多組分聚合物結(jié)構(gòu)與性能

前言

多組分聚合物是近年來高分子材料研究和應(yīng)用中發(fā)展極其迅速的領(lǐng)域之一，發(fā)展多組分聚合物的目的是對(duì)已有高分子材料進(jìn)行改性。在高分子科學(xué)發(fā)展早期，高分子材料的改性是通過共聚來實(shí)現(xiàn)的。通過共聚開發(fā)了一大批非常有用的高分子材料。但通過共聚對(duì)高分子材料進(jìn)行改性的過程比較復(fù)雜，效率較低，因此人們一直在尋找更簡(jiǎn)捷快速的方法以實(shí)現(xiàn)對(duì)高分子材料的改性,共混方法由此應(yīng)運(yùn)而生。多組分聚合物就是通過化學(xué)或物理共混方法制備的一大類高分子材料的統(tǒng)稱。目前，高分子材料的共混已成為其改性的主要手段之一，尤其是20世紀(jì)下半葉以來，高分子材料工業(yè)中的許多重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都與高分子材料的共混改性有關(guān)，因此高等院校高分子材料類專業(yè)的學(xué)生，尤其是研究生，了解和掌握一些多組分聚合物方面的知識(shí)是十分必要的。國(guó)內(nèi)已有許多院校的高分子材料類專業(yè)開設(shè)了相關(guān)的課程。據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外介紹高分子共混材料的書籍雖然很多，但適合作為教材的卻并不多見。大量的相關(guān)信息散落于各種專業(yè)雜志中，學(xué)生們往往無所適從。筆者在從事多組分聚合物結(jié)構(gòu)與性能的教學(xué)過程中，也深深感到這方面教材的缺乏。本書最初是筆者為碩士研究生開設(shè)的“多組分聚合物結(jié)構(gòu)與性能”課程的講義，經(jīng)過多年補(bǔ)充、修改和完善，形成較為完整的教材體系。本書是作者結(jié)合多年來從事多組分聚合物的教學(xué)、科研工作中取得的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，參閱了大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)專著和文獻(xiàn)資料后編寫的，希望不僅能作為材料科學(xué)與工程專業(yè)碩士研究生的教材使用，更能為相關(guān)領(lǐng)域的教師、研究生、高年級(jí)本科生、研究人員和工程技術(shù)人員在從事教學(xué)、科研和工程技術(shù)工作時(shí)提供借鑒和參考。全書的內(nèi)容可分為三大部分，第一部分主要介紹了多組分聚合物的基礎(chǔ)理論知識(shí)，第二部分著重討論了多組分聚合物的各方面性能，第三部分則對(duì)一些重要的多組分聚合物，尤其是具有特殊結(jié)構(gòu)的接枝共聚物、嵌段共聚物、互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)和超支化聚合物等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本書在編寫過程中，重點(diǎn)參考了江明編著的《高分子合金的物理化學(xué)》，封樸編著的《聚合物合金》，吳培熙、張留城編著的《聚合物共混改性原理及工藝》，王經(jīng)武編著的《塑料改性技術(shù)》，孫載堅(jiān)、周普等編著的《接枝共聚物》和譚惠民、羅云軍編著的《超支化聚合物》等著作，從中受到不少啟發(fā)和教益，在此一并表示感謝。本書的第1章～第4章、第8章、第9章和第11章由王國(guó)建撰寫，第5章～第7章、第10章和第12章由邱軍撰寫。全書由王國(guó)建審校、修改和定稿。本書在編寫過程中，得到了同濟(jì)大學(xué)研究生院的大力支持，將其列為同濟(jì)大學(xué)“十一五”規(guī)劃教材，并得到“同濟(jì)大學(xué)教材、學(xué)術(shù)出版基金委員會(huì)”的資助，在此表示由衷的感謝。由于本書涉及的內(nèi)容較為廣泛，信息量較大，加之筆者學(xué)識(shí)水平有限，盡管在編著過程中力圖正確和準(zhǔn)確，但書中一定有不少疏漏之處，敬請(qǐng)讀者不吝指正。

內(nèi)容概要

多組分聚合物是近年來高分子材料中研究、開發(fā)和應(yīng)用十分活躍的領(lǐng)域之一。本書作者是直接從事多組分聚合物教學(xué)、科研和開發(fā)領(lǐng)域長(zhǎng)期工作的教師，通過總結(jié)自己的教學(xué)、科研經(jīng)驗(yàn)，并查閱了國(guó)內(nèi)外大量的文獻(xiàn)資料，根據(jù)研究生教學(xué)的特點(diǎn)，以通俗簡(jiǎn)潔的語言對(duì)近年來研究十分活躍的多組分聚合物的發(fā)展歷史、基本原理、制備技術(shù)、性能特點(diǎn)、主要應(yīng)用和發(fā)展方向作了較為全面而系統(tǒng)的介紹。本書內(nèi)容翔實(shí)豐富，科學(xué)性強(qiáng)。     本書可作為高等院校高分子材料及相關(guān)專業(yè)碩士研究生的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生課外閱讀圖書，并可供從事高分子材料研究、開發(fā)和應(yīng)用的教師、科研人員和工程技術(shù)人員參考之用。

書籍目錄

第1章　緒論 　1.1　概述 　1.2　基本概念 　1.3　多組分聚合物的主要類型和表示方法 　　1.3.1　多組分聚合物的主要類型 　　1.3.2　多組分聚合物的表示方法 　1.4　多組分聚合物的制備方法 　　1.4.1　物理共混法 　　1.4.2　共聚?共混法 　　1.4.3　互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物 　　1.4.4　嵌段共聚物和接枝共聚物 　1.5　聚合物共混改性的發(fā)展概況 　1.6　重要的聚合物共混物 　　1.6.1　以聚乙烯為基體的共混物 　　1.6.2　以聚丙烯為基體的共混物 　　1.6.3　以聚氯乙烯為基體的共混物 　　1.6.4　以聚苯乙烯為基體的共混物 　　1.6.5　其他聚合物共混物 第2章　多組分聚合物的物理化學(xué)原理 　2.1　聚合物之間的相容性概念 　2.2　聚合物/聚合物互溶性的熱力學(xué)分析 　2.3　相分離的臨界條件 　2.4　聚合物/聚合物的互溶性和二元共混體系相圖 　2.5　相分離機(jī)理 　2.6　研究聚合物/聚合物相容性的實(shí)驗(yàn)方法 　2.7　改善聚合物共混物相容性的方法 　　2.7.1　改善聚合物共混物相容性的意義 　　2.7.2　相容聚合物的結(jié)構(gòu)特征 　　2.7.3　增容作用及增容方法 　　2.7.4　通過改變鏈結(jié)構(gòu)改善相容性 　　2.7.5　增容劑的應(yīng)用 第3章　多組分聚合物的相態(tài)結(jié)構(gòu) 　3.1　概述 　3.2　聚合物共混物相態(tài)結(jié)構(gòu)的基本類型 　　3.2.1　非結(jié)晶型聚合物共混物的相態(tài)結(jié)構(gòu) 　　3.2.2　含結(jié)晶型聚合物的共混物的形態(tài)特征 　3.3　影響聚合物共混物相態(tài)結(jié)構(gòu)的因素 　　3.3.1　影響相連續(xù)性的因素 　　3.3.2　影響微區(qū)形態(tài)和尺寸的因素 　　3.3.3　含有結(jié)晶型聚合物共混體系相態(tài)結(jié)構(gòu)的影響因素 　3.4　聚合物共混物的界面層 　　3.4.1　界面層的概念 　　3.4.2　界面層的形成 　　3.4.3　界面層的厚度 　　3.4.4　界面層的性質(zhì) 　　3.4.5　影響聚合物共混物界面層結(jié)構(gòu)的因素 第4章　多組分聚合物的增韌機(jī)理 　4.1　概述 　4.2　橡膠增韌塑料的增韌機(jī)理 　　4.2.1　早期的增韌理論 　　4.2.2　銀紋?剪切帶?空穴理論 　　4.2.3　Wu氏理論 　　4.2.4　影響橡膠增韌塑料沖擊強(qiáng)度的因素 　4.3　非彈性體增韌塑料的機(jī)理 　　4.3.1　剛性有機(jī)粒子增韌 　　4.3.2　無機(jī)剛性粒子增韌 第5章　多組分聚合物的力學(xué)性能 　5.1　多組分聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變 　　5.1.1　聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變 　　5.1.2　多組分聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變 　5.2　多組分聚合物的形變特點(diǎn) 　　5.2.1　共混物形變的特點(diǎn) 　　5.2.2　研究形變的實(shí)驗(yàn)方法 　　5.2.3　多組分聚合物形變的影響因素 　5.3　多組分聚合物的沖擊強(qiáng)度 　　5.3.1　材料沖擊強(qiáng)度的測(cè)試方法 　　5.3.2　影響橡膠增韌塑料沖擊強(qiáng)度的因素 　5.4　多組分聚合物的其他力學(xué)性能　　5.4.1　多組分聚合物的彈性模量　　5.4.2　多組分聚合物的應(yīng)力松弛 第6章　多組分聚合物的流變特性第7章　多組分聚合物的其他特性第8章　接枝共聚物 第9章　嵌段共聚物 第10章　互穿聚合物網(wǎng)絡(luò) 第11章　樹枝狀聚合物和超支化聚合物 第12章　多組分聚合物各論 附錄　縮略語對(duì)照表 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：按聚合物共混物組分之間有無化學(xué)鍵，可將它們分成兩大類：一類是不同聚合物之間無化學(xué)鍵存在的物理共混物；另一類是不同聚合物分子鏈（鏈段）間存在化學(xué)鍵的化學(xué)共混物。（1）物理共混物  將不同種類的聚合物置于混合設(shè)備中，借助于攪拌、剪切的作用進(jìn)行物理混合得到的共混物稱為物理共混物或機(jī)械共混物。物理共混的結(jié)果是使聚合物間實(shí)現(xiàn)最大程度的分散，形成穩(wěn)定的體系。機(jī)械共混的方法主要有熔融共混、溶液共混和乳液共混，其中以熔融共混使用最普遍。目前的研究表明，物理共混過程中并非完全沒有化學(xué)反應(yīng)。事實(shí)上，在強(qiáng)烈的機(jī)械剪切作用下，也可能使少量聚合物降解，產(chǎn)生大分子自由基，繼而形成接枝或嵌段共聚物。因此物理共混物中往往伴有一定的化學(xué)共混物。（2）互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物  互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物是指兩種或兩種以上交聯(lián)聚合物互相貫穿、纏結(jié)形成的聚合物共混體系。在這一體系中，兩種聚合物之間并無化學(xué)鍵連接，兩種聚合物各自以微小的聚集體形成三維空問連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)并相互貫穿，無法通過簡(jiǎn)單方法分離，因此即使在兩種聚合物互不相容的情況下，仍可達(dá)到強(qiáng)制的混合。因此這類共混物可看成是通過化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)的物理共混，它是高分子共混物中一個(gè)重要的品種，但至今工業(yè)化的產(chǎn)品尚不多。（3）嵌段共聚物和接枝共聚物  嵌段共聚物是由化學(xué)結(jié)構(gòu)和性能不同的兩種或兩種以上大分子通過頭尾連接所形成的共聚物，每一種大分子鏈的重復(fù)單元至少在幾十個(gè)以上。接枝共聚物是由化學(xué)結(jié)構(gòu)和性能不同的兩種大分子通過主鏈與支鏈的化學(xué)連接所形成的共聚物，同樣，每一種大分子鏈的重復(fù)單元至少也在幾十個(gè)以上。在這兩類共聚物中，各種大分子鏈之間僅有少量化學(xué)鍵相連接，因此每一個(gè)大分子基本保持了各自的化學(xué)和物理特性，形成獨(dú)立的相區(qū)，因此是兩類典型的多組分聚合物，可看成是用化學(xué)方法制備的高分子共混物。嵌段共聚物和接枝共聚物有十分獨(dú)特的性能，已成為多組分聚合物中最受關(guān)注的體系。（4）交聯(lián)型共混物在這類共混物中，一種聚合物作為另一種聚合物的交聯(lián)劑，或互為交聯(lián)劑，即兩種聚合物通過化學(xué)鍵互相交聯(lián)起來。這種交聯(lián)體系與傳統(tǒng)的采用小分子固化劑形成的交聯(lián)體系不同，由于形成交聯(lián)的兩部分均為高分子，當(dāng)交聯(lián)度不是很高時(shí)，各種高分子均可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)而形成相區(qū)，因此也是一類典型的采用化學(xué)方法制備的聚合物共混物。環(huán)氧樹脂和聚酰胺反應(yīng)形成的固化產(chǎn)物即屬于這一類型。

編輯推薦

《多組分聚合物結(jié)構(gòu)與性能》是由化學(xué)工業(yè)出版社出版的。

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