聚合物表面與界面ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 04:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 減少了均聚物的的生成。 ?缺點(diǎn)：由于產(chǎn)生的活性中心壽命不長(zhǎng)，接枝效率較低。 無(wú)氧輻照 ?將聚合物在真空或惰性氣氛中進(jìn)行預(yù)輻照，使聚合物表面產(chǎn)生自由基，然后在同樣無(wú)氧的條件下引入單體，在適當(dāng)溫度下，聚合物基材上的自由基引發(fā)單體反應(yīng)形成接枝聚合物。 有氧輻照聚乙烯表面丙烯胺的放射線接枝聚合空氣中前照射法空氣中前照射法（ b） 低溫等離子法低溫等離子使聚合物表面產(chǎn)生自由基 若在惰性等離子處理中引入乙烯基單體，基材表面的自由基就會(huì)引發(fā)單體進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)：若在有氧等離子處理中，大分子自由基與氧作用，生成過(guò)氧化物：在乙烯基單體存在下，過(guò)氧化物分解產(chǎn)生的自由基就會(huì)引發(fā)單體發(fā)生接枝聚合反應(yīng)：熱分解 熱聚合 等離子處理后 HDPE的丙烯腈接枝聚合聚丙烯表面聚丙烯酰胺接枝量與輝光放電時(shí)間的關(guān)系輝光放電時(shí)間與聚合活性種濃度的關(guān)系（ c） 光化學(xué)接枝法?紫外光直接照射下引發(fā)接枝聚合?加入光敏劑再進(jìn)行紫外接枝（ Ⅰ ）直接光引發(fā)（ Ⅱ ）光敏劑引發(fā)?第 1類：光敏劑吸收光能后自身可分解為自由基，引發(fā)單體聚合： ?第 2類光敏劑吸收光能后，本身不直接形成自由基，而是產(chǎn)生激發(fā)態(tài)分子，激發(fā)態(tài)分子再和聚合物反應(yīng)，在表面形成大分子自由基。2) 偶合接枝法?偶合接枝法是利用高聚物表面的官能團(tuán)與接枝聚合物反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)聚合物的表面改性。?聚氨酯表面接枝肝磷脂 乙烯 乙烯醇共聚物的接觸角隨氨基甲酸化反應(yīng)時(shí)間的變化?用過(guò)氧化物奪取聚丙烯分子鏈上的叔氫原子形成自由基，再與馬來(lái)酸酐反應(yīng)，就在聚丙烯分子鏈上接枝了具有反應(yīng)活性的酸酐基團(tuán)，利用酸酐與帶羥基或胺基的聚合物反應(yīng)，就可再聚丙烯表面實(shí)現(xiàn)偶合接枝。3) 添加接枝共聚物法接枝共聚物在 PMMA中添加量對(duì)接觸角的影響 復(fù)合材料的界面?復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的不同材料通過(guò)一定工藝制成的多相材料，并具有與原組成材料不同的新的性能。?界面對(duì)復(fù)合材料的性能起著至關(guān)重要的作用。復(fù)合材料的性能不是組成材料性能的簡(jiǎn)單加和，而產(chǎn)生了 1＋ 12 的作用，稱為協(xié)同效應(yīng)。界面是復(fù)合材料產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的根本原因。纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合前后的結(jié)構(gòu)示意圖復(fù)合材料破壞過(guò)程中的能量吸收復(fù)合材料界面模型1 纖維本體區(qū)2 纖維表面區(qū)3 界面吸附層4 基體表面區(qū) 5 基體本體區(qū)復(fù)合材料的界面并不是簡(jiǎn)單的幾何平面，而是包含著兩相之間的過(guò)渡區(qū)域的三維界面相?界面相內(nèi)的化學(xué)組分，分子排列，熱性能，力學(xué)性能呈現(xiàn)連續(xù)的梯度性變化。界面相很薄，只有微米的數(shù)量級(jí)，卻有極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。?在玻璃纖維 (GF)偶聯(lián)劑 基體的體系中，存在如下七個(gè)層次的復(fù)雜結(jié)構(gòu)： │GF│GF表面 │GF/偶聯(lián)劑 │偶聯(lián)劑 │偶聯(lián)劑 /基體 │基體表面 │基體 │浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的界面u 浸潤(rùn)理論?浸潤(rùn)性不是界面粘接的唯一條件。例如，氯丙基硅烷的表面張力為 ， 溴苯基硅烷的表面張力為 ， 它們的表面張力大，但卻對(duì)不飽和聚酯無(wú)效；而乙烯基硅烷的表面張力只有 ， 卻是對(duì)不飽和聚酯有效的偶聯(lián)劑；乙基硅烷的表面張力與乙烯基硅烷相似，對(duì)不飽和聚酯卻是無(wú)效的。環(huán)氧樹脂對(duì)新鮮的 E玻纖表面浸潤(rùn)性好，但粘接性卻不好，界面耐水老化性也差，但若用胺丙基硅烷處理 E玻纖，對(duì)環(huán)氧的浸潤(rùn)性下降，但界面的粘接性卻提高。 界面化學(xué)反應(yīng)u 化學(xué)鍵理論 化學(xué)鍵理論的成功： 硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用； 碳纖維、有機(jī)纖維等的表面處理 化學(xué)鍵理論的不足： 難以解釋某些偶聯(lián)劑不能與基體反應(yīng)卻有好的處理效果的現(xiàn)象； 難以解釋熱應(yīng)力松弛的現(xiàn)象。u 可逆水解理論?1970年 Plueddmann提出了可逆水解理論，用來(lái)解釋硅烷偶聯(lián)劑作用機(jī)理，同時(shí)來(lái)說(shuō)明松弛應(yīng)力的效應(yīng)以及抗水和保護(hù)界面的作用。硅烷在無(wú)機(jī)表面上的可逆平衡吸附層u 擴(kuò)散理論?該理論認(rèn)為高聚物的相互間粘結(jié)是由表面上的大分子相互擴(kuò)散所致。 ?兩相的分子鏈互相擴(kuò)散，滲透，纏結(jié)，形成了界面層。擴(kuò)散過(guò)程與分子鏈的分子量，柔性，溫度，溶劑，增塑劑等因素有關(guān)。 分子鏈的相互擴(kuò)散?相互擴(kuò)散實(shí)質(zhì)上是界面中發(fā)生互溶，粘結(jié)的兩相之間界面消失，變成了一個(gè)過(guò)渡區(qū)域，因此對(duì)粘接強(qiáng)度提高有利。 ?當(dāng)兩種高聚物的溶解度參數(shù)接近時(shí)，便容易發(fā)生互溶和擴(kuò)散，得到比較高的粘接強(qiáng)度。 剝離強(qiáng)度與溶解度參數(shù)的關(guān)系 偶聯(lián)劑?所謂偶聯(lián)劑是分子中含有兩種不同性質(zhì)基團(tuán)的化合物，其中一種基團(tuán)可與增強(qiáng)材料發(fā)生化學(xué)或物理的作用。另一種基團(tuán)可與基體發(fā)生化學(xué)或物理作用。通過(guò)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)作用，使基體與增強(qiáng)材料實(shí)現(xiàn)良好的界面結(jié)合。216。 有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑 通式： RnSiX4nR為有機(jī)基團(tuán)， X為可水解基團(tuán)， n＝ 1～ 4；若 n＝ 1， 則通式為： RSiX3硅烷偶聯(lián)劑的作用機(jī)理如下：?(1) X基團(tuán)水解，形成硅醇（ 2） 硅醇的硅 羥 基之 間 以及硅醇硅 羥 基與玻纖 表面硅 羥 基之 間 形成 氫鍵
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