高分子材料改性编写大纲

高分子材料改性（26.4万字）

第一章 聚合物的化学改性（12学时，46千字）

第一节 聚合物的熔融态化学（2学时，7千字）

一、熔融态化学的研究目的与任务

1、 通用聚合物材料的高性能化（向工程材料的发展）

2、 单组分材料向多组分复合材料的转变

3、 大力开发功能性高分子材料

二、熔融态化学反应

1、 与低分子化合物有机反应的相似性

2、 熔融态化学反应的特点

3、 熔融态化学反应的典型类型

三、熔融态化学反应的应用

1、 制备聚合物与无机物复合的高强度材料

2、 通过自由基引发剂进行聚合物的可控降解与交联

3、 聚合物的官能团化－生产用于接枝或交联的物料

4、 形成链间共聚物

5、 偶联反应

6、 反应型共混物的制备

四、熔融态化学反应器

1、 密炼机

2、 双螺杆挤出机

3、 新型连续混炼机组

第二节 反应挤出（2学时，7千字）

一、反应挤出的优点

二、反应挤出过程

1、 反应挤出过程的混合

2、 反应空间与停留时间

3、 温度控制与传热

4、 挥发物的脱除

5、 输送物料与排出物料的能力

6、 挤出过程中其它组分的加入

三、影响反应挤出的因素

1、 配方因素

2、 温度

3、 螺杆转速

4、 螺杆组合

四、反应挤出的应用

第三节 聚合物的自由基接枝（4学时，15千字）

一、自由基引发体系

1、 常用的自由基引发剂及引发机理

2、 自由基引发剂的半衰期

3、 自由基引发基的选用

二、聚合物的接枝改性

1、 聚合物接枝改性的原理

2、 常用的接枝单体及选用

3、 接枝工艺及控制

4、 接枝产物的表征

三、接枝改性聚合物的应用

第四节 聚合物的交联改性与控制降解（4学时，15千字）

一、聚合物的交联改性

1、 聚合物的交联改性原理

2、 常用的交联助剂及选用

3、 交联工艺及控制

4、 交联程度的表征

5、 交联对聚合物性能的影响

二、聚合物的控制降解

1、 控制降解的原理

2、 控制降解过程及工艺控制

3、 控制降解产物的物性

4、 控制降解的应用

第二章 聚合物的填充改性（20学时，72千字）

第一节 填充改性的基本原理（4学时，14千字）

一、填料的作用

1、 增量

2、 增强

3、 赋予功能

二、填料的性质

1、 填料的几何形态特征

2、 粒径

3、 表面形态与性质

4、 物理性质

三、填料－聚合物的界面

1、 填充聚合物的构成

2、 填充聚合物的形态

3、 填料－聚合物界面的形成

4、 填料－聚合物界面的作用及其机理

四、填料－聚合物界面体系的表征

1、 接触角法

2、 界面张力法

3、 粘度法

4、 力学强度法

5、 界面酸碱效应法

6、 显微镜观察法

7、 其它表征方法

第二节 填料的种类与特性（5学时，18千字）

一、碳酸盐

1、 重质碳酸钙

2、 轻质碳酸钙

3、 碱式碳酸镁

二、硅酸盐

1、 滑石粉

2、 陶土

3、 云母粉

4、 硅灰石粉

5、 玻璃微珠

三、硫酸盐

1、 硫酸钡

2、 硫酸钙

四、氧化物与氢氧化物

1、 二氧化硅

2、 氢氧化铝

3、 氢氧化镁

五、单质

1、 碳黑

2、 石墨粉

3、 金属粉

六、有机物

1、 木粉

2、 淀粉

3、 甲壳粉

七、晶须

1、 氧化锌晶须

2、 钛酸钾晶须

八、其它填料

第三节 填充剂的表面处理（4学时，14千字）

一、填料表面处理的作用机理

1、 表面涂覆

2、 表面吸附

3、 表面化学作用

二、填料表面处理剂

1、 表面活性剂

2、 偶联剂

3、 有机高分子处理剂

4、 无机物处理剂

5、 其它处理剂

三、填料表面处理方法

1、 干法

2、 湿法

3、 气相表面处理

4、 加工现场表面处理

第四节 聚合物填充改性效果（3学时，12千字）

一、聚合物填充改性的经济效果

1、 重量成本

2、 体积成本

3、 附加价值

4、 性能－价格比

5、 社会效益

二、填充聚合物的力学性能

1、 弹性模量

2、 拉伸强度

3、 断裂伸长率

4、 冲击强度

5、 硬度

6、 摩擦性质

三、填充聚合物的热性能

1、 线膨胀系数

2、 维卡软化温度

3、 热变形温度

四、填充聚合物的其它性能

1、 电学性能

2、 光学性能

3、 磁性能

4、 阻燃性

5、 渗透性

6、 耐腐蚀性

7、 耐老化性

第五节 填充聚合物的制备与加工（4学时，14千字）

一、填充聚合物的加工特性

1、 熔融流动性

2、 熔融弹性

3、 成型收缩

4、 取向性

5、 熔融焊接性

6、 粘接性与表面涂饰性

7、 吸湿性

8、 磨损性

9、 片状填料与纤维状填料的易碎性

二、填料在聚合物中的分散

1、 填料的颗粒结构

2、 填料－聚合物的混炼分散

3、 填料的分散对填充聚合物性能的影响

4、 影响填料分散的因素

5、 填料分散程度的评价

三、功能性填充改性聚合物材料

1、 导电塑料

2、 导热塑料

3、 磁性塑料

4、 阻燃塑料

5、 生物降解塑料

6、 其它功能性填充聚合物

四、填充母料

1、 填充母料的结构模型

2、 填充母的配方设计

3、 填充母料的制备

第三章 纤维增强改性聚合物复合材料（12学时，48千字）

第一节 纤维增强改性聚合物的基本原理（4学时，16千字）

一、增强改性及其类型

1、 增强改性的目的

2、 纤维增强聚合物复合材料类型

3、 纤维增强聚合物复合材料的基本特性

二、纤维增强聚合物复合材料中的基本单元

1、 纤维

2、 基体

3、 纤维－基体界面

三、纤维增强聚合物复合材料的强度

1、 单轴取向纤维

2、 无规取向纤维

3、 层积纤维

四、纤维增强聚合物复合材料的其它性质

1、 弹性模量

2、 蠕变

3、 疲劳

4、 热变形温度

5、 冲击强度

6、 热膨胀系数

7、 电性能

8、 耐化学腐蚀性

五、混杂增强

1、 纤维－纤维混杂增强

2、 纤维－填料混杂增强

3、 纤维原位复合增强

第二节 增强材料（2学时，8千字）

一、玻璃纤维

1、 玻璃纤维的制备

2、 玻璃纤维的分类和性能

3、 玻璃纤维制品的品种与规格

二、碳纤维

1、 碳纤维的制备

2、 碳纤维的种类与结构

3、 碳纤维的力学性能及其它物理性质

三、其它增强纤维

1、 硼纤维

2、 石棉纤维

3、 金属纤维

4、 有机纤维

第三节 增强材料的表面处理（2学时，8千字）

一、纤维表面处理应遵循的基本原则

1、 极性相似原则

2、 界面酸碱匹配原则

3、 形成界面化学键原则

4、 引入可塑界面层原则

二、玻璃纤维的表面处理

1、 玻璃的表面性质

2、 玻璃纤维的热化学处理

3、 玻璃纤维的化学处理（前处理）

三、碳纤维的表面处理

1、 碳纤维的表面性质

2、 碳纤维的化学性质

3、 碳纤维的表面处理

四、有机纤维的表面处理

第四节 纤维增强聚合物复合材料的制造（4学时，16千字）

一、纤维增强热塑性塑料

1、 GMT法

2、 短玻纤（SFT）双螺杆挤出法

3、 长玻纤（FT）电缆包覆法

二、纤维增强热固性模塑料

1、 SMC

2、 BMC

3、 DMC

三、短纤维增强弹性体

1、短纤维对弹性体的补强作用

2、短纤维增强弹性体复合材料中的基质橡胶

3、短纤维对弹性体其它性能的影响

4、短纤维增强弹性体复合材料的制备与加工

5、短纤维增强弹性体复合材料的应用

第四章 聚合物的共混改性（22学时，80千字）

第一节 聚合物共混改性的目的与方法（1学时，4千字）

一、共混改性的基本概念

二、共混改性的作用

1、 综合均衡各聚合物组分的性能

2、 作为另一聚合物的改性剂

3、 改进加工性

4、 制备具有特殊性能的聚合物复合材料

5、 提高性能/价格比

6、 废弃聚合物材料的回收利用

三、共混改性的方法

1、 机械共混法

2、 共溶剂法

3、 乳液共混法

4、 共聚共混法

5、 反应共混法

6、 互穿聚合物网络

第二节 聚合物共混改性基本原理（4学时，14千字）

一、共混物的相容性

1、 热力学相容性

2、 工艺相容性

3、 影响共混物相容性的因素

二、共混物的形态结构

1、 均相体系

2、 单相连续结构

3、 两相连续结构

4、 两相互锁或交错结构

5、 结晶－非结晶聚合物共混物的形态结构

三、共混物的界面

1、 界面

2、 界面层厚度

3、 两相之间的粘合

4、 界面层的性质

四、影响共混聚合物形态结构的因素

1、 相容性

2、 配比

3、 粘度

4、 内聚能密度

5、 制备方法

五、共混聚合物的选择原则

1、 化学结构原则

2、 溶解度参数

3、 粘度相近原则

4、 胶体化学原则

5、 分子扩散动力学原则

第三节 共混聚合物的性能（3学时，12千字）

一、聚合物共混物性能与其纯组分性能间的一般关系

1、 均相共混物

2、 单相连续的复相共混物

3、 两相连续的复相共混物

二、聚合物共混物的物理性能

1、 共混物的热性能

2、 共混物的电性能

3、 光学性能

4、 密度

5、 透气性和可渗性

三、聚合物共混物的力学性能

1、 模量

2、 拉伸强度

3、 断裂伸长度

4、 冲击强度

5、 硬度

6、 耐磨性

四、聚合物共混物的加工性能

1、 聚合物共混物熔体的流变特性

2、 聚合物共混物熔体的粘度

3、 聚合物共混物熔体的弹性

第四节 聚合物共混增容技术（2学时，7千字）

一、增容作用与增容剂

1、 增容作用

2、 增容剂

3、 增容剂的类型

二、增容作用原理

1、 非反应型增容剂的作用原理

2、 反应型增容剂的作用原理

三、增容剂的制备

1、 非反应型增容剂的制备

2、 反应型增容剂的制备

四、增容剂的应用

1、 增容剂在聚烯烃类共混体系中的应用

2、 增容剂在聚酰胺类共混体系中的应用

3、 增容剂在聚酯类共混体系中的应用

第五节 橡胶的共混改性（4学时，14千字）

一、橡胶共混物中的助剂分布

1、 硫化助剂在橡胶共混物中的分布

2、 填料在橡胶共混物中的分布

3、 防老剂在橡胶共混物中的的分布

二、橡胶共混物的共硫化

1、 橡胶共混物的交联结构

2、 橡胶共混物的同步硫化与共硫化

3、 影响橡胶共混物共硫化的因素

4、 通用橡胶共混物的共硫化

5、 特种橡胶共混物的共硫化

6、 橡塑并用体系的共硫化

三、通用橡胶的共混

1、 天然橡胶共混物

2、 顺丁橡胶共混物

3、 乙丙橡胶共混物

四、特种橡胶的共混

1、 氟橡胶共混物

2、 硅橡胶共混物

3、 丙烯酸酯橡胶共混物

五、橡胶与塑料的共混

1、 橡胶与聚乙烯的共混

2、 橡胶与聚丙烯的共混

3、 橡胶与EVA的共混

4、 橡胶与PVC的共混

5、 橡胶与苯乙烯系树脂的共混

6、 橡胶与聚酰胺树脂的共混

第六节 动态硫化热塑性弹性体（4学时，14千字）

一、共混型热塑性弹性体的反应性共混与动态硫化作用

1、 共混型热塑性弹性体的硫化作用

2、 共混型热塑性弹性体反应性共混

3、 共混型热塑性弹性体的形态结构

4、 共混型热塑性弹性体的动态硫化

二、影响动态硫化热塑性弹性体性能的因素

1、 共混组分特性

2、 橡塑并用比

3、 橡胶相的交联程度

4、 橡胶相的粒径

5、 配合体系的组成

6、 共混方式及加工条件

三、动态硫化热塑性弹性体的制备

1、 EPDM/PP动态硫化热塑性弹性体

2、 NR/PP动态硫化热塑性天然橡胶

3、 动态硫化热塑性丁苯橡胶

4、 动态硫化热塑性丁腈橡胶

5、 动态硫化热塑性氯化聚乙烯弹性体

第七节 塑料合金（4学时，15千字）

一、ABS合金

1、 ABS／PVC

2、 ABS／TPU

二、聚酰胺合金

1、 PA／PE

2、 PA/PP

3、 PA／ABS

三、聚碳酸酯合金

1、 PC／PE合金

2、 PC／ABS

3、 PC／PA合金

四、聚对苯二甲酸丁二醇酯合金

1、 PBT／PE

2、 PBT／ABS

3、 PBT／PA

4、 PBT／PC

五、聚苯醚合金

1、 PPO／PS共混合金

2、 PPO/PA合金

3、 PPO／PBT

六、其它塑料合金

七、塑料合金的高性能化

1、 高抗冲塑料合金

2、 防静电塑料合金

3、 导电性塑料合金

4、 阻燃性塑料合金

八、双螺杆混炼法生产塑料合金

1、 共混历程

2、 生产控制

第五章 聚合物基纳米复合材料（5课时，18000字）

第一节 纳米材料概念（1课时，4000字）

一、纳米概念

1、 纳米材料定义

2、 纳米粒子的特性

二、纳米复合

1、 纳米复合材料的定义

2、 纳米复合材料的类型

3、 纳米复合效应

第二节 聚合物基纳米复合材料的制备（2课时，7000字）

一、聚合物基纳米复合体系

1、 聚合物基纳米复合材料的定义

2、 聚合物基纳米复合材料的分类

二、纳米复合材料制备方法

1、 溶胶－凝胶法

2、 插层法

3、 原位聚合法

4、 共混法

三、聚合物－层状硅酸盐纳米复合材料制备

1、 层状硅酸盐的结构特征

2、 插层剂

3、 插层技术

4、 插层热力学与动力学分析

5、 聚合物－层状硅酸盐纳米复合材料的种类

6、 聚合物－层状硅酸盐纳米复合材料的制备实例

四、熔融共混法聚烯烃－无机纳米复合材料的制备

1、 纳米粒子的表面处理

2、 生产设备

3、 熔融共混法聚烯烃－无机纳米复合材料的的制备实例

第三节 聚合物－无机纳米复合材料的结构、性能与应用（2课时，7000字）

一、聚合物－无机纳米复合材料的结构

1、 插层法聚合物基纳米复合材料的结构

2、 溶胶－凝胶法聚合物基纳米复合材料的结构

3、 熔融共混法聚合物基纳米复合材料的结构

4、 纳米粒子的结晶成核作用

二、聚合物－无机纳米复合材料的性能

1、 聚合物基纳米复合材料的力学性能

2、 聚合物基纳米复合材料的耐热性

3、 聚合物基纳米复合材料的的阻隔性

4、 聚合物基纳米复合材料的阻燃性

5、 聚合物基纳米复合材料的导电性

6、 聚合物基纳米复合材料的加工性能

7、 聚合物基纳米复合材料的各向异性

8、 聚合物基纳米复合材料的其它特性

三、聚合物－无机纳米复合材料的应用

1、 增强增韧材料

2、 阻隔材料

3、 阻燃材料

4、 抗菌材料

5、 复合功能材料