第7章 共混和复合材料.pptVIP

8.1 概述 8.2 高分子共混材料 8.2.2 高分子共混材料的相容性 两种高分子掺和在一起能不能混合？混合的程度如何？必须考虑高分子的相容性问题。 8.2.3高分子共混材料的织态结构 根据二相“软”、“硬”情况可以分四类： 1） 分散相软（橡胶）-连续相硬（塑料） 例如：橡胶增韧塑料（ABS、HIPS、 PVC+CPE、PP+EPR 等） 2） 分散相硬-连续相软 例如：热塑性弹性体（SBS） 3） 分散相软-连续相软 例如：天然橡胶与合成橡胶共混 4） 分散相硬-连续相硬 例如： PC＋PE 、PPO（PC）＋PS等 （1）光学性能 例1 ABS是由连续相AS（丙烯晴-苯乙烯共聚）塑料（透明）和分散相SBR（丁苯橡胶）（不透明）接枝共聚，ABS是不透明的。 例2 PMMA韧性不足，将MMA和B、St共混后获得MBS塑料，抗冲击强度提高很多但成为不透明的材料。如果严格调节二相各自的共聚组成。使两相的折射率相接近，就可得到透明的MBS塑料。 例3 SBS塑性弹性体：分散相（硬）-PS塑料；连续相（软）-PB橡胶。PS作为分散相分散在PB橡胶连续相中。当分散相尺寸很小，不影响光线通过，也可以是透明的。 （2）热性能 例1 对于有些塑料，为了增加韧性，采用加增塑剂的办法。例如PVC，采用增塑的办法获得适当的韧性，但同时增塑使得Tg下降，降低了塑料的使用温度。 例2 橡胶增韧塑料HIPS，由于在PS塑料中加入了橡胶组分（顺丁、丁苯橡胶），所以抗冲性大大提高（韧性大大提高），但却不降低使用温度。 橡胶增韧塑料可大幅度提高韧性而又不降低使用温度，这是共混高聚物的突出优点之一。 （3）力学性能 橡胶增韧塑料的力学性能上最突出的特点是：大幅度提高韧性的同时，不至于过多的牺牲材料的刚性和抗张强度。 8.3 高分子复合材料 8.3 高分子复合材料 8.3.2 填料 新型填料（增强体） 新型填料（增强体） 新型填料（增强体） 8.3.3 玻璃纤维增强复合材料 8.3.4 高分子基纳米复合材料 （1）溶胶-凝胶法 （1）溶胶-凝胶法 （1）溶胶-凝胶法 （1）溶胶-凝胶法 （1）溶胶-凝胶法 （2）插层复合法 （2）插层复合法 （2）插层复合法 8.3.5 先进高分子复合材料 8.3.5 先进高分子复合材料 8.3.5 先进高分子复合材料 8.3.6 功能高分子复合材料 Sol-Gel过程一般可采取两种方式来实现： 一是无机相原位生成； 二是无机相和有机相协同生长。 无机粒子是在聚合物提供的受控环境下通过Sol-Gel反应原位生成，相当于在一个纳米模板或纳米微反应器中生成。 将预先形成的聚合物膜浸入前驱体溶液中，通过前驱体的离子交换或渗透完成掺合，然后经过水解、老化和干燥等步骤形成无机相。 无机相原位生成: 无机相和有机相协同生长: 将高分子先溶解于合适的溶剂中，再加入前驱物、水和催化剂，在适当的条件下前驱物水解成溶胶，经缩聚反应后形成无机相，再干燥制得有机-无机纳米复合膜。 在以上两种不同的Sol-Gel方式得到的纳米复合体系中，一个明显的区别在于最终微观结构的不同。无机相原位生成可以有效控制无机相的尺寸，粒子的最大粒径不会超过离子簇的尺寸。 而当有机相和无机粒子的生长同时进行时，两相之间的相互作用以及相对含量就会影响到复合膜最终的微观结构。 插层复合法是制备高分子/层状硅酸盐纳米复合材料的方法，即将单体或聚合物插入层状硅酸盐片层之间，进而破坏硅酸盐的片层结构，使其剥离成层状基本单元，并均匀分散在聚合物基体中，实现高分子与层状硅酸盐在纳米尺度上的复合。 一些常见的层状硅酸盐 ： 层状硅酸盐 layered silicates 分 子 式 Chemical formula 蒙 脱 土 滑 石 锂蒙脱土 沸 石 蛭 石 Nax(Al2-xMgx)(Si4O10)(OH)·mH2O Cax/2Mg2(AlxSi4-xO10)(OH)2·mH2O Nax(Mg3-xLix)(Si4O10)(OH)2·mH2O (Na,Ca)x/2(Mg3-xLix)(Si4O10) (OH,F) ·mH2O (Na,Ca)x/2(Mg3 ) (AlxSi4-x)O10(OH)2·mH2O 目前研究较多并具有实际应用前景的层状硅酸盐是2∶1型粘土矿物，其基本结构单元是由两层硅氧四面体中间夹带一层铝氧八面体构成，两者之间靠共用氧原子连接，如蒙脱土（MMT）的结构 ： 插层方法： 插层聚合：先将聚合物单体分散、插层进入层状硅酸盐片层之间，然后原位聚合，使片层剥离； 聚合物插层：又分聚合物熔融插层和溶液插层 Shear O