第01章 高聚物改性绪论

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1、硕士研究生课程高聚物改性技术高聚物改性技术开设目的开设目的v本课程从聚合物改性基本原理出发，对聚合物本课程从聚合物改性基本原理出发，对聚合物共混物的分类、发展，对聚合物共混物的相容共混物的分类、发展，对聚合物共混物的相容性、形态学、性能以及填充及增强改性的方法、性、形态学、性能以及填充及增强改性的方法、构成、形态及界面、结构与性能等方面进行分构成、形态及界面、结构与性能等方面进行分析和阐述。析和阐述。v要求学生对聚合物改性的基本原理和方法有一要求学生对聚合物改性的基本原理和方法有一个全面认识，并了解聚合物改性发展的一些最个全面认识，并了解聚合物改性发展的一些最新进展。新进展。主要内容主要内容v

2、第第1章章 绪论绪论v第第2章章 共混改性共混改性v第第3章章 填充改性填充改性v第第4章章 增强改性增强改性v第第5章章 化学改性化学改性v第第6章章 表面改性表面改性v第第7章章 纳米技术改性纳米技术改性4参考书：参考书：v王国全王国全. .聚合物共混改性原理与应用聚合物共混改性原理与应用. .北京：中国北京：中国轻工业出版社，轻工业出版社，2007.12007.1v王国全，王秀芬编著王国全，王秀芬编著.聚合物改性聚合物改性（第二版），（第二版），中国轻工业出版社，中国轻工业出版社，2009.v戚亚光，薛叙明戚亚光，薛叙明. . 高分子材料改性高分子材料改性，化学工业出，化学工业出版社，版

3、社，2424元。（高职高专教材）。元。（高职高专教材）。20052005年年1 1月第月第1 1版版 v顾书英顾书英, ,任杰任杰. .聚合物基复合材料聚合物基复合材料. .化学工业出版社化学工业出版社v吴培熙，张留城吴培熙，张留城. . 聚合物共混改性聚合物共混改性北京：中国北京：中国轻轻 工业出版社，工业出版社，1998.31998.35 第第1 1章章 绪论绪论1.11.1高分子材料改性的目的及方法高分子材料改性的目的及方法1.1.1 1.1.1 高分子材料改性的目的高分子材料改性的目的 高分子、金属、陶瓷合称为三大材料高分子、金属、陶瓷合称为三大材料 高分子聚合物是高分子聚合物是202

4、0世纪以来的新型材料世纪以来的新型材料 高分子材料又有许多缺点高分子材料又有许多缺点 通过聚合物改性使聚合物材料的性能大幅度提通过聚合物改性使聚合物材料的性能大幅度提高，或被赋于新的功能高，或被赋于新的功能6（ 20世纪初期）世纪初期） （200年不到年不到） 在人类历史上，几乎没有什么科学技术象高分子科在人类历史上，几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。在二十世纪学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。在二十世纪初，可靠的聚合方法的发现，加上有关高分子理论，初，可靠的聚合方法的发现，加上有关高分子理论，物理和工程的巨大进展，导致并推动了一场材料革命，物理和工程的巨大进

5、展，导致并推动了一场材料革命，这场材料革命至今仍在继续地进行着这场材料革命至今仍在继续地进行着。7服装、面料服装、面料玩具、生活用品玩具、生活用品电气产品外壳、绝电气产品外壳、绝缘体缘体包装、装饰材料包装、装饰材料涂料、粘合剂涂料、粘合剂隐形眼镜隐形眼镜 8价廉价廉轻便轻便强度高强度高易于加工成型易于加工成型性能易于控制性能易于控制使用安全使用安全废弃物易于处理废弃物易于处理 食品的生产和储存食品的生产和储存健康、医疗健康、医疗建筑建筑能源开发和利用能源开发和利用娱乐、体育娱乐、体育军事、航空、航天军事、航空、航天 在一定程度上，工程塑料的强度已经超过了钢铁在一定程度上，工程塑料的强度已经超过

6、了钢铁9 三大合成材料的总量三大合成材料的总量全世界高分子材料已超过全世界高分子材料已超过2 2亿吨，虽然重量不及亿吨，虽然重量不及 钢钢 铁，但由于其比重仅为钢铁的铁，但由于其比重仅为钢铁的1/71/81/71/8，因此，世界，因此，世界 高分子材料总体积远远超过钢铁。发达国家钢铁的高分子材料总体积远远超过钢铁。发达国家钢铁的 产量基本已经稳定了，但高分子材料的产量还在增长产量基本已经稳定了，但高分子材料的产量还在增长高分子材料具备高分子材料具备金属金属和和陶瓷陶瓷等材料的性能特点，在几等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至

7、综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是良。高分子材料的发展和应用，是2020世纪改变人类生活、世纪改变人类生活、生产的生产的2020项项发明之一发明之一10 金属金属 陶瓷陶瓷 11有机硅聚合物有机硅聚合物处理的陶瓷纤维隔热层覆盖在处理的陶瓷纤维隔热层覆盖在神舟五号返回舱表面：神舟五号返回舱表面：有机硅聚合物有机硅聚合物良好的良好的耐高低温性能使之在高空低温和大气层再入耐高低温性能使之在高空低温和大气层再入时的高温环境中得以延长器件的寿命时的高温环境中得以延长器件的寿命外表面温度超过外表面温度超过1000C,内部温度约内部温度约30C 吸收电磁波、声波的隐身材料吸收电磁波、声波的隐身材料

8、减震、降噪的阻尼材料减震、降噪的阻尼材料 航天器用航天器用在宇宙飞船中几乎”充满”了高分子材料13钛合金：钛合金：41%；铝合金：铝合金：15%；钢：钢：5%树脂基复合材料树脂基复合材料: 24%环氧树脂、聚双马来环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼、进气道、机翼(含含整体油箱等整体油箱等)、襟翼、襟翼、副翼、垂尾、平尾、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮、减速板及机身蒙皮等。等。14 F119发动机正在执行用发动机正在执行用树脂基复合材料树脂基复合材料取代钛合金取代钛合金制造风扇送气机区的计划，可节省结构重量制造风扇送气机区的计划，可节省结构重量6.7公斤，并

9、公斤，并正在考虑用正在考虑用树脂基复合材料树脂基复合材料风扇叶片取代现在的钛合金空风扇叶片取代现在的钛合金空心风扇叶片，以期减轻结构重量心风扇叶片，以期减轻结构重量30。15 由数层玻璃和由数层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片粘结而成的特种胶片粘结而成的特种夹层玻璃。夹层玻璃。56式式7.62mm冲锋枪，冲锋枪，56式式7.62mm普通弹普通弹(钢芯钢芯) ， 1 5 米 距 离 射 击 三 发 ， 弹 速 约米 距 离 射 击 三 发 ， 弹 速 约 7 5 0 m / s ， 弹 着 点， 弹 着 点10010mm呈正三角形，防弹玻璃背部没有飞溅物，背部玻呈正三角形，防弹玻

10、璃背部没有飞溅物，背部玻璃表面光滑，弹伤深度璃表面光滑，弹伤深度5mm。 OOC3H7n玻璃和高分子玻璃和高分子的复合材料的复合材料98年，格鲁吉亚谢瓦尔德纳泽被救与防弹玻璃16带有特异功能带有特异功能能够调节自身环境温度。环境温度上升时，能够调节自身环境温度。环境温度上升时，有储热作用；温度下降时，放出热量有储热作用；温度下降时，放出热量能隔绝外界雨、雪、风、霜侵入到人体皮肤，能隔绝外界雨、雪、风、霜侵入到人体皮肤，同时也能将皮肤上的汗水排放到大气中去，具备天然纤维同时也能将皮肤上的汗水排放到大气中去，具备天然纤维（棉、麻、丝等）的功能（棉、麻、丝等）的功能具有防水透气性，能透过人体汗液蒸发

11、的水具有防水透气性，能透过人体汗液蒸发的水蒸气，但却透不过雨水，即具有两种相逆的功能蒸气，但却透不过雨水，即具有两种相逆的功能具有亲水性，可防出汗、防闷热，穿着舒适具有亲水性，可防出汗、防闷热，穿着舒适可永远保持形状不变可永远保持形状不变弹性纤维适宜动作和身体伸展。使用的聚氨弹性纤维适宜动作和身体伸展。使用的聚氨酯纤维，其弹性可接近橡胶酯纤维，其弹性可接近橡胶17 器械的胜利器械的胜利 材质：材质：木、竹、合金、玻纤复合木、竹、合金、玻纤复合材料、碳纤复合材料材料、碳纤复合材料 高性能复合材料是航空、航天、空间、电子等现代高技术领域中不可缺少、不可替代的重要材料，该领域的技术竞争也是世界强国竞