聚合物结构与性能

1、分析HIPS结构组成、加工原理、结构特点与性能

高抗冲聚苯乙烯 ，是将少量聚丁二烯接技到聚苯乙烯基体上 。具有 “ 海岛结构 ”，基体是塑料 ，分散相是橡胶 .具有诸多的特性 :

①耐冲击聚苯 乙烯 为热塑性树脂 ；

②无臭 、无味、硬质材料、成形后尺寸安定性良好 ；

③ 有优秀的高介电性绝缘 性 ；

④为非晶质低吸水性材料 ；

⑤其光泽性良好易于涂装 。

2、分析ABS结构组成、结构特点、性能

ABS树脂是丙烯酸、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。共聚的方式是无规共聚与接枝共聚相结合：它可以是以丁苯橡胶为主链，将苯乙烯、丙烯腈接在支链上；也可以是丁腈橡胶为主链，将苯乙烯接在支链上；也可以以苯乙烯-丙烯腈的共聚物为主链，将丁二烯和丙烯腈接在支链上等等。ABS三元接枝共聚物兼有三种组分的特性。其中丙烯腈有氰基，能使聚合物耐化学腐蚀，提高制品的抗张强度和硬度；丁二烯能使聚合物呈现橡胶状的韧性，这是材料抗张强度增强的主要因素；苯乙烯的高温流动性能好，便于加工成型，且可改善制品的表面光洁度，是一种性能优良的热塑性塑料。

3、聚合物的增韧增强

增韧：①橡胶增韧，如通过橡胶增韧苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂，制备性能优良的ABS工程塑料。②刚性无机填料增韧，如纳米碳酸钙粒子增韧高密度聚乙烯。③热塑性塑料增韧，如热塑性塑料增韧双马来酰亚胺树脂。④液晶聚合物增韧，如热致性液晶聚合物增韧环氧树脂。

增强：添加无机纳米粒子如TiO2、SiO2、Al2O3、CaCO3 等和橡胶纳米粒子以及蒙脱土等片状硅酸盐等形成聚合物基纳米复合材料；添加纤维状填料如碳纤维、石墨纤维、硼纤维和单晶纤维-晶须或短玻璃纤维等。

4、PE结构、材料的加工原理

聚乙烯的分子是长链线型结构或支结构，为典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定型共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度高结晶度就越大。LDPE结晶度通常为55 %-- 65%，HDPE结晶度为80%-90%。高密度聚乙烯通常使用Ziegler-Natta聚合法制造，其特点是分子链上没有支链，因此分子链排布规整，具有较高的密度。该过程在管式或釜式低压反应器中以乙烯为原料，用氧或有机过氧化物为引发剂引发聚合反应。高密度聚乙烯属环保材质，加热达到熔点，即可回收再利用。低密度聚乙烯通常使用高温高压下的自由基聚合生成，由于在反应过程中的链转移反应，在分子链上生出许多支链。这些支链妨碍了分子链的整齐排布，因此密度较低。线性低密度聚乙烯是通过在聚乙烯的主链上共聚一些具有短支链的共聚物生成的。

5.无机和聚合物共混的表征，解决相容性的方法：

①表面活性剂吸附法，利用范德华力将改性剂吸附在无机纳米粒子的表面。

②表面直接聚合改性法，又称微胶囊法，是在无机纳米粒子表面直接引发单体聚合或者吸附聚合物形成连续而致密的聚合物。

③利用偶联剂处理，如硅烷偶联剂处理。

④表面接枝，在其表面预先接枝可参与聚合反应的基团或引发作用的引发剂。利用无机包覆法无机纳米粒子表面预先包覆一层可以与基团相容的聚合物。

⑤其他方法如超声分散，高能处理。

对相容性表征的方法：DSC、DMA、直接用电镜观察断面的形状。

6.从结构和功能角度，设计自修复材料

胺-环氧修复体系

①利用环氧修复试剂与胺固化剂在伤口处的交联固化反应，从而对材料达到自我修复的效果，胺固化剂的储存在胶囊、中空纤维、微脉管结构里，当胶囊或者纤维在外力作用受损时，释放胺固化剂。利用真空渗透技术使得脂肪族胺类固化剂被包覆在PUF囊里，与此同时利用原位聚合的方法将环氧单体包覆在囊里，同时将双组份分散在环氧树脂体系中。

②利用直写技术构建多重的微脉管网状结构并分散在聚合物介质中，这类脉管结构分为俩部分，一部分载有胺类固化剂，另一类载有环氧树脂修复剂，当材料收到破坏，双组份释放到裂纹处交联固化，进行自修复。需要注意的是1、要确保双组份能稳定的存在于各自的微脉网结构中。2、提高修复效率。3、增加修复次数。

7.从结构分析材料发展的未来

新材料的诞生会带动相关产业和技术的迅速发展，甚至会催生新的产业和技术领域。材料科学现已发展成为一门跨学科的综合性学科。根据我国当前及未来发展的实际情况，新材料领域值得注意的新发展方向主要有半导体材料、结构材料有机／高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料。

纳米改性涂料 ，在各类涂料中添加纳米材料，如纳米TiO2，制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，广泛应用于医院和家庭内墙涂饰；防紫外线涂料，用于生产防紫外线阳伞；吸波隐身涂料，用于隐形飞机、隐形军舰等。国防工业领域及其他需要电磁波屏蔽场所的涂敷。在涂料中添加纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍提高，涂料的质量和档次大大升级。纳米二氧化钛超亲水性和超亲油性的开发应用将为涂层材料带来革命，使表面具有自清洁功效，防污、防雾、易洗、易干。纳米材料改性外墙涂料的耐洗刷性可由原来的1000多次提高到1万多次，老化时间延长2倍多，利用纳米材料的光学性能改性后的颜料色彩艳丽、保持持久且极易分散。纳米改性涂料是材料未来的好方向。