的使用范圍。

高分子輻射交聯(lián)改性不同于物理共混體系，后者各組分在其相界面往往存在缺陷而使性能受到影響，而輻射反應(yīng)在相界面間發(fā)生，從而可改善組分間粘合力及相容性。如己有研究發(fā)現(xiàn)，輻射交聯(lián) P E不僅其力學(xué)性能改善幅度比過(guò)氧化物交聯(lián)的大，而且能改善共混物的相界面。楊慧麗研究了 P P／ E v A共混體系在 T AI C存在下的敏化輻射交聯(lián)，認(rèn)為敏化交聯(lián)改善了 PP ／ EVA體系的相容性，使共混物相界面變厚，增強(qiáng)了相間粘附，提高了其力學(xué)性能。S p a d a r o等研究發(fā)現(xiàn)，在空氣中用一射線輻照聚乙烯，發(fā)現(xiàn)輻照后的聚乙烯與尼龍 6有較好的相容性，共混物力學(xué)性能得到提高。聚合物的輻射接枝

2． 1 輻射接枝的方法和原理

輻射接枝的基本方法有 3種，即共輻射接枝法(又稱直接輻射接枝法或同時(shí)輻射接枝法)、預(yù)輻射接枝法(又稱間接輻射接枝法或連續(xù)輻射接枝法)和過(guò)氧化物接枝法。后兩種方法又稱為輻射場(chǎng)外接枝法。共輻射接枝法中，主干聚合物和接枝單體在射線作用下都生成活性自由基，既有主干聚合物和接枝單體的接枝共聚物生成，也有接枝單體的均聚物產(chǎn)生。因此，共輻射法對(duì)接枝單體有特殊要求，否則易生成均聚物。該法的優(yōu)點(diǎn)是自由基利用率高，工藝簡(jiǎn)單，單體對(duì)高分子材料有輻射保護(hù)作用(氣相接枝除外)。共輻射法可采用如下 4 種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：均一溶液法、溶脹法、液相浸漬法、氣相接枝法。

均一溶液法和溶脹法往往得到接枝共聚物和均聚物的混合物，很難分離；液相浸漬法操作簡(jiǎn)單，均聚物少，應(yīng)用較廣。溶脹法和液相浸漬法區(qū)別在于前者是將不溶但能溶脹在單體中的固體聚合物溶脹后，除去多余單體，然后對(duì)溶脹聚合物行輻射；而后者將固體聚合物在液相單體或其溶液中浸漬后，再對(duì)聚合物進(jìn)行輻射。氣相接枝法是近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是：輻射能主要被主干聚合物所吸收，接枝單體的均聚物生

成量極少，單體利用率高，工藝簡(jiǎn)單，便于連續(xù)生產(chǎn)。氣相接枝法不但適用子纖維薄膜輻射接枝改性，對(duì)某些固體無(wú)機(jī)物表面接枝也很適宜。預(yù)輻射接枝法是在真空條件下先對(duì)聚合物進(jìn)行輻射，然后將其浸漬在已除去空氣的單體或其溶液中，經(jīng)放置后聚合物上輻射生成的自由基與單體反應(yīng)，生成接枝共聚物。過(guò)氧化物接枝法是在空氣中預(yù)輻射聚合物，生成過(guò)氧化物，然后在加熱條件下進(jìn)行單體接枝。預(yù)輻射接枝法和過(guò)氧化物接枝法的輻射與接枝分別進(jìn)行，原則上適用于任何選定的高聚物一單體混合體系，對(duì)單體沒(méi)有限制，均聚物少，給研究和生產(chǎn)帶來(lái)方便。但 2種方法自由基利用率低，對(duì)高聚物損傷比共輻射法嚴(yán)重，故裂解型高聚物不適用于場(chǎng)外輻射接枝。由于單體不受輻射，可采用高劑量(如使用加速器等)，輻射時(shí)間短有利于工業(yè)化生產(chǎn)；而共輻射法不能用加速器輻射。． 2 聚合物輻射接枝的應(yīng)用

早在 5 0多年前，人們就發(fā)現(xiàn)了可以用輻射引發(fā)高聚物進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)。時(shí)至今日，輻射技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。接枝對(duì)象幾乎遍及整個(gè)高分子領(lǐng)域。不論是天然高分子(例如淀粉、羊毛、絲綢和天然橡膠等)，還是合成高分子(包括各種合成橡膠、合成纖維和塑料)，都可進(jìn)行輻射接枝處理。此外連一些無(wú)機(jī)材料也可進(jìn)行接枝。聚合物經(jīng)輻射接枝后，可明顯改善材料的表面狀態(tài)及改進(jìn)材料的物理機(jī)械性能，從而拓寬其應(yīng)用范圍。

譚紹早等1

0 J 研究了聚丙烯酸丁酯一丙烯酸輻射接枝苯乙烯共聚物的粘接性能，發(fā)現(xiàn)輻射法所得接枝共聚物的粘接性能優(yōu)于化學(xué)法所制接枝共聚物，其粘接拉伸剪切強(qiáng)度提高 2

MP a。聚氯乙烯輻射接枝苯乙烯可改善其熱穩(wěn)定性。F 4 6輻射接枝苯乙烯可作離子交換膜(或樹脂)，將二乙烯基苯引入 F 4 6一苯乙烯共聚物中，可改善其溶脹性，特別適用于強(qiáng)氧化性和強(qiáng)腐蝕性離子交換材料，具有高機(jī)械強(qiáng)度，高透過(guò)選擇性，低電阻率。在聚四氟乙烯表面輻射接枝苯乙烯，可改善其粘接性能；當(dāng)將其作為母體膜接枝苯乙烯后，再在9 8％濃 H 2 S o 4中 7 0℃下進(jìn)行磺化反應(yīng)，可制成陽(yáng)離子交換膜。生物相容性高分子材料和生物功能性高分子材料是生物材料中重要的組成部分，它們?cè)谏锕こ毯蜕镝t(yī)學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，這一領(lǐng)域的研究與應(yīng)用日益受到重視[ 2 1-2 6 1。輻射接枝共聚法是高分子材料改性極重要的方法之一。在制備生物相容性和生物功能性高分子材料中尤為重要。在實(shí)際應(yīng)用中較低的劑量獲得較高接枝率是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，它不僅可以節(jié)約時(shí)間和降低成本，而且對(duì)保護(hù)基材性能(尤其是輻射降解型高分子材料)也很重要。為此，人們對(duì)以聚烯烴為基材的輻射接枝體系研究得較多。發(fā)現(xiàn)體系中加入少量無(wú)機(jī)酸可有效增加單體的輻射接枝率。在研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)某些含雜原子高分子基材，如聚醚胺脂和硅橡膠等在輻射接枝丙烯酰胺、N 乙烯吡咯烷酮、4 乙烯基吡啶、丙烯酸等單體時(shí)依不同情況(如不同的基材、單體、溶劑和劑量范圍)出現(xiàn)完全不同的酸效應(yīng)，有的體系甚至只有在堿性介質(zhì)中才能進(jìn)行有效的接枝共聚反應(yīng)。此外，改善聚合物表面的親水性也是增加其生物相容性的一個(gè)重要方面。近來(lái)，人們嘗試輻射接枝丙烯酰胺來(lái)改善聚合物表面的親水性，使其親水性和憎水性達(dá)到平衡，從而使其獲得良好的生物相容性 7 I。聚烯烴(P E、P P)與工程塑料(P A、P C、P ET 等)、無(wú)機(jī)填料(C a C o 絹英粉等)、纖維(P V A等)相容性差，直接共混難以制得高性能材料，必須對(duì)聚烯烴官能化改性增容。高分子材料的改性方法很多，其中輻射是一種高效、簡(jiǎn)便、無(wú)污染的高分子材料綠色化改性技術(shù)，即在不添加任何單體的情況下，通過(guò)輻射接枝在聚烯烴分子鏈上引入官能團(tuán)增加其極性，對(duì)共混物起增容作用，提高共混物的性能。張宇東等 8 J 運(yùn)用預(yù)輻射的方法在聚丙烯粉末上接枝丙烯酸酯以改善其與極性聚合物的相容性。實(shí)驗(yàn)表明，隨著輻射總劑量的增加，P P的接枝率持續(xù)增加，在 9 Mr a d時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，然后，隨著輻射總劑量的進(jìn)一步增加，接枝率緩慢下降。當(dāng)反應(yīng)溫度為 1 1 0℃時(shí)，P P的接枝率最高。DS C表明 PVC／ P P—g—P EA的相容性好于 PVC／ PP的。萬(wàn)曉晨等

J 在利用 C o 6 0—7射線研究滌綸輻射接枝丙烯酸改性時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著接枝程度提高，吸濕性和染色性明顯提高，且在轉(zhuǎn)化為鈉鹽型接枝物后吸濕性進(jìn)一步提高。姚占海等

0 J 采用 6 0 C o一丫射線預(yù)輻照接枝法，研究了聚丙烯(P P)纖維與丙烯酸(AAc)在苯中的接枝共聚反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)獲得的接枝共聚物，其親水性有明顯的改善，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，接枝纖維的延伸性和柔軟性以及彈性均比原始試樣有所增加。聚合物的輻射聚合

輻射聚合是單體或單體溶液在高能電離輻射作用下，產(chǎn)生的初級(jí)活性粒子引發(fā)的聚合反應(yīng)，聚合體系可同時(shí)產(chǎn)生自由基、陰離子和陽(yáng)離子。由于在云團(tuán)中有所謂的囚籠效應(yīng)，自由基之間、陰離子和陽(yáng)離子之間都可迅速?gòu)?fù)合，只有小部分可逃逸出云團(tuán)而形成穩(wěn)態(tài)條件。一般來(lái)說(shuō)，自由基比陰、陽(yáng)離子逃逸出云團(tuán)的幾率大得多，所以絕大部分沒(méi)有特殊干燥、劑量率比較低的聚合體系都以自由基聚合為主，某些單體經(jīng)過(guò)特殊處理在高劑量率下輻照也可以得到離子聚合機(jī)理，如 0 t 一甲基苯乙烯等。

輻射聚合的特點(diǎn)：

(1)生成的聚合物更加純凈，沒(méi)有引發(fā)劑的殘?jiān)?。這對(duì)合成生物醫(yī)用高分子材料尤為重要。

(2)聚合反應(yīng)易于控制，用穿透性大的 7射線，聚合反應(yīng)可均勻連續(xù)進(jìn)行，防止了局部過(guò)熱和不均一的反應(yīng)。

(3)可在常溫或低溫下進(jìn)行。在輻射聚合反應(yīng)中鏈引發(fā)活化能(E i)很低，與反應(yīng)溫度無(wú)關(guān)。

(4)生成的聚合物分子量和分子量分布可以用劑量率等聚合條件加以控制。輻射聚合的研究開始的比較早，在基礎(chǔ)和應(yīng)用等方面積累了大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。近幾十年來(lái)發(fā)展

了一種環(huán)境敏感性聚合物和水凝膠(S t i mu l i s e n s i ．t i v e p o l y me r s a n d ／ o r h y d r o g e l s)其中又分溫度、p H、溶劑和電壓等敏感性材料，如溫度敏感性聚合物和水凝膠，前者在特定溫度下(最低極限轉(zhuǎn)變溫度L C s T)，溫度的微小變化會(huì)引起聚合物溶解沉淀的可逆變化，而后者則發(fā)生水凝膠溶脹收縮的可逆體積變化。這一特性具有多種用途，對(duì)藥物慢釋放體系(D DS)智能化提供了有利條件且這種變化是可逆的。這類高聚物中研究較多也最具代表性的是聚 N一異丙基丙烯酰胺(P NI —P AAMm)和聚 N一乙烯基己內(nèi)酰胺(P NVC L)，因?yàn)檫@兩種聚合物的 L C S T都處于生理溫度范圍內(nèi)(O ～3 O ℃)，使它們的系列高聚物在生物和醫(yī)藥材料中有極其廣泛的應(yīng)用前景． 3 2 】。目前，熱敏性 P N．VC L高聚物主要采用化學(xué)法合成，由于電離輻射技術(shù)具有反應(yīng)獨(dú)特、高效、產(chǎn)品純凈并具有消毒效果。采用輻射合成技術(shù)用來(lái)制備溫度敏感性聚合物和水凝膠，取得了優(yōu)于化學(xué)合成法的效果?，F(xiàn)已有報(bào)道，采用 7輻射聚合 P NVC L的可溶性鏈狀高聚物。邵賽等利用 6 0 C o一7射線引發(fā)輻射聚合，合成了聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸一丙烯腈、聚丙烯酸一醋酸乙烯、聚乙烯醇接枝丙烯酸等幾種高分子吸水劑，當(dāng)輻射劑量在 1 ． 0～1 ． 2

K g y時(shí)，單體的轉(zhuǎn)化率可達(dá)9 0％左右，而且吸水倍數(shù)也達(dá)到最高。聚合物的輻射降解

聚合物的輻射降解已應(yīng)用于聚合物材料的再生利用、廢料處理及分子量調(diào)節(jié)等方面。如：聚四氟乙烯具有優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，被稱為塑料之王，其應(yīng)用范圍非常廣泛。它易被輻射降解，是解決難處理的廢棄聚四氟乙烯的方便手段。聚四氟乙烯被輻射降解成粉末，可作抗靜電、耐摩擦的上等潤(rùn)滑劑。上海原子核研究所、上海有機(jī)化學(xué)研究所、四J I l 省原子核應(yīng)用技術(shù)研究所等單位都有關(guān)于氟塑料的研制工藝。再如聚乙烯醇和聚氧化乙烯等聚合物的輻射裂解也都已工業(yè)化。這是一般化學(xué)法和熱裂解法所無(wú)法達(dá)到的。

第二篇：材料改性

淺談表面改性

摘要：本文主要總結(jié)了各種材料的改性及改性劑對(duì)其的影響，其中還涉及到各種改性方法及對(duì)材料改性的展望。關(guān)鍵字：表面改性 納米 金屬 引言

表面改性是指在保持材料或制品原性能的前提下，賦予其表面新的性能，如親水性、生物相容性、抗靜電性能、染色性能等。表面改性的方法有很多報(bào)道，大體上可以歸結(jié)為:表面化學(xué)反應(yīng)法、表面接枝法、表面復(fù)合化法等。

表面改性技術(shù)(surface modified technique)則是采用化學(xué)的、物理的方法改變材料或工件表面的化學(xué)成分或組織結(jié)構(gòu)以提高機(jī)器零件或材料性能的一類熱處理技術(shù)。它包括化學(xué)熱處理(滲氮、滲碳、滲金屬等);表面涂層(低壓等離子噴涂、低壓電弧噴涂、激光重熔復(fù)合等門薄膜鍍層(物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等)和非金屬涂層技術(shù)等。這些用以強(qiáng)化零件或材料表面的技術(shù)，賦予零件耐高溫、防腐蝕、耐磨損、抗疲勞、防輻射、導(dǎo)電、導(dǎo)磁等各種新的特性。使原來(lái)在高速、高溫、高壓、重載、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下工作的零件，提高了可靠性、延長(zhǎng)了使用壽命，具有很大的經(jīng)濟(jì)意義和推廣價(jià)值。

2表面改性對(duì)不同材料性能的影響 2.1 對(duì)SF/PP復(fù)合材料性能的影響

劍麻纖維（SF）因具有較高的比強(qiáng)度和比模量而成為樹脂基體較好的天然纖維增強(qiáng)材料，適用于制備成本低、比模量高和耐沖擊的纖維/樹脂復(fù)合材料。國(guó)內(nèi)常用馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯或有機(jī)硅烷為界面相容劑，來(lái)提高SF/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能，表面改性可以提高纖維與PP基體的黏合性。使SF/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能和流動(dòng)性能提高，吸水率下降【1】。

2.2對(duì)羥基磷灰石蛋白吸附的影響

羥基磷灰石因?yàn)榕c人體骨組織中的無(wú)機(jī)組分相近而被廣泛應(yīng)用于有機(jī)/ 無(wú)機(jī)復(fù)合物中。但是, HAP 表面具有親水性, 大多數(shù)應(yīng)用于骨修復(fù)的有機(jī)材料具有疏水性, 兩者的極性差異導(dǎo)致了界面相容性下降, 進(jìn)而降低復(fù)合物的力學(xué)性能?？朔@一困難最常用的方法就是對(duì)HAP 表面改性, 它一方面可以增強(qiáng)復(fù)合物的力學(xué)性能, 另一方面可以使HAP 在基體間均勻分散,有利于復(fù)合物的蛋白質(zhì)和細(xì)胞吸附。采用AT RP 法在HAP 表面接枝上PMMA, 隨著接枝含量的增加, 改性HA P 顆粒在水溶液中的分散性增加, 并以BSA 和LSZ 兩種蛋白測(cè)定了HAP 以及改性粒子對(duì)蛋白質(zhì)的吸附和釋放。在吸附過(guò)程中, 改性g-HAP 比納米HAP 的單位質(zhì)量蛋白質(zhì)吸附量大, 表明HAP 表面接枝疏水性聚合物可以增加蛋白質(zhì)吸附性能;在釋放過(guò)程中, 改性后BSA 的釋放速率也比HAP 快【2】。

2.3 對(duì)片狀鋅粉分散穩(wěn)定性的影響

采用物理化學(xué)法，將實(shí)驗(yàn)室自制鋅粉分別添加鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑和十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行

表面改性，利用沉降法測(cè)試高度研究改性前后鋅粉的分散穩(wěn)定性。結(jié)果表明，不同種類、不同濃度的表面改性

劑對(duì)鋅粉的分散穩(wěn)定性有較大的影響；其中，經(jīng)1．0％鈦酸酯偶聯(lián)劑改性后鋅粉的分散穩(wěn)定性有了明顯的改 善，與進(jìn)口粉的分散穩(wěn)定性接近【3】。2.4 納米CeO2的表面改性

由于納米CeO2顆粒比表面積大、表面活性高，在使用過(guò)程中極易發(fā)生次生團(tuán)聚，分散穩(wěn)定性變差，影響其所具備的特性功能，因此如何改善顆粒在水相介質(zhì)中的分散和穩(wěn)定是關(guān)鍵。納米CeO2表面改性的效果用顆粒在水介質(zhì)中的粒度分布及zeta 電位進(jìn)行評(píng)價(jià)，平均粒徑越小、粒度分布越窄，穩(wěn)定性越高，表明改性效果越好。工藝條件： 1)改性劑質(zhì)量濃度60 g /L、改性溫度25 ℃、改性時(shí)間4 h、攪拌速率150 r /min，pH 9 ～ 11 的工藝條件下，制備得顆粒粒度均勻、在水介質(zhì)中基本達(dá)到單分散的納米CeO2分散液【4】。2.5 納米磁種材料表面改性

超導(dǎo)磁分離水處理技術(shù)基本的原理是，先在水中加入磁種材料，利用磁種表面上的活性基團(tuán)吸附水中污染物，然后通過(guò)超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)其分離。顯然，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)磁分離水處理的核心是磁種材料。針對(duì)不同水源，水中污染物的成分譜，需要研制出適合的磁種，以保證能夠吸附各種污染物。對(duì)幾種醫(yī)藥化工及電鍍廢水處理實(shí)驗(yàn)表明，平均去除率可達(dá)90%以上【5】。2.6 透明光學(xué)材料的表面改性技術(shù)

如今透明光學(xué)材料正朝著在增透、防霧、高硬度的方向發(fā)展，同時(shí)該技術(shù)也是國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究的熱門課題。

目前最為經(jīng)濟(jì)合理的防霧方法就是在玻璃上涂沫一層親水物質(zhì)，經(jīng)烘干后得到牢固、穩(wěn)定的防霧膜。經(jīng)研究表明，以Si-O-Si網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)作為前體物的水溶膠中加入具有乙烯基雙鍵的丙烯酸類親水材料，既能保證膜層具有良好的親水性和透光率，又能保證膜層與基片連接牢固。在保證膜層增透、高硬度的同時(shí)，還保證了光學(xué)鏡片的防霧功能【6】。2.7 半導(dǎo)體制造用碳化硅粉體偶聯(lián)劑表面改性

在半導(dǎo)體制造工程領(lǐng)域，許多工程都在使用SiC 陶瓷。然而經(jīng)機(jī)械粉碎后的SiC 粉體很難實(shí)現(xiàn)超細(xì)尺度范圍內(nèi)顆粒之間的均勻分散以及燒結(jié)過(guò)程中與基體的相容性，進(jìn)而影響陶瓷材料性能的提高[1]。加入表面改性劑，是提高超細(xì)粉體成型性能以及制品最終性能的有效方法之一，可改善SiC 粉體的分散性、流動(dòng)性，消除團(tuán)聚。SiC 微粉的表面改性方法主要有酸洗提純法、無(wú)機(jī)改性法和有機(jī)改性法等，其中有機(jī)改性法是目前主要采用的方法【7】。2.8 納米二氧化鈦的表面改性研究

三乙醇胺與其他兩種表面活性劑混合使用較單種表面活性劑處理后的納米二氧化鈦其分散效果會(huì)更好。分散納米二氧化鈦效果最佳的表面活性劑為三乙醇胺與十二烷基硫酸鈉的混合物(質(zhì)量比為2：1)，表面活性劑總用量為30％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，采用攪拌和超聲時(shí)間都為15 min，納米二氧化鈦的初始沉降時(shí)間為2．5 h，完全沉降時(shí)間大于120 h。納米TiO 粒徑小，表面能高，呈現(xiàn)強(qiáng)極性，處于熱力學(xué)非穩(wěn)定狀態(tài)，極易團(tuán)聚，粒子間很容易粘結(jié)在一起，很難均勻分散，大大影響了納米材料優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

以運(yùn)城鹽湖高鎂鹵水為原料，通過(guò)鹵水石灰法聯(lián)產(chǎn)氫氧化鎂和碳酸鈣，工藝簡(jiǎn)單可行，最關(guān)鍵是利用灘田日曬處理低濃度的氯化鈉母液，不但省掉昂貴的蒸發(fā)器設(shè)備投資，節(jié)約蒸發(fā)能耗，大大降低生產(chǎn)成本，而且使整個(gè)工藝流程較原鹵水石灰法生產(chǎn)氫氧化鎂和氯化鈣更完善、更合理，較一般工業(yè)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工序更簡(jiǎn)單，是一條值得推廣的生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的工藝路線【8】。2.9 納米無(wú)機(jī)粉體的表面改性處理

納米材料分為納米粉體材料、納米固體材料、納米組裝體系三類。納米粉體材料是納米材料中最基本的一類。納米粉體也叫納米顆粒，一般指尺寸在1～lOOnm之間的超細(xì)粒子。納米顆粒的形態(tài)有球形、板狀、棒狀、角狀、海綿狀等，制成納米顆粒的成分可以是金屬，可以是氧化物，還可以是其他各種化合物【9】。2.10 鋁酸酯對(duì)電氣石的表面改性及其表征

電氣石是一種優(yōu)良的功能環(huán)境材料，用于室內(nèi)涂料和家具、電器等的涂層材料等，產(chǎn)生的負(fù)離子能凈化室內(nèi)空氣；此外，隨著溫度的變化，礦物結(jié)晶體兩端產(chǎn)生電壓，其極性離子在乎衡位置振動(dòng)引起偶極距變化而產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外電磁輻射，可使人體產(chǎn)生熱效應(yīng)和共振吸收效應(yīng)，對(duì)人體具有保健作用。電氣石微粉與聚合物表面性能差異較大，難以直接牢固結(jié)合，在非極性聚合物中分散穩(wěn)定性差，導(dǎo)致材料的力學(xué)性能下降，從而影響其整體綜合性能。故需要對(duì)電氣石的表面進(jìn)行有機(jī)化改性，改性方法以苯為溶劑，鋁酸酯的用量為電氣石的1．5％，70~(2下攪拌0．5 h，可使改性電氣石的活化指數(shù)達(dá)到97％；所得鋁酸酯改性電氣石表面具有較強(qiáng)的水特性，而沒(méi)有影響其晶體結(jié)構(gòu)【10】。2.11 硅烷偶聯(lián)劑對(duì)龍巖高嶺土表面改性

在我國(guó)高嶺土原料豐富且在加工過(guò)程中具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)，是聚合物常用的無(wú)機(jī)礦物填料之一，但由于本身表面親水具有很強(qiáng)的極性，填充聚合物時(shí)難以分散均勻、易發(fā)生自身團(tuán)聚而產(chǎn)生相分離，一定程度上降低了聚合物的力學(xué)機(jī)械性能，必須對(duì)其進(jìn)行表面改性，改性的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：偶聯(lián)劑用量為2％左右，改性pH在8—1O，改性溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間40 min。高嶺土經(jīng)過(guò)活化處理后，在液體石蠟中的分散性和穩(wěn)定性均得到明顯提高；偶聯(lián)劑與高嶺土之間以化學(xué)鍵合作用為主【18】。

3材料表面改性的研究進(jìn)展 3.1 超細(xì)無(wú)機(jī)粉體材料

超細(xì)無(wú)機(jī)粉體在塑料、橡膠、油漆、涂料、油墨等領(lǐng)域作為填料廣泛使用?？刹捎酶鞣N方法對(duì)超細(xì)無(wú)機(jī)粉體進(jìn)行表面有機(jī)化改性, 以降低其表面極性和比表面能, 從而減少粒子間的團(tuán)聚現(xiàn)象, 提高粉體與有機(jī)高聚物之間的親和性, 改善粉體在有機(jī)高聚物本體內(nèi)的分散性。表面改性方法很多, 無(wú)論采用哪種方法, 在考慮處理效果的同時(shí)也要考慮處理費(fèi)用、填充量以及材料某些特殊功能所帶來(lái)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。超細(xì)無(wú)機(jī)粉體的表面改性是與應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的技術(shù), 國(guó)內(nèi)超細(xì)無(wú)機(jī)粉體表面改性技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)力來(lái)自應(yīng)用或市場(chǎng)【11】。3.2 金屬粉體表面改性綜述

粉體表面改性的原理及相關(guān)理論是表面改性技術(shù)的基礎(chǔ)。它涉及到粉體的表面性質(zhì)，粉體的表面與表面改性劑的作用機(jī)理，如吸附或化學(xué)反應(yīng)的類型，作用力或鍵合力的強(qiáng)弱，熱力學(xué)性質(zhì)的變化等等。對(duì)粉體進(jìn)行表面改性，可以賦予粒子諸多優(yōu)異性能，是提高粉體性能的有效途徑。

金屬粉體的表面改性具有以下幾點(diǎn)意義：

(1)改善粉體在水或有機(jī)介質(zhì)中的潤(rùn)濕性或分散性。

(2)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求，強(qiáng)化或減弱粉體在某些方面的性質(zhì)。(3)金屬粉體經(jīng)過(guò)改性后，與基體間有較強(qiáng)的親和力和相容性，生 成的復(fù)合材料性能更佳【12】。3.3 鑄造鋁合金表面改性

鑄造鋁合金是鋁合金家族中用途較廣的一種，耐腐蝕、耐磨性能較低是其缺點(diǎn)。表面改性是提高其耐腐蝕性能及耐磨性能的主要方法之一目前，為改善鑄造鋁合金耐腐蝕耐磨性能而采用的表面改性方法主要有：微弧氧化法、激光表面處理法、化學(xué)鍍、電鍍法以及陽(yáng)極氧化法。應(yīng)繼續(xù)著力對(duì)鑄造鋁合金的表面耐磨性能、抗腐蝕性能進(jìn)行研究，從新技術(shù)、新工藝如表面納米強(qiáng)化、表面復(fù)合物強(qiáng)化方面對(duì)鑄造鋁合金進(jìn)行改性，才能使鑄造鋁合金的應(yīng)用提高到一個(gè)新的高度【13】。3.4 PET表面改性研究

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有優(yōu)異的機(jī)械性能和良好化學(xué)穩(wěn)定性及衛(wèi)生性_1 J，在紡織、包裝、農(nóng)業(yè)及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。但是由于PET大分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，結(jié)晶度較高，且分子中無(wú)強(qiáng)極性基團(tuán)，故其表面親和性較差，因此很大程度上影響了PET材料的表面親水性、印刷性、染色性以及血液相容性等性能。PET表面改性方法主要有：化學(xué)接枝改性、紫外光輻照接枝改性、高能射線輻照接枝改性、等離子體處理接枝改性以及臭氧氧化改性等；通過(guò)PET表面改性，可以改善PET的親水性、抗靜電性、粘附性和生物相容性等性能；目前PET表面改性多采用在PET表面進(jìn)行化學(xué)接枝的方法【14】。3.5氫氧化鎂阻燃劑表面改性

氫氧化鎂作為阻燃助劑時(shí)，存在易團(tuán)聚、分散性差、相容性差等問(wèn)題，因此，改善其表面性質(zhì)是研究的重要課題。

目前，氫氧化鎂的改性方法主要是表面化學(xué)改性和膠囊化改性。主要的表面改性方法是干法和濕法。其中，濕法改性工藝雖稍顯復(fù) 雜，但效果好，成本低，使用廣泛。一步微乳液懸浮聚合法和水浴加熱法等方法為氫氧化鎂的改性研究提出了新的思路。開發(fā)氫氧化鎂制備與改性同步完成工藝、聚合氫氧化鎂／復(fù)合材料工業(yè)生產(chǎn)裝置等，將成為未來(lái)氫氧化鎂阻燃劑產(chǎn)品研究的發(fā)展方向【16】。4 結(jié)論

目前的表面改性技術(shù)已經(jīng)逐漸趨于成熟但還未達(dá)到我們的期望。表面改性的發(fā)展趨勢(shì)是：在現(xiàn)有的表面改性的基礎(chǔ)上、通過(guò)技術(shù)進(jìn)步降低生產(chǎn)成本，尤其是各種偶聯(lián)劑的成本；同時(shí)運(yùn)用先進(jìn)化學(xué)、高分子、生化和化工科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，研究開發(fā)應(yīng)用性能好、成本低、在某些應(yīng)用領(lǐng)域有專門性能或特殊功能并能與粉體表面和基質(zhì)材料形成牢固作用的新型表面改性劑。

文獻(xiàn)：

【1】劉婷，陸紹榮，王一靚，張晨曦，黃志義 表面改性劑對(duì)SF/PP復(fù)合材料性能的影響 【2】王 巖, 肖艷, 郎美東 華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 表面改性對(duì)羥基磷灰石蛋白吸附的影響

【3】白艷霞 趙麥群 金文蜂 趙 陽(yáng) 王婭輝 榆林學(xué)院化工學(xué)院榆林 西安理工大學(xué)材料學(xué)與工程學(xué)院西安 表面改性對(duì)片狀鋅粉分散穩(wěn)定性的影響 【4】王明軒 曾曉飛 沈志剛 陳建峰

北京化工大學(xué)納米材料先進(jìn)制備技術(shù)與應(yīng)用科學(xué)教育部 納米CeO2的表面改性及其在水介質(zhì)中的分散性能

【5】陳顯利 田野 張浩 楊慧慧 吳敏 東北大學(xué)工商管理學(xué)院 沈陽(yáng)水務(wù)集團(tuán)有限公司水業(yè)技術(shù)研發(fā)中心 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所 納米磁種材料表面改性及其水吸附性能

【6】李 堅(jiān)，劉佳一，張陽(yáng)德 一種新型納米增透防霧膜對(duì)光學(xué)鏡片的表面改性

【7】鐵生年，李星 青海大學(xué)非金屬材料研究所 半導(dǎo)體制造用碳化硅粉體偶聯(lián)劑表面改性

【8】郝喜海，李慧敏，李菲，史翠平，孫淼 湖南工業(yè)大學(xué)包裝新材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖南工業(yè)大學(xué)包裝與材料工程學(xué)院 納米二氧化鈦的表面改性研究

【9】章斌 淺談納米無(wú)機(jī)粉體的表面改性

【10】胡應(yīng)模，熊佩，楊雪，邊靜，朱建華，王清嶺 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)材料科學(xué)與5-程學(xué)院 鋁酸酯對(duì)電氣石的表面改性及其表征

【11】史春薇 姚娟娟 遼寧石油化工大學(xué) 南京金渤島科貿(mào)有限公司 超細(xì)無(wú)機(jī)粉體材料表面改性研究進(jìn)展

【12】云錫研究設(shè)計(jì)院 張振華 金屬粉體表面改性綜述 【13】黃有國(guó)，李慶余，王紅強(qiáng) 廣西師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 鑄造鋁合金表面改性研究進(jìn)展

【14】王甜甜，王曉春，趙國(guó)棵 北京服裝學(xué)院 PET表面改性研究進(jìn)展 【15】魯光輝 劉杰 申保磊 賀洋 鄭水林中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京美盛沃利工程技術(shù)公司 陶土橡膠填料的表面改性配方研究

【16】辜曉蕓，吳學(xué)東 成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院 氫氧化鎂阻燃劑表面改性研究進(jìn)展

【17】劉立華 Mg(OH)2阻燃劑的表面改性及其在軟質(zhì)PVC中的應(yīng)用 【18】姚輝梅，商太友，孟祥，聞亞亞，王順，王彬紅 龍巖學(xué)院化學(xué)與材料學(xué)院 硅烷偶聯(lián)劑對(duì)龍 巖高 嶺土表面改性的研究

第三篇：納米改性材料

納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料

近日，河南科麗奧高新材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱為科麗奧公司）在鄭州成功召開了“納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料”新產(chǎn)品成果鑒定會(huì)，本次鑒定會(huì)由鄭州市科學(xué)技術(shù)局牽頭、科學(xué)技術(shù)廳參與、眾多高校教授、研究所教授出席。眾與會(huì)專家在聽取、審議了項(xiàng)目組的工作報(bào)告、技術(shù)研究報(bào)告、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析報(bào)告，以及用戶使用報(bào)告和專家現(xiàn)場(chǎng)考察報(bào)告后，一致認(rèn)為：該產(chǎn)品具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，項(xiàng)目技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品綜合性能達(dá)到國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品領(lǐng)先水平，并建議加大系列產(chǎn)品開發(fā)、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域、加強(qiáng)推廣應(yīng)用力度。自行研制納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料

科麗奧公司在“納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料”項(xiàng)目立項(xiàng)以后，成立了項(xiàng)目攻關(guān)小組，總經(jīng)理吳法辰擔(dān)任組長(zhǎng)，成員包括分管技術(shù)、質(zhì)量、研發(fā)、生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)人，為了強(qiáng)化研發(fā)能力，科麗奧公司聘請(qǐng)了許多行業(yè)專家、高校、科研院所等單位專家及多名工程應(yīng)用技術(shù)人員參與項(xiàng)目的研發(fā)。

項(xiàng)目組對(duì)項(xiàng)目材料情況進(jìn)行了大量的調(diào)研、多次科學(xué)工藝設(shè)計(jì)和企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用性試驗(yàn)，并有針對(duì)性的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析分體、解決問(wèn)題。最終，“納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料”研制成功，召開“納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料”成果鑒定會(huì)，并順利通過(guò)了專家鑒定，現(xiàn)該產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)、省內(nèi)等知名建筑工程，創(chuàng)造出杰出的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵技術(shù)和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

在鑒定會(huì)上，專家一致認(rèn)為“納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料”的關(guān)鍵技術(shù)和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下內(nèi)容：一是技術(shù)創(chuàng)新，本項(xiàng)目利用納米白炭黑、納米抗老化劑、納米改性劑、納米促進(jìn)劑等有效活性物質(zhì)對(duì)二甲基硅橡膠改性、補(bǔ)強(qiáng)，賦予有機(jī)硅橡膠優(yōu)良的觸變性、分散的穩(wěn)定性、極強(qiáng)的滲透性等，涉及到的創(chuàng)新技術(shù)有：荷葉型自清潔效應(yīng)技術(shù)、特異智能呼吸技術(shù)、耐高溫（200℃）、低溫（-80℃）、極強(qiáng)的滲透性技術(shù)、綠色環(huán)保技術(shù)等等；二是工藝創(chuàng)新，運(yùn)用納米氣相二氧化硅、偶聯(lián)劑、固化劑、稀釋劑等，按照科學(xué)配方、適當(dāng)工藝、適量填充制成。其中以多官能團(tuán)的有機(jī)硅硅橡膠、交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑等構(gòu)成反應(yīng)穩(wěn)定的組份A，固化劑、增粘劑補(bǔ)強(qiáng)劑等構(gòu)成組份B，經(jīng)過(guò)氣液沉積以后按比例復(fù)配、進(jìn)行特殊反應(yīng)，打破傳統(tǒng)改性瀝青、聚氨酯材料的繁瑣工藝局限，同時(shí)避免了對(duì)人體健康的影響。

“納米改性有機(jī)硅橡膠防水材料”的投產(chǎn)和應(yīng)用，將是建筑防水材料史上的又一次偉大的技術(shù)革命。

第四篇：ABS改性材料

ABS改性材料

化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物

英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene

比重:1.05克/立方厘米 成型收縮率:0.4-0.7%

成型溫度：200-240℃

干燥條件：80-90℃ 2小時(shí)

工作溫度：-50~+70℃

特點(diǎn)：

1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好.2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。

4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。

用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件.成型特性：

1.無(wú)定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí).2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為>270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度.3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?/p>

4、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。

ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。

ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落現(xiàn)象。

ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物ABS部分牌號(hào)介紹 品名型號(hào) 產(chǎn)地 熔指g/10min 特性及用途

9715A 吉化 16 用于汽車,家電,電子產(chǎn)品外殼配件,玩具,日用品等行業(yè)及產(chǎn)品.0215A 吉化 20 用于汽車,家電,電子產(chǎn)品外殼配件,玩具,日用品等行業(yè)及產(chǎn)品.750 大慶石化 4.5 具有易流動(dòng)性,OA設(shè)備,雜貨等.301 蘭化 1.3-2.3 適合于普通的各種機(jī)殼部件,家用電器,燈具,雜品.510 遼寧華錦 2.5 用于汽車,家電,電子產(chǎn)品外殼配件,玩具,日用品等行業(yè)及產(chǎn)品.757K 鎮(zhèn)江奇美 4.2 電視機(jī)前殼，復(fù)印機(jī)外殼，電話機(jī)機(jī)殼，化妝品盒707K 鎮(zhèn)江奇美 1.9 電話機(jī)外殼，燈座，玩具，辦公室用品，家電按鈕。757 臺(tái)灣奇美 1.8 電視機(jī)前殼，復(fù)印機(jī)外殼，電話機(jī)機(jī)殼，化妝品盒747原白 臺(tái)灣奇美 0.8 安全帽，摩托車檔板，鞋后跟，雪地運(yùn)動(dòng)用品等747磁白 臺(tái)灣奇美 1.2 超高強(qiáng)度,射出成型用.777D 臺(tái)灣奇美 6 超耐熱性.777B 臺(tái)灣奇美 6.5 耐熱性.758 臺(tái)灣奇美 透明性 好

765B 臺(tái)灣奇美 4.2 難燃性，耐光性，耐熱性。750 南韓錦湖 4.5 家電制品、汽車零件。GP-22 巴斯夫 13-23 家電制品、汽車零件。

第五篇：環(huán)氧樹脂改性研究進(jìn)展（推薦）

綜合實(shí)踐

環(huán)氧樹脂改性研究進(jìn)展

專業(yè)：高分子材料與工程

班級(jí)：高分子092

學(xué)號(hào)：2009016015

姓名：歐麗麗

日期：2012，6，1環(huán)氧樹脂改性研究進(jìn)展

摘要 ：環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。環(huán)氧樹脂是一種綜合性能優(yōu)良的熱固性樹脂，但其韌性不足，耐熱性能也較低，耐沖擊損傷差。文章介紹了改性環(huán)氧樹脂的幾種方法，并且對(duì)核殼乳膠粒子改性環(huán)氧樹脂做了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：改性；環(huán)氧樹脂

1：概述：

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘接性能、耐磨性能、機(jī)械性能、電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性能、耐高低溫性能以及收縮率低、易加工成型和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。在膠粘劑、電子儀表、航天航空、涂料、電子電氣絕緣材料以及先進(jìn)復(fù)合材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但由于純環(huán)氧樹脂固化物具有較高的交聯(lián)結(jié)構(gòu),存在易發(fā)脆和抗沖擊韌性差等缺點(diǎn),難以滿足工程技術(shù)的使用要求, 限制了環(huán)氧樹脂工業(yè)的發(fā)展。目前，環(huán)氧樹脂可以通過(guò)無(wú)機(jī)剛性填料、橡膠彈性體、熱塑性塑料、核殼聚合物、熱致液晶聚合物、納米材料等進(jìn)行增韌。也有最新資料表明，用超支化聚合物對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌已取得良好的效果。

2：環(huán)氧樹脂的改性方法：

2.1：有機(jī)硅樹脂改性環(huán)氧樹脂

醚酰亞胺改性四官能團(tuán)EP膠粘劑的粘接剪切強(qiáng)度是改性前的2倍左右, 200℃高溫剪切強(qiáng)度僅下降10% ,不均勻剝離強(qiáng)度提高2.5倍左右，;酰亞胺的引入可以提高

改性EP的高溫剪切強(qiáng)度保留率, 150℃時(shí)為76% ～84% , 175℃時(shí)也可達(dá)到75%;雙羥基聚酰亞胺固化EP粘接不銹鋼時(shí)。層間剪切強(qiáng)度有機(jī)硅樹脂有良好的介電性、低溫柔韌性、耐熱性、耐候性及憎水性,而且表面能低,用其改性EP既能提高介電性能,又能提高韌性和耐高溫性能、降低內(nèi)應(yīng)力,但它與EP相容性差。因此,一般使用帶有活性基團(tuán)的有機(jī)硅樹脂改性EP。比如,聚二甲基硅氧烷具有卓越的柔性與獨(dú)特的低表面能特性,是改EP的理想材料,但兩者不能互容,通過(guò)在聚二甲基硅氧烷分子鏈上引入能與EP的環(huán)氧基反應(yīng)的官能團(tuán),如羥基、羧基、氨基等基團(tuán)可改進(jìn)二者的相容性[1]。

張冰等[2]將帶有N 2(β2氨乙基)2γ2氨丙基側(cè)基的聚二甲基硅氧烷與EP共混,使相界面上的氨基與EP上的環(huán)氧基反應(yīng)生成聚硅氧烷接枝EP共聚物,從而增加了兩相間的相容性。夏小仙以氨丙基封端的二甲基二苯基硅氧烷低聚物改性雙酚A型EP,隨著共聚物中苯基含量的增加,軟段的有機(jī)硅聚合物的溶解度參數(shù)提高,兩相相容性達(dá)到較好的增韌效果。陳慧宗合成了一種含有乙氧基、羥基、甲基與苯基的新型聚硅醚,對(duì)EP進(jìn)行改性,改性產(chǎn)品可耐高溫。

李善君[3]用試驗(yàn)證明由分散聚合制備的有機(jī)硅改性鄰甲酚EP對(duì)降低EP的內(nèi)應(yīng)力有顯著效果, EP的力學(xué)性能、熱性能和內(nèi)應(yīng)力不但與兩者比例有關(guān),而且與使用的固化促進(jìn)劑的品種和用量亦有很大關(guān)系溫、抗氧化、粘接力強(qiáng)且穩(wěn)定性好。

2.2：聚氨酯(PUR)改性環(huán)氧樹脂

互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)是制備特殊性能高分子合金的有效方法。PUR的高彈性、耐磨性與EP的高粘接性可通過(guò)IPN體系互補(bǔ)與強(qiáng)化

施利毅等[4]利用聚合物合金的思想,采用熔體共混法制備出了EP /PUR共混體系。他們以異氰酸基封端PUR預(yù)聚體與EP在熔融條件下加入固化劑固化后得到共混改性體系,由于異氰酸基本身能與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng),因此得到的改性體系兩相間有良好的相容性。

管云林等[5]用不同的PUR 和EP 制備一系列EP /PUR IPN,通過(guò)DSC對(duì)其進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互穿程度的提高增加了組分之間的相容性。楊亞輝等以聚酯和二異氰酸酯為聚合單體,合成了端異氰酸基聚酯,采用原位多相聚合技術(shù),用芳香二胺將其擴(kuò)鏈生成聚氨酯脲,從而與E80環(huán)氧樹脂,并選用改性二乙烯三胺為固化劑,對(duì)共混后的樹脂進(jìn)行固化。采用差示掃描量熱法研究材料熱力學(xué)性能,利用電子顯微鏡研究其微觀形態(tài),采用拉伸、剪切、沖擊和彎曲等測(cè)試方法研究其力學(xué)性能,綜合各項(xiàng)性能數(shù)據(jù),最終得出復(fù)合材料最優(yōu)的配比。

展望

近年來(lái)環(huán)氧樹脂增韌研究取得了很大的進(jìn)步，但仍存在很多問(wèn)題。還需要我們?cè)谝韵聨讉€(gè)方面進(jìn)一步努力。（1）尋找新的材料和制備方法，提高添加材料和環(huán)氧樹脂的相容和良好的加工性能。（2）提高現(xiàn)有的材料與環(huán)氧樹脂的融合效果。

隨著科技的發(fā)展，電器電子材料，復(fù)合材料對(duì)環(huán)氧樹脂的要求越來(lái)越高。環(huán)氧樹脂改性研究使環(huán)氧樹脂有了質(zhì)的飛躍。環(huán)氧樹脂的增韌改性一直是高分子材料專家十分關(guān)注的研究課題。目前，環(huán)氧樹脂的增韌技術(shù)日益成熟，已進(jìn)入實(shí)用階段。核殼聚合物的應(yīng)用為環(huán)氧樹脂的增韌開辟了一種比較理想的方法，其應(yīng)用前景非常廣闊。就目前對(duì)其的研究、應(yīng)用狀況來(lái)看，對(duì)核殼聚合物的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)，合成方法，形成機(jī)理，增韌改性等諸多方面取得了許多成果，但商業(yè)化產(chǎn)品和應(yīng)用還有待開發(fā)和研究。環(huán)氧樹脂正從通用型向高性能，高附加值系列轉(zhuǎn)變。這種發(fā)展使環(huán)氧樹脂的改性技術(shù)日趨完善，相信隨著研究人員的努力和實(shí)踐，環(huán)氧樹脂的增韌改性研究會(huì)有更大的突破，改性的環(huán)氧樹脂應(yīng)用也將更加廣泛。

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