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文档简介
工程塑料及其应用
青岛科技大学
塑料工程教研室第一章工程塑料性能一第二章工程塑料成型加工二第三章工程塑料改性三第四章工程塑料在机械中的应用四目录
大多数工程塑料都不是单独使用,而是采用多种手段进行改性使用,以拓宽其应用领域。3工程塑料改性
工程塑料合金泛指工程塑料的共混物,主要包括PC、PBT、PA、POM、PPS、PPO、PTFE等工程塑料为主的共混体系。
聚合物合金的发展历史可以追溯到20世纪40年代,这一时期开发成功的高拉伸聚苯乙烯,是由苯乙烯和橡胶(顺丁橡胶或丁苯橡胶)接枝共聚制得的聚合物合金。20世纪50年代初期开发成功的ABS树脂是典型的聚合物合金,它是将聚丁二烯胶乳接枝在苯乙烯和丙烯腈共聚物上而制得的。
3.1工程塑料合金
(1)物理性能的改性。改性的目的是提高耐冲击强度、耐热性、尺寸稳定性、耐药品性、涂装性等。其典型实例是汽车外护扳用的聚合物合金(PA/PPO合金)。
(2)成型加工性的改良。降低成本、提高流动性和改善脱模性。代表实例是众所周知的PC与ABS系合金。3.1工程塑料合金特点
(3)多功能化改性。经共混可使某些聚合物体系产生某种持殊性能,例如,防静电性、导电性、阻燃性、润滑件、阻隔性、阻尼性等功能性,成为功能化塑料合金。3.1工程塑料合金特点
聚酰胺系合金开发的目的是提高耐冲击性、刚性、耐热性和尺寸稳定性。3.1.1聚酰胺合金
聚酰胺合金品种有PA/PE、PA/ABS、PA/PBT、PA/PET、PA/PPS等,更新型的品种有PA/聚芳酯、PA/硅树脂等。主要有三类:一类是通过与聚烯烃、烯烃共聚物、弹性体等共混,以提高PA在低温、干态下的冲击强度和降低吸湿性,主要应用于汽车、机械和电子、电气、运动器械等领域;3.1.1聚酰胺合金
第二类是掺混高性能工程塑料,如PPO、聚芳酯等,主要是提高PA的耐热性计改善综合性能,这类共混物多用于汽车外壳、内饰制品的生产;第三类为各种聚酰胺之间的共混物,它可以平衡各种聚酰胺的特性,扩展其应用领域。3.1.1聚酰胺合金
PP、PE的加入,有效地改善了PA6、PA66的吸湿性,提高了制品的尺寸稳定性。PE、PP为非极性聚合物,它们与强极性的聚酰胺不具有热力学相容性。为提高相容性在PE、PP分子链上接技马来酸酐(MAH),以引入酸酐基团或羧基。当它们与PA熔融共混时,这些活性基因可同PA分子末端的氨基反应,实现反应增容,借以强化两类聚合物的界面粘接,共混物的性能得以明显改善。3.1.1聚酰胺合金之PA/聚烯烃合金PA/PE和和PA/PP合合金金的的加加工工性性能能优优于于PA,,可可采采用用注注射射、、挤挤出出等等成成型型方方法法加加工工成成各各种种制制品品。。PA/PP合合金金具具有有优优异异的的冲冲击击性性能能和和良良好好的的滑滑动动特特性性,,可可用用作作建建筑筑材材料料、、套套管管接接头头等等。。PA/PP合合金金与与PA相相比比,,吸吸水水性性低低,,密密度度低低,,尺尺寸寸稳稳定定性性好好,,冲冲击击强强度度高高,,力力学学强强度度和和刚刚性性降降低低小小,,适适宜宜制制作作紧紧固固件件、、连连接接器器、、供供涂涂装装用用的的汽汽车车外外装装零零件件以以及及大大型型电电气气零零部部件件等等。。3.1.1聚聚酰酰胺胺合合金金之之PA/聚聚烯烯烃烃合合金金PA/ABS合合金金是是一一类类结结晶晶/非非晶晶共共混混体体系系。。两两组组分分具具有有一一定定的的相相容容性性结结构构呈呈现现较较精精细细的的相相分分离离状状态态。PA/ABS合金金的的热热变变形形温温度度和和熔熔体体流流动动性性有有明明显显提提高高。。良良好好的的成成型型加加工工性性能能为为制制造造要要求求外外观观品品质质高高的的大大型型制制品品提提供供了了保保证证。。PA/ABS合合金金是是制制造汽汽车车车车身身壳壳板板等等汽汽车车部部件件的的理理想想材材料料。。此此外外,,它它还还具具有有良良好好的的耐耐冲冲击击性性、、刚刚性性和和耐耐化化学学药药品品性性,,在在一一般般机机械械和和日日用用品品方方面面也也有有广广泛泛的的应应用用。。3.1.1聚聚酰酰胺胺合合金金之之PA/ABS合合金金3.1.1聚聚酰酰胺胺合合金金之之PA/ABS合合金金PA6/ABS合合金金性性能能PA/PPS合合金金的的关关键键是是,,在在PA与与PPS共共混混时时添添加加酚酚醛醛型型环环氧氧树树脂脂作作为为相相容容剂剂,,可可显显著著改改善善PA与与PPS的的相相容容性性,,制制得得具具有有优优良良性性能能的的PA/PPS合合金金。PA/PPS的的突突出出特特点点是是耐耐热热性性优优良良。。PA66//PPS合合金金的的热热变变形形温温度度(1.82MPa)可可高高达达245℃℃以以上上,,耐耐热热品品级级的的长长期期使使用用温温度度可可达达150℃℃以以上上,,因因此此,,成成为为聚聚酰酰胺胺中中的的高高档档材材料料,,可可用用作作耐耐热热性性要要求求高高的的汽汽车车气气缸缸盖盖罩罩等等零零部部件件。。3.1.1聚聚酰胺合合金之PA/PPS合合金3.1.1聚聚酰胺合合金之PA/PPS合合金PA66/PPS合金金性能在成型加加工过程程中,PA的酰酰胺键和和PC的的碳酸酯酯键,往往往会发发生氨基基交换反反应,伴伴随着相相对分子子质量的的降低和和气体的的产生,,给成型型造成困困难。采采用马来来酸酐-芳基系共共聚物作作为相容容剂,可可抑制上上述的氨氨基交换换反应,,使PA与PC的合金金化获得得成功。。PA/PC合金金改进了了PC的的耐化学学药品性性,并具具有良好好的力学学性能和和电气性性能。可可用于制制造汽车车外装零零件和办办公自动动化机器器壳体等等。3.1.1聚聚酰胺合合金之PA/PC合金金以聚酰胺胺为基体体,以具具有高玻玻璃化转转变温度度的聚芳芳酯和高高冲击韧韧度改良良剂作为为分散相相,可制制得具有有高抗冲冲击性能能的PA/PAR合金金。其主要特特点是::耐热性性优异,,在较宽宽的温度度范围内内均有优优良的冲冲击性能能;耐溶溶剂和耐耐化学药药品性优优良;吸吸水率低,尺寸寸稳定性性好,成成型收缩缩率较低低,制品品不易翅翅曲变形形;加工工温度范范围宽;;成型加加工性能能良好,,其熔体体流动性性一般介介于PA6和PA66之间;;由于热热稳定性性好,在在多次受受热情况况下,其其结构及及共泥物物形态很很少变化化,所以以重复加加工性能能优良,,适宜采采用注射射成型。。3.1.1聚聚酰胺合合金之PA/聚聚芳酯合合金由PA与与PTFE及特特殊纤维维共混制制得的PA/PTFE合金,,具有优优异的耐耐摩擦磨磨损特性性和耐疲疲劳性。。作为耐磨磨材料使使用时,,对磨材材料不管管是钢材材、铝材材、还是塑料料,都显显示出极极为优异异的滑动动特性。。运转时时可以不不加润滑滑脂,这这对提高高零件的的可靠性性及简化化工程等等方面均均具有重重要意义义。PA/PTFE合合金主要要用于机机械、交交通运输输等领域域,如点点式打印印机的导导向装置置,阀门门、传动动器等。。3.1.1聚聚酰胺合合金之PA/PTFE合金以PBT或PET为主主体,与与其他聚聚合物共共混制得得的合金金统称为为热塑性性聚酯合合金。目目前已工工业化生生产的热热塑性聚聚酯合金金主要是是PBT合金。。PBT树树脂与其其他树脂脂共混改改性是为为了在不不显著损损害PBT树脂脂性能的的前提下下,达到到提高其其缺口冲冲击强度度及耐热热性,改改善其翘翘曲变形形、尺寸寸稳定性性及制品品外观等等目的。。3.1.2热热塑性聚聚酯合金金PBT与与PET的化学学结构相相似,熔熔融温度度也较接接近,在在共混时时相容性性良好。。PBT与与PET共混可可以降低低成本,,对于PET而而言,则则解决了了结晶速速度慢,,不易成成型的问问题。此此种合金金成型温温度低,,成型周周期短,,这是PBT高高速结晶晶特性所所产生的的效果。。具有优优良的化化学稳定定性、热热稳定性性、强度度、刚度度和耐磨磨耗性,,制品有有良好的的光泽。。3.1.2热热塑性聚聚酯合金金之PBT/PET合合金缺点:PBT/PET合金在在熔融滞滞留状态态易发生生酯交换换反应,,初期生生成嵌段段共聚物物,后期期则成为为无规共共聚物,,使两聚聚合物的的特长在在共混物物中消失失。因此此,防止止酯交换换反应是是制造PBT/PET合金的的一个技技术关键键。实际上,,PBT/PET合金金几乎都都是玻璃璃纤维增增强的,,因其可可提高结结晶速度度,增加加刚性并并使外观观更好。。GF增增强的此此类合金金主要用用于制造造各种家家用电器器部件及及车灯罩罩等。3.1.2热热塑性聚聚酯合金金之PBT/PET合合金PBT与与乙烯系系聚合物物共混,可提高高其冲击击强度。。但是,,乙烯系系聚合物物与PBT的溶溶解度参参数相差差大,相相容性不不好,在在共混时时常呈现现两相结结构.两两相界面粘结不良良,不能能实现增增韧改性性。为此此,人们们着眼于于用各种种改性的的乙烯共共聚物与与PBT共混,,以增加加共温组组分的相相容性。。3.1.2热热塑性聚聚酯合金金之PBT/PE合金金PBT/PC合合金体系系实际上上是三元元体系,,第三组组分为EDPM、丙烯烯酸酯或或有机硅硅类弹性性体。共共混过程程中添加加相容剂剂,适合合PBT/PC体系的的相容剂剂有苯乙乙烯/马马来酸酐共聚聚物(S-g-MAH)、苯苯乙烯//甲基丙丙烯酸缩缩水甘油油酯共聚聚物(S-g-GMA),以以及聚乙乙烯接技技共聚物物(PE-g-MAH)等。。官能化化的弹性性体作第第三组分分有利于于增加其其相容性性。PBT/PC共共混过程程中,易易发生酯酯交换反反应,同同时体系系中微量量水分的的存在会会引起水水解反应应,这两两种反应应均导致致PBT、PC的降解解。PBT/PC合合金具有有优良的的抗低温温冲击、、耐高温温老化和和耐化学学药品性性能。适适合用作作汽车的的外装饰饰部件、、办公自动化和通通信设备备部件。。3.1.2热热塑性聚聚酯合金金之PBT/PC合金金PBT/ABS合金是是典型的的不相容容体系。。PBT与ABS共混混,充分分地利用用了PBT的结结晶性和和ABS的非结结晶性特特征,使使得该共共混合金金具有优优良的加加工成型型性、尺尺寸寸稳定性性、耐药药品性以以及可涂涂装性。。3.1.2热热塑性聚聚酯合金金之PBT/ABS合合金PBT/ABS合金广广泛用作作汽车与与摩托车车的内外外装饰件件、小家家电部件件、光学学仪器、、办公设设备部件件与外壳壳。玻璃璃纤维增增强PBT/ABS合金制品品表面光光洁、耐耐高温烧烧结涂覆覆、耐汽汽油,可可作为摩摩托车发发动机罩罩及其他他部件。。碳纤维增增强PBT/ABS合合金具有有良好的的加工流流动性、、高刚性性、低挠挠度、表表面光洁洁、柔性性好,并并具有良良好的防防电磁干干扰功能能,是手手提电脑脑理想的的外壳材材料。3.1.2热热塑性聚聚酯合金金之PBT/ABS合合金PC是一一种综合合性能较较好的工工程塑料料。但是是它的某某些缺陷陷,如易易于应力力开裂,,对缺口口敏感,,耐磨性性欠佳与与加工流流动性较较差等,,很有必必要改进进。3.1.3聚聚碳酸酯酯合金PC与ABS共共混制备备PC/ABS合金,,可以降降低PC粘度、提高PC的耐应应力开裂裂性,降降低冲击击对缺口口的敏感感性,同同时还可可降低成成本。PC/ABS合合金综合合性能优优异。与PC相相比,PC/AB5合合金既具具有PC的耐热热性、力力学强度度和尺寸寸稳定性性,又降降低了熔熔体粘度度,改善善了加工工性能,,提高了了强度和和低温冲冲击强度度。3.1.3聚聚碳酸酯酯合金之之PC/ABS合金PC/聚聚烯烃合合金包括括PC/PP合合金和PC/PE合金金。PC与聚烯烯烃共混混,可提提高PC的抗冲冲击性能能,改善善PC的的加工流流动性,,降低制制品的内内应力,,同时还还可提高高PC的的拉伸强强度和断断裂伸长长率,并并降低PC的成成本。在在PC中中加入PE,可可改进PC的厚厚壁耐冲冲击性。。PC/聚聚烯烃合合金产品品的冲击击强度高高,冲击击强度比比PC高高4倍,,且能耐耐高温消消毒,易易加工,,流动性性好,耐耐沸水,,耐应力力开裂,,适用于于制作食食品餐具具、容器器、安全全帽、电电器零件件、电动动工具外外壳和纺纺织用纬纬纱管等等。3.1.3聚聚碳酸酯酯合金之之PC/聚烯烃烃合金PS的熔融粘粘度小,加工性能能好,少少量的PS与PC共混混可大大大提高PC的加加工流动动性,从从而提高高PC的的成型性性。PC的双折折射率大,,难以满足足制造某些些类型光盘盘的要求。。PS与PC共混可以减减小PC的的双折射率率,从而扩扩大PC在在光盘基材材中的应用用。PS在在PC中还还可以起到到刚性有机机填料的作作用,提高高PC的硬硬度。另外外,用PS替代部分分PC,制制成PC/PS合金金,可以减减少价格昂昂贵的PC用量,从从而降低成成本。3.1.3聚碳酸酸酯合金之之PC/PS合金PPO的熔熔融粘度高高,流动性性差,加工工成型困难。共混改性是PPO最重要要的改性措措施,其共共混物被誉为最典型的的聚合物合合金。PPO与PS均为非非晶聚合物物,其相容容性非常好好。PPO与PS共共混,改善善了其加工工流动性。。除了耐热热性能略低低外.PPO/PS合金的性性能与PPO相似,,表现出良良好的电气气性能,均均衡的力学学性能和突突出的耐水水、耐热水水性能。3.1.4其他合合金之PPO合金PPO/PA合金品品种有PPO/PA66、PPO/PA6,能提高PA的热性能能、力学性性能和尺寸寸稳定性。PPO/PA合金具具有PPO的高玻璃璃化转变温温度和尺寸寸稳定性,,同时具有有PA的耐耐溶剂性和和成型性..是一种性性能优异的的工程塑料料合金。主主要应用于于汽车零部部件,如车车轮盖、发发动机同边边部件等,,还可以用用于电子电电器、办公公用品、医医疗器械等等设备部件件。3.1.4其他合合金之PPO合金PPO与PA66、、PA6是是完全不互互容的聚合合物,利用用相容化和和掺混技术术,可将非非结晶性的的FPO和和结晶性树树脂PA合合金化,由由PA海相相和PPO岛相形成成海-岛微微观相分离离结构。使使合金兼具具PA和PPO的优优点,形成成高刚性、、高强度、、高耐热性性、综合性性能优异的的新型材料料。PPO还可可与其他聚聚合物,如如PBT、、PET、ABS、聚烯烃烃、PTFE、弹性性体等共混混形成合金金。3.1.4其他合合金之PPO合金POM是典典型的结晶晶性聚合物物,与其他他聚合物共共很时相容容性较差。。大多采用用弹性体增增韧,如PB、TPU、EPDM、丙丙烯酸酯类类橡胶、乙乙烯共聚物物等。此外外,还应用用PTFE等树脂。。聚乙烯相对对POM具具有较好的的韧性,加加工成型性性好。与POM共混混,能改善善POM的的加工性能能、产品的的尺寸稳定定性、材料料的冲击强强度,可制造出刚刚柔结合、、综合性能能较为平衡衡的合金材材料,用于于仪表的传传动部件。。3.1.4其他合合金之POM合金聚酰胺大分分子链中的的氨基能与与POM中中的醚键形形成氢键,,因此,POM与PA有较好好的相容性性。非结晶晶性聚酰胺胺对POM具有较好好的增韧作作用,与非非结晶性聚聚酰胺共混混,能改善善其耐侯性性、缺口冲冲击的敏感感性.可制制备综合性性能优异的的工程结构构材材料。聚四氟乙烯烯(PTFE)是优优良的耐磨磨材料,与与POM共共混能有效效提高POM的耐磨磨性,制得得高耐磨材材料。3.1.4其他合合金之POM合金聚苯硫醚(PPS)韧性差、、熔融过程程粘度不稳稳定(在空空气中加热热产生氧化化交联),,研制较多多的有PPS/PA、PPS/PS、PPS/ABS、PPS/AS、、PPS/PP0、、PPS/PC、PPS/PSF、PPS/PEEK、、PPS/PES。。PPS与PA6、PA66等等共混可显显著提高其其冲击强度度。虽然PPS与PA因熔融融温度和热热分解温度度相差悬殊殊,实现良良好的共混混有困难,但与预期情情况相反,,两者在高高温下却呈呈现很好的的工程上的的混溶性。。PPS与PS均为脆脆性材料,,但PPS掺混PS后冲击强强度得到改改善。PPS与ABS共混,,增韧效果果更突出,,与AS树树脂共混也也有一定的的改性效果果3.1.4其他合合金之PPS合金3.2.1聚酰胺复复合材料玻璃纤维、、石棉纤维维、碳纤维维、金属晶晶须等增强强聚酰胺复复合材料,,在很大程程度上弥补补了聚酰胺胺性能上的的不足,其其中以玻璃璃纤维增强强聚酰胺最最为重要。。3.2工程程复合材料料聚酰胺经玻玻璃纤维增增强后,力力学强度、、刚性、尺尺寸稳定性性和耐热性性等明显提提高,成为为性能优良良,用途广广泛的工程程塑料。将将它作为替替代金属材材料的结构构零部件使使用时,疲疲劳强度约约为末增强强聚酰胺的的2.5倍倍,它的比比疲劳强度度已经接近近金属的水水平。玻璃纤维增增强聚酰胺胺的蠕变与与未增强聚聚酰被相比比,也有大大幅度的下下降,而且且增强聚酰酰胺的蠕变变大部分发发生在最初初的几十小小时之内,,以后便逐逐渐趋于平平缓,这种种蠕变特性性对于结构构零部件来来说是十分分可贵的。。玻璃纤维维增强聚酰酰胺的热变变形温度较较高,而且且耐热老化化性也比未未增强聚酰酰胺好,使使用寿命随随之提高。。这是因为为玻璃纤维维具有良好好的网络补补强作用,,即使聚酰酰胺本身受受到热老化化作用,其其强度仍能能由玻璃纤纤维的网络络补强而在在相当程度度上得到维维持。3.2.1聚酰胺复复合材料纤维增强聚聚酰胺的生生产方法有有短纤法和长长纤法。所谓短纤法法是将切断断的纤维混混入聚酰胺胺树脂中,,同时加入入双螺杆挤挤出机中进进行共混。。长纤法是玻玻璃纤维从从双螺杆熔熔融区导入入,通过双双螺杆的转转动带入双双螺杆与熔熔融的基料料汇合,并并进入螺杆杆的捏合区区,经捏合合块强剪切切作用,将将纤维剪成成一定长度度的短纤与与基料混合合均匀,而而得到最终终产品。3.2.1聚酰胺复复合材料增强聚酰胺胺的品种繁繁多,几乎乎所有聚酞酞胺都可以以制造增强强品级。商商品化较多多的品种有有:增强PA6、增增强PA66、增强强PA46、增强PAl0l0等。其其中,产量量和用量最最大的是增增强PA6、增强PA66。。玻璃纤维增增强聚酰胺胺除了与未未增强聚酰酰胺的用途途相同之外外,还适合合制作在力力学强度、、刚性、韧韧性、耐热热性和尺寸寸稳定性等等方面有着着更高要求求的机械、、汽车、电电器等零部部件,如电电钻外壳、、增压器管管道、汽车车车盖、汽汽车变速杆杆底座、汽汽车制动踏踏板、泵叶叶轮、螺旋旋桨、轴承承、袖套、、齿轮、滑滑轮、螺母母、手柄、、拨叉、灯灯座、工具具把手、各各种开关、、油箱等。。也可加工工成管材和和棒材。3.2.1聚酰胺复复合材料玻璃纤维增增强PC提提高了聚碳碳酸酯的强强度、刚性性和尺寸稳稳定性,改改善了应力力开裂性,,在机械、、仪表、电电器、交通通运输等领领域,被广广泛用于制制造轴承保保持架、导导轨、齿轮轮、设备壳壳体、电子子计算机零零件、精密密仪器零件件、配电板板、电动工工具罩、汽汽车零件、、飞机零件件、自行车车零件以及及宇航员头头盔等。由由于该复合合材料在很很大程度上上改善了聚聚碳酸酯的的应力开裂裂,玻璃纤纤维增强聚聚碳酸酌的的线膨胀系系数和铝、、锌等轻金金属属于同同一水平,,因此,可可用于制备备带有嵌件件的制品。。3.2.2PC复合材料料3.2.1聚酰胺复复合材料玻璃纤维、、石棉纤维维、碳纤维维、金属晶晶须等增强强聚酰胺复复合材料,,在很大程程度上弥补补了聚酰胺胺性能上的的不足,其其中以玻璃璃纤维增强强聚酰胺最最为重要。。3.2工程程复合材料料采用在POM中添加玻璃纤维、、玻璃微珠珠及碳纤维维等,以提高聚聚甲醛的强强度、刚性性和热变形形温度,并并降低成本本。加入GF后,由于流流动剪切力力的作用,,玻璃纤维维在流动方方向上的取取向,会同同时引起流流动方向与与相垂直方方向上性能能的差异,,从而造成成制品整体体性能的不不均衡,产产生翘曲和和变形;另另外,还会会使聚甲醛醛的耐磨损损性下降。。为了克服玻玻璃纤维由由于取向导导致变形及及性能不均均衡的问题题,可采用用玻璃微珠珠增强的方方法。采用用碳纤维增增强,也具具有明显的的增强效果果,并可弥弥补玻璃纤纤维增强导导致耐磨性性大幅度下下降的不足足。3.2.3POM复复合材料POM复合合材料性能能3.2.3POM复复合材料特点:所谓纳米工工程塑料,,是指金属属、非金属属和有机填填充物以纳纳米尺寸分分散于工程程塑料基体体中形成的的树脂基纳纳米复合材材料。在树树脂基纳米米复合材料料中,分散散相的尺寸寸至少在一一维方向上上小于100nm。。由于分散相相的纳米尺尺寸效应,,大的比表表面面积和和强界面结结合,会使使纳米工程程塑料具有有一般工程程塑料所不不具备的优优异性能。。因此,纳纳米工程塑塑料是一种种全新的高高技术新材材料,具有有极为广阔阔的应均前前景和商业业推广价值值。3.3纳米米工程塑料料制备关键技技术在于分分散技术和和界面处理理手段(1)分散散技术由由于纳米米微粒的团团聚现象,,使其在高分子基基体中很难难呈纳米级级分散,纳纳米效应难难以发挥,,复合材料料的应力集集中较为明明显,微裂裂纹发展成成宏观开裂裂,造成复复合材料性性能下降。。高分子基基体与纳米米微粒间的的弱界面作作用,也使使得纳米微微粒对高分分子材料的的填充改性性效果未能能达到理想想状态,成为制备备高性能能纳米复复合材料料的瓶颈颈技术。。3.3.1纳米米工程塑塑料制备备因此进行行表面修修饰是十十分必要要的,可可改善纳纳米粉体体与基体体间的相相容性和和润湿性性,提高高它在基基体中的的分散设设,增强强与基体体的界面面结合力力,从而而提高纳纳米复合合材料的的力学强强度和综综合性能能。(2)界界面处理理塑料破坏坏本质在在于其在在外力作作用下,,大分子子链发生生滑移或或断裂,,从而使使材料被被拉出晶晶区造成成宏观破破坏。纳米工程程塑料由由于纳米米微粒均均匀分散散在基体体中,改改善了链链间作用用,阻碍碍了分子子间的运运动,起起到了有有效的支支撑强化化作用,,阻止了了基体材材料分子子链的滑滑移,因因而填充充改件剂剂与高分分子系体体界面间间的粘结结强度,,对纳米米工程塑塑料的性性能是至至关重要要的。3.3.1纳米米工程塑塑料制备备纳米微粒粒由于表表面能高高,微粒粒间极易易团聚,,而且一一旦团聚聚,不但但纳米材材料本身身的性能能不能得得到正常常发挥,,还会影影响复合合材料的的综合性性能。纳米微粒粒的表面面改性是是指用物理或化化学方法法对微粒表表面进行行处理,,改变微微粒表面面的物化化性质。。其目的的就是改改善纳米米粉体表表面的可可润湿性性,增强强纳米粉粉体在介介质中的的界面相相容性,,使纳米米微粒容容易在有有机化合合物中分分散,提提高纳米米粉体的的应用性性能,使使其在复复合材料料的基体体中达到到纳米微微粒应有有作用,,提高纳纳米复合合材料的的力学性性能。3.3.1纳米米材料表表面改性性技术(1)表表面物理理吸附或或包覆改改性(2)表表面化学学改性((醇酯化化反应法法、酸酯酯化反应应法和偶偶联剂法法)(3)表表面接枝枝改性((与颗粒粒表面的的接枝反反应;颗颗粒表面面聚合生生长接技技;聚合合与表面面接枝同同步进行行)(4)机机械化学学改性((粉碎碎、研磨磨)3.3.1纳米米材料表表面改性性方法制备方法法:插层层技术、、溶胶-凝胶技技术、共共混技术术、在位位分散聚聚合技术术。(1)插插层技术术是根据据层状无无机物(如粘土土、云母母、五氧氧化二矾矾、三氧氧化锰层层状金属属盐类等等)在一一定驱动动力作用用下能碎碎裂成纳纳米尺寸寸的结构构微区,,其片层层间距一一般为纳纳米级,,可容纳纳单体和聚聚合物分分子的原理而形成的的。3.3.1纳米米工程塑塑料制备备方法根据插层层形式不不同又可可分为以以下几种种:插层层聚合、、溶液或或乳液插插层及熔熔体插层层。由于纳米米微粒的的片层结结构在复复合材料料中高度度有序,,所以复复合材料料有很好好的阻隔隔性和各各向异性性。3.3.1纳米米工程塑塑料制备备方法(2)溶胶-凝凝胶技术术是在聚合合物存在在的前提提下,在在共溶体体系中使使前驱物物水解,,得到溶溶胶;进进而凝胶胶化,干干燥制成成纳米材材料。该方法又又可细分分为:前前驱物溶溶于聚合合物溶液液中后再再溶胶、、凝胶;;生成溶胶胶后与聚聚合物共共混,再再凝胶;;在前驱物物存在下下先使单单体聚合合,再凝凝胶化;;前驱物和和单体溶溶解于溶溶剂中,,让水解解和聚合合同时进进行。3.3.1纳米米工程塑塑料制备备方法(3)共共混技术术适合各各种形态态的纳米米微粒。。共混法可可分为溶溶液共混混法、乳乳液共混混法、熔熔融共混混法及机机械共混混法。共混技术术将纳米米微粒与与材料的的合成分分步进行行,可控控制微粒粒形态、、尺寸。。其难点点是微粒粒的分散散问题,,控制微微粒微区区相尺寸寸及尺寸寸分布是是其成败败的关键键。在共共混时,,除采用用分散剂剂、偶联联剂、表表面功能能改性剂剂等综合合处理外外,还应应采用超超声波辅辅助分散散,方可可达到均均匀分散散的目的的。3.3.1纳米米工程塑塑料制备备方法(4)在位分散散聚合技技术是先先使纳米米微粒在在单体中中均匀分分散,然然后进行行聚合反反应。采用种子子乳液聚聚合来制制备纳米米塑料是是将纳米米微粒作作种子
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