高分子材料研究方向范例6篇

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高分子材料研究方向范文1

關鍵詞:交通;高分子材料;工程應用;人才培養

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)22-0139-02

一、前言

交通擁堵已成為世界主要國家存在的交通主要問題。為解決交通擁堵和提高客運運輸能力他們正在尋求新的交通政策和解決辦法,其中最重要方法就是發展軌道交通。因為軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點,主要包括干線鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車等軌道交通系統。預計到2020年,我國城市化水平將超過50%,城市軌道交通累計營業里程將達到7395千米。發展軌道交通,必須要克服車輛的走行性能、輕量化、集電性能、環保、空氣力學以及其他諸如改善車內環境、提高乘車舒適度、提高耐候性和耐火性等方面的技術,而車輛的輕量化在解決其他各項技術方面起著至關重要性,高速列車的輕量化必須大量采用高分子材料及復合材料。隨著科學技術的不斷進步,具有質輕、高強度以及易成型等特點的集結構功能一體化的新型高分子材料,尤其是高分子復合材料越來越多地應用在現代軌道交通領域。

另外,隨著軌道交通的發展,尤其是鐵路的提速,噪音污染對于人類的威脅也越來越大,甚至危及生命,因此,控制振動、降低噪音已成為急需解決的重大問題。在眾多的阻尼防噪材料中,其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更為突出。高分子材料阻尼特性一直以來是一項重要的研究課題,同時高阻尼聚合物也是目前發展高性能減震降噪材料的重點發展方向。因為高分子材料具有以下特點:(1)利用其玻璃態轉化區的粘性阻尼部分,將機械能或聲能部分轉變為熱能逸散掉,通過阻尼制振降低車廂結構共振區的振動,從而減小車內噪聲。(2)利用小分子和極性高聚物之間會形成可逆的氫鍵,氫鍵在振動下會不斷斷裂和形成新鍵,最終將機械能轉化為熱能而耗散。(3)將不同的阻尼材料交替層狀排列,利用多層雜化材料疊加來有效地拓寬材料的有效阻尼溫域,通過控制復合材料的層狀結構和數量將可獲得更高阻尼值。這些特性是其他材料無法達到的。發展高分子交通材料對于發展交通具有非常重要的應用價值。在當今經濟發展的中國,開設具有交通特色的高分子材料專業,培養更多掌握高分子材料的基本知識和應用技術的人才具有劃時代的意義。

二、高分子專業特色

作為以交通為特色的一所大學,專業設置必須具有交通的特點。學校在“十三五”規劃中,就明顯地突出了交通的特色,確立了學校的發展目標,將其定為“以交通為特色,軌道為核心”發展理念,而且強調其他所有的專業建設必須緊緊圍繞著這個目標,包括學科建設和人才引進。作為與軌道交通有著非常緊密聯系的高分子材料專業更要凸現交通特色。我們在專業建設方面緊緊圍繞交通的特色,包括本科的課程設置、學科專業方向和人才引進。在課程設置方面我們更多地注重學生的實際能力的培養,以軌道交通為靶向,為交通運輸行業提供掌握高分子材料基礎知識和實際應用人才。在學科建設方面首先以高分子材料基礎理論建立學科平臺,尤其是碩士學位碩士點,目前,該專業有專材料科學與工程和化學兩個一級碩士學位碩士點來支撐;其次,按照學校的發展定位凝練學科特色,突出交通,以教授為學科帶頭人,形成專業團隊,在高分子材料與工程專業主要體現在以下幾個方面:(1)根據聚合物的流變學原理,利用共混的手段,將兩種或多種聚合物進行共混改性,以改善單一高分子材料性能,獲得更加廣泛的交通應用材料。同時通過改性可獲得較窄的玻璃化轉變溫度,以形成寬溫域、寬頻率阻尼高分子材料。(2)利用接枝共聚的化學方法,將具有一種較長鏈段或帶有功能基團的單體接枝到聚合物主鏈上,使聚合物能形成多個側鏈或者交聯,獲得新型功能通材料;同時還可以通過改性使側鏈與側鏈之間產生糾纏,實現阻尼增強的效果。(3)運用復合的方式,選擇一種較強的力學強度和較高損耗因子聚合物,通過與一些補強材料或添加第二相粒子,以形成各類具有高性能的復合材料,同時達到應用的需要。(4)利用有機硅獨特的結構,其兼備了無機材料與有機材料的性能,即具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質,并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性,制備硅氧鍵(-Si-O-Si-)為骨架組成的聚硅氧烷。這類材料應用領域不斷拓寬,而且形成了化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系。

三、高分子專業培養模式

1.明確交通特色的培養目標。在科技發展的今天,材料已成為三大支柱產業(材料、能源、信息)之一,材料的發展水平已作為評價一個國家綜合實力的重要標志。高分子材料與工程是材料科學與工程的一個分支,它在實際生活中得到廣泛的應用。另外,高分子材料易于改性,賦予新功能性,這就使得高分子材料的應用進一步拓展。社會更加急需掌握高分子材料與工程理論知識和專業技能的專業人才。作為工科性質的大學,培養具有一定的實際操作能力,能以理論指導實踐、應用于實踐,服務于地方經濟建設的高分子材料與工程專業技術人才是十分重要的責任。而作為交通特色的大學,高分子材料專業人才的培養必須適應當今軌道交通的需求,專業培養模式應該是“強化基礎,注重交通,突出創新”。

2.以科學研究強化專業建設內涵。專業建設內涵主要包括課程設置、教材建設和師資隊伍等內涵建設。課程體系是實現培養目標最直接的體現,是形成人才知識結構和提高能力的主要來源,是提高人才培養素質的核心,也是教學改革的重點。根據我們高分子專業的培養目標,合理地設置課程,才能高效地促進專業發展,在此,我們按照三個模塊來進行選擇和設置課程,基礎理論模塊按照國家教資委的要求設置基礎理論課程,選擇“十二五”規劃或獲獎教材,系統傳授基礎理論課程,在大一和大二上完成基礎理論課程,為專業基礎理論及專業研究方向提供理論指導;專業基礎模塊體現高分子專業特色設置課程,選擇豐富經驗的教師授課,尤其具有專業特長高級職稱教師,在高分子專業上傳授高分子專業基礎課;專業方向模塊突出交通特色,發揮專業研究方向的優勢讓學生有選擇性進入不同方向的導師團隊,團隊的導師必須具有行業經歷,尤其在專業方向上進行過專業生產實踐,承擔過或正在承擔企業項目,在校內進行專業方向模塊訓練,這樣可以做到形式不單一,課程內容不重復。在豐富教學內容的同時,又加強了師資隊伍的建設。

3.以實踐教學促進專業建設。高分子材料與工程專業與大部分工科專業有著相同的特點,重視工程實踐,該專業是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發現并總結出來的,運用科學分析方法探索其內在的作用機理,采用數學、物理、化學理論與模型計算歸納形成理論體系,并在理論指導下,將科學研究應用于生產實踐,使理論體系進一步得以檢驗并逐步完善,實際上高分子專業形成過程是經過實踐到理論再實踐的發展過程。針對這一特點,我們在設置課程的同時有意側重實踐課程教學,尤其是交通特色的高分子材料實踐教學,培養學生在交通領域具有創新意識、創新能力和實踐能力。

高分子專業教學實踐分為校內和校外實踐。在校內主要包括專業基礎實驗教學、專業實驗、開放實驗、課程設計、計算機模擬實踐和畢業教學環節等實踐教學部分。而在校外主要包括認識實習、生產實習以及畢業實習等實踐環節。校內實踐是校外實踐的基礎,相互銜接,在專業基礎實驗教學中要積極有效地開展研究型、設計綜合型實驗教學,鼓勵學生利用業余時間參加開放實驗活動,注重培養學生的動手能力和科研能力。校外實踐注重實訓基地的建設,形成良性互動,學生在生產實習中得到鍛煉,企業在學生的生產實踐中發現人才,能為企業使用,學校提高了聲譽,企業也大大地降低了生產成本,兩個實踐模式的有效結合,提高了學生的動手能力,加強了學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力,為今后從事本專業研究與生產奠定良好的基礎。此外,我們還探索了一條校企合作培養的模式,在學生和企業中產生很好的效應。也就是利用畢業實習階段,將有意愿到企業就業的同學以企業工程師為導師,在企業中完成畢設,打破了原來學生必須在學校的導師指導下完成畢業設計的模式。

四、結語

高分子材料應用非常廣泛,從國家發展規劃就不難發現,在“十三五”規劃中,新材料就已經成為重大科技項目之一,為在新材料、新技術、新工藝方面有重大突破,就需要更多更優秀的材料從事者。尤其是軌道交通輕量化的發展,對于材料的要求就越來越高,特別是高分子材料和復合材料,因為他們具有非常顯著的優勢。這就要求高等教育必須培養更多掌握高分子交通材料的優秀人才,因此,改革高分子材料與工程專業的教育教學,使之適應當今軌道交通發展。教學改革必須更加注重高分子材料與工程專業學生的工程應用能力的培養、辦學質量和人才培養質量。提倡一種“強化基礎,注重交通,突出創新”的培養模式,以適合當代軌道交通發展的需要。

參考文獻

高分子材料研究方向范文2

防火涂料作為一種較為有效的消防措施,目前得到越來越廣泛的應用。但與發達國家相比,我國防火涂料的總體水平還較低,品種較少,質量也較低。我國每年要花費大量外匯購買國外的防火涂料。此外,鋼結構的防腐蝕問題也十分突出,每年因鋼結構腐蝕造成的損失數以千萬元計。為此,采用防腐蝕涂料進行防腐蝕涂裝勢在必行,但至今為止防火涂料和防腐蝕涂料都只具有單一的功能。同濟大學與相關單位進行合作,歷時3年,在三位學者的共同努力下,從鋼結構的防火和防腐蝕著手,成功研制出了“鋼結構超薄膨脹型防腐防火雙功能涂料”(國家“863”計劃項目,編號為:202AA331130)。該種涂料同時具備優良的防火和防腐蝕性能,在國內外均為首創。涂料的耐火極限達到98min(涂層2mm),耐酸、堿性達到840h,耐鹽霧性達到30次以上,遠遠超過現有國內防火涂料和防腐蝕涂料的總體水平。這項技術彌補了國內外防火防腐蝕雙功能涂料的空白,對提升我國防火涂料和防腐蝕涂料水平有十分重要的作用,不僅具有良好的經濟效益,也有重要的社會效益。該成果榮獲2005年度教育部提名“國家科學技術獎技術發明二等獎”。對該涂料研制做出突出貢獻的三位專家分別是:

王國建,工學博士,教授,博士生導師?,F任同濟大學材料科學與工程學院副院長兼高分子材料研究所所長,兼任上海市建設與管理委員會科技委委員、上海市化學建材行業協會常務理事、《建筑材料學報》、《化學建材》、《化學推進劑與高分子材料》和《上海涂料》等雜志編委。長期以來,王教授主要從事高分子活性聚合、高分子功能材料、高分子化學建材、涂料等方面的教學和研究工作,已100多篇。由他主編的《建筑涂料與涂裝》、《高分子合成新技術》、《特種與功能高分子材料》等教材和專著6部,申請專利13項,其中授權6項,主持完成的“鋼結構防火涂料的研制”項目,通過上海市科學委員會鑒定并獲上海市高新技術成果轉化認定證書。另外,他還曾主持浙江省自然科學基金項目“活性可控聚合制備高吸水非交聯材料的研究”等各類研究課題三十多項。

許乾慰,博士,教授,碩士生導師?,F任同濟大學材料科學與工程學院院長助理、高分子材料研究所副所長。 許教授長期以來從事高分子材料研發和表征方面的教學與研究工作,已40余篇,主編和參編《聚合物降解與穩定化》、《材料研究方法》等教材和專著5部,申請專利9項,其中授權2項。另外,他還主持并完成了各類研究課題二十多項。

劉琳,碩士,副教授,碩士生導師。她的主要研究方向為活性可控聚合基礎研究、功能高分子材料的制備研究、特種化學建材的開發研究、工程塑料的開發研究和高分子合金的研究等。到現在為止,她已經20余篇,主編《建筑涂料與涂裝》、《特種與功能高分子材料》等教材和專著3部,申請專利9項,其中授權2項。她已主持和完成了各類研究課題二十多項。

“三人同心,其利斷金”――這三位學者敏銳地看到了行業的需求和空白,他們默默付出、甘心奉獻,以自己的學識與魄力奏響了時代的強音。

高分子材料研究方向范文3

關鍵詞:高分子材料與工程;特色化;人才培養模式;林業院校

中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2015)10-0066-02

隨著科技的不斷進步,各國都在不斷創新和研發新的材料,而每一種新材料的使用,都能夠引起一次技術上的重大變革,而這種變革可能是世界性的?,F代人類社會的“三大支柱”領域分別為材料、能源和信息。正是在這種背景下,高分子材料與工程專業在短短的二十年時間內發展迅速。1998年,教育部調整了高等學校本科專業目錄,將與高分子材料相關的工科類專業統一為高分子材料與工程專業。教育部出臺的專業建設指導精神明確指出,要重點發展高分子材料產業[1]。

東北林業大學高分子材料與工程專業,始建于2000年10月,專業的建立基于東北林業大學木材科學與技術學科在天然高分子材料的加工與利用等條件成熟的基礎上,由我國木材膠黏劑領域知名專家顧繼友教授組織創辦。在十幾年的不斷實踐探索中,建立了具有自己特色的人才培養模式,并依托東北林業大學的發展平臺,明確培養目標,凸顯了林業院校的特色和優勢,培養了一大批兼具知識、能力和實踐動手能力的高素質人才。

一、依托院校優勢,打造品牌專業

東北林業大學創建于1952年,是國家“211工程”和“優勢學科創建平臺”項目重點院校。學校是以林科為發展優勢,以林業工程為辦學特色的綜合性大學。高分子材料與工程專業在建立之初就顯示出專業的優勢,它是在天然高分子開發利用、生物質復合材料、高聚物合成、合成樹脂膠黏劑的開發等領域都較成熟完備的基礎上發展起來的,具有厚基礎的專業優勢。專業發展迅速,于2003年獲批建立“生物材料工程”博士點學科,2006年該學科被評為黑龍江省重點學科,2010年進入“985”優勢學科平臺建設行列,目前是東北林業大學的重點專業。專業涵蓋了膠黏劑、生物質復合材料、天然與合成高分子材料和生物質功能材料四個具有學科優勢和特色的方向。其中膠黏劑是本專業的主要特色,尤其是木質基材料用膠黏劑的研究、開發和推廣方面處于世界先進、國內領先的行列;專業的另一個特色是生物質復合材料的研究,尤其是在木塑復合材料、木質素、蛋白質、淀粉等生物質材料的開發利用方面具有較大優勢。

高分子材料與工程專業為黑龍江省重點專業,教學理念先進,師資力量雄厚,具有豐富的教學管理經驗,本專業有三門課程“膠黏劑與涂料”、“生物質材料”和“材料科學與工程基礎”入選東北林業大學重點課程建設項目。東北林業大學作為林業院校的領跑者,有著林業院校的優勢。為此,東北林業大學高分子材料與工程專業在人才培養模式的制定上以林業院校優勢為依托,支撐學科“生物材料工程”在科研方面以天然高分子為核心,以生物質復合材料、膠黏劑、天然與合成高分子材料以及生物質功能材料四個特色研究方向為重點。與之相適應的專業人才培養模式既注重高分子材料與工程專業的基礎,更體現林業院校相關專業的優勢特色。在近十幾年的人才培養過程中,專業也在不斷的調整修訂人才培養方案,既重基礎,又寬口徑,注重素質和能力培養,突出林業院校品牌專業的特色和優勢。

二、特色化人才培養模式的構建

人才培養模式作為高等院校人才培養活動的實踐規范和基本樣式,是高等院校對本科人才培養目標、培養過程、培養途徑以及培養方法等要素的綜合概括。隨著目前人才市場化程度的日益高漲,如何造就適應社會需要的應用創新型人才是亟待解決的難題[2]。不同的學校、專業應根據人才需求、本身專業特色以及學校優勢等方面探索一條適合自己的人才培養模式,并且要經過一定的實踐檢驗,千萬不能照搬照抄、生搬硬套。

在人才培養目標的定位上,我們總結了一些地方院校人才培養的偏差,積極探索出“強化基礎、因材施教、分類培養”的指導思想,考慮到學生的基礎水平,發展方向、內在潛質,按照發展方向和個人選擇的不同對學生進行分類,大致分為就業、繼續深造、出國深造等幾種類型,以此為前提在課程設置、實踐動手能力、畢業論文和設計、教師培養等方面進行適當的改革,使培養出的學生知識結構廣泛,基礎扎實,動手能力強,能在聚合物合成、膠黏劑、生物質復合材料等領域從事生產、開發研究、管理的工程技術人才,探索出一種具有特色的人才培養模式。

三、特色化人才培養的具體措施

(一)規范培養過程,提升教育實力

學科之間的相互影響與滲透逐漸成為發展趨勢,通過各學科之間的彼此滲透,相互關聯成更大的、完整的學科體系[3]。這就要求現代大學教育要有更廣博的知識背景,更敏捷的思維創新能力及開闊的學科視野。只有在大學科平臺上和開放的學習氛圍中采用靈活創新的教育模式,才能完成創新人才培養的目標要求[4]。

為滿足國家林業科技的戰略需求、學校建設高水平特色大學的要求以及社會對不同人才的需求,東北林業大學重點突出“林產”特色,構建相關的學科課程體系。本著厚基礎、寬專業的主導思想,構建學科基礎課;結合專業方向的特色,構建專業基礎課和特色課程;同時完善交叉學科的滲透,構建開放性的選修課程,學生可自由選修,實現資源共享。學校和學科帶頭人廣泛聽取學生意見,制定了一系列切實可行的專業管理制度,加快重點專業建設步伐;加強教師隊伍建設,構建專業教師團隊;聘請國內外專家教授、學者定期在學院及學校范圍內進行專題講座;鼓勵學生進行創新思維訓練,以專業教師牽頭,鼓勵學生自主開發,大膽創新,認真觀察;創建具有自己學科發展特色的高分子材料與工程創新實驗室,建立以專業教師牽頭,本科生為主體的創新訓練團隊,在保證驗證性和設計性實驗教學的基礎上,增加本科生專業技能綜合訓練;從大一新生開始實行“導師制”,提倡因人施教,對學生進行啟發式教育,鼓勵學生開展批判式學習,用與時俱進的思想運用知識,用發散的思維研究知識[5]。

(二)產學研相結合

“產學研結合”是東北林業大學高分子材料與工程專業培養創新型人才的重要途徑?!爱a學結合”是指學生的畢業設計和畢業論文來自于生產實際,學生通過走進工廠、校企合作單位幫助解決生產實際問題。一方面鍛煉了學生實際解決問題的能力,培養了獨立解決問題的意識,凡事不再依賴教師、依賴課本,是完全意義上的實踐;學生通過實習較早地熟悉了工作崗位,積累了工作經驗,對待就業問題不再盲目,縮短了學生適應工作崗位的時間。另一方面,工廠在實際生產中也遇到各種各樣的問題,新鮮血液的注入也為企業解決了遇到的實際問題,節約了用人成本,并在經濟效益方面有所收獲?!把袑W結合”是學生的畢業論文或畢業設計選題大部分來源于指導教師的研究課題,導師的課題研究具有前瞻性及實踐性,學生通過參與導師課題,導師指導學生更直接、更具體,鍛煉了學生的科研能力,對于繼續深造或是出國留學的學生來說鍛煉了他們的創新思維能力和科學素養。結合科研實踐培養專業人才是專業建設大力提倡的,專業教師積極以科研帶動教學,以教學促進科研,學生積極參與教師課題研究工作對學生未來的發展大有裨益。

(三)突出專業實踐特色建設

高分子材料與工程專業的特色是培養學生的實踐能力和較強的創新意識,實踐能力的培養不僅僅在課堂和實驗室,高質量、充分的專業實踐是人才培養必不可少的重要環節。在實踐教學中,學生可以到企業現場觀摩,根據企業現有的生產條件將理論和生產結合,學生將學習的書本知識融會貫通到實踐中,同時在理論的指導下,學生撰寫實習報告反饋實習內容。學校非常重視實踐教學,出臺了一系列的制度方案,健全實習質量保障體系。為此,專業積極拓展實踐基地,依據指導教師的特長進行分工指導,邀請具有培訓經驗的一線工程技術人員進行現場講解和模擬。學生的整個實踐環節與畢業論文和設計緊密結合,實踐過程為論文的撰寫提供第一手資料,也鍛煉了學生解決實際問題的能力??傊?,不斷探索高等學校專業與社會實踐有機結合的長效機制,建立健全校外實踐基地,是學生磨煉意志、增長才干、理論與實踐相結合的重要載體。

無論是林業院校還是各類地方高校,都在努力地積極探索高分子材料與工程專業特色化人才培養的模式,東北林業大學在特色化人才培養方面也在不斷實踐中,既結合了傳統的專業優勢,又不斷挖掘新思路、新方法、新觀念,這是知識經濟時代對人才培養的需要,也是林業院校人才培養的需求。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育部高等教育司.普通高等學校本科

專業目錄和專業介紹(1998年頒布)[Z].北京:高等教

育出版社,1998.

[2]周泉興.人才培養模式的理性思考[J].高等理科教育,

2006,(1).

[3]曹賽先.一流大學的大學科觀[J].當代教育論壇,2004,(1).

[4]陳崢瀅,秦毅紅.大材料學科研究性學習和創新能力培

養研究[J].理工高教研究,2010,(1).

[5]熊建輝,付剛.林業特色學校的世界一流大學建設之路

高分子材料研究方向范文4

【關鍵詞】導電高分子;聚乙炔;聚苯胺;聚吡咯;聚噻吩

近年來,導電高分子的研究取得了較大的進展,科學家對其合成、結構、導電機理、性能、應用等方面經過多年的研究,已使其成為一門相對獨立的學科。目前研究比較多的結構型導電高分子主要有聚乙炔、聚芳雜環化合物及其衍生物、聚芳環和芳稠環化合物及其衍生物。

1.導電高分子材料的研究進展

1.1 聚乙炔(PA)

PA是研究最早、最系統,也是迄今為止實測電導率最高的電子聚合物。白川英樹采用Ti(OBu)4/AIR3為催化劑,用純的四氫呋喃及苯甲醚為溶劑,得到了球狀或顆粒狀的聚乙炔膜。Naarman采用對聚合催化劑進行高溫陳化的方法,聚合物力學性質和穩定性有明顯改善,高倍拉伸后具有很高的導電性。王佛松,錢人元等人用稀土Nb及烷基鋁作催化劑,通過改變溶劑或添加劑的種類及稀土/烷基鋁的比率獲得了具有纖維狀結構的聚乙炔薄膜,其電導率在10~1000S/cm。曹鏞等用Ti(OBu)4

/AIR3為催化劑,用純的四氫呋喃及苯甲醚為溶劑,得到了球狀或顆粒狀的聚乙炔膜。王岱山等通過對Shirakawa催化體系進行特殊處理,得到了高性能的聚乙炔膜。王佛松等通過增重法及紅外電子自旋共振法研究了不同催化體系得到的聚乙炔的空氣穩定性,清楚了聚乙炔中的共軛雙鍵易與空氣中的氧氣發生反應生成羰基化合物,導致聚乙炔的共軛結構被破壞,降低其電導率。為了改善聚乙炔的導電溶解等性能,人們研究了各種取代聚乙炔,發現乙炔有取代基時,聚合物的電導率降低,但卻大大改善了它的溶解性,取代聚乙炔大多數都是可溶的,且取代聚乙炔,尤其是含氟炔烴的穩定性還比聚乙炔好。

1.2 聚芳雜環化合物及其衍生物

1.2.1 聚吡咯(Ppy)

聚吡咯也是發現早并經過系統研究的導電聚合物之一。由于聚吡咯容易合成,導電率高,科研人員對其進行了廣泛而深入的研究,并且逐漸向工業實際應用方向發展。但其有難溶難熔的缺陷,難以加工成型。王長松等采用吡咯單體在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的乙酸乙酯溶液中,以三氯化鐵作為氧化劑進行現場氧化聚合得到了復合聚吡咯2聚甲基丙烯酸甲酯,電導率高達3.05S/cm,而且該復合導電薄膜在空氣中的穩定性極好。為了改善其溶解性,3位取代的聚吡咯衍生物引起了人們的廣泛注意,這類聚吡咯衍生物有些是可溶的。目前已經分別合成了聚(3-烷基吡咯),聚(3-烷基噻吩吡咯)等。閆廷娟采用以丙烯酸甲酯,苯乙烯和丙烯酸為單體進行乳液聚合而合成新型P(BSA),以其為基體,交聯后在低溫下吸附吡咯蒸氣同時進行氧化聚合,得到新型的聚吡咯導電復合薄膜,電導率可達220S/cm。在3位上引入帶有雙苯基聚吡咯,其可溶可熔,電導率為10-4~10-3S/cm。研究表明,以過量的FeCl3為氧化劑,氮甲烷為溶劑,合成聚(1-烷基-2,5亞甲基吡咯),其電導率可達10-5~10-6S/cm,這種聚合物在空氣中穩定性好,成型加工性優良。

1.2.2 聚噻吩(PTi)

相對于其它幾種導電高分子,聚噻吩類衍生物大多數具有可溶解、高電導率和高穩定性等特性。TenKwanyue等合成了一系列烷基取代聚噻吩衍生物,摻雜前為深紅色,摻雜后聚3-甲基噻吩和聚3-已基噻吩最高電導率達1~5S/cm。Shi Jin以三氟化硼(BF3)-乙醚(EE)和AlCl3/CH3CN作為催化劑在低電位下進行電化學氧化聚合可以得到高導電性能的聚噻吩,其電導率可達到金屬鋁的電導率。用電解聚合法也可得到導電聚噻吩及其衍生物。

在單體中引入取代基,聚合物電導率可達1000S/cm以上的較高指標。在噻吩的3位上引入甲氧基,聚(3-甲氧基噻吩)的電導率為15S/cm,可溶于碳酸苯撐酯和二甲基亞砜中,并可澆注成膜。日本的小林等采用FeCl3,化學氧化法使3-丙基磺酸鈉噻吩聚合,制得分子量10萬、電導率為0.1S/cm的水溶性和自摻雜聚合物。另外,美國的Patilr則采用電解聚合法合成了側鏈上具有丁基磺酸基的藍色可溶性聚噻吩。若在聚噻吩的3,4位上引入環氧烷烴二羥基,可使聚合發生在2,5位上,這樣的導電聚合物同時具有較好的導電性和穩定性,且具有電致變色。

1.3 聚芳環和芳稠環化合物

1.3.1 聚苯胺(PA n)

MacDiarmid 1983年發現聚苯胺(PA n)的導電性,聚苯胺很快成為導電高分子研究的熱點。因為聚苯胺良好的熱穩定性和化學穩定性而成為當前研究最多的導電高分子之一?,F在,已基本明確其化學、參雜反應、導電機理等重要問題。可溶性聚苯胺的合成可以說是導電高分子發展的一個里程碑。80年代末,Armes等合成了導電態水乳膠,使聚苯胺的應用第一次成為現實。王利祥等通過控制反應后處理條件得到了部分可溶于四氫呋喃和二甲基甲酰胺的聚苯胺。Liu C.F.等在An聚合體系中加入含有—COOH基團的聚合物乳膠如JSR 640(丁二烯/苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸)可得到電導率為10-2~10-1 S/cm的穩定水乳膠。馬永梅等通過沉淀聚合制備了二丁基萘磺酸或十二烷基苯磺酸摻雜的聚苯胺,所得聚苯胺具有高導電率(3.0 S/cm),并易溶于普通有機溶劑。

1.3.2 聚對苯乙烯撐(PPV)

首次由Kanbe合成了棕色可溶于水的PPV聚合物粉末,但其聚合度僅為10。之后,Wessling改進了Kanbe的合成方法,在1972年制得PPV薄膜,Wessling給出10種相似合成方法,合成時由于所選擇試劑和合成條件的不同得到的產率也稍有不同,其合成產率僅有41%。Gagnon在Wessl-

ing的實驗基礎上做了進一步的改進,于1987年合成出具有高產率的PPV,但是其合成產物的聚合度不高。總之,以上合成方法都不盡理想。Burroughes在前人工作基礎上于1990年合成了具有完美結構的PPV,其電導率是比較高的。國內對PPV的研究始于1993年,PPV及其衍生物合成報道自1994年相繼出現,從這些報道來看,一方面是對其發光、導電機理的探索,另一方面主要是跟蹤了國外的合成方法,從合成方面而言,產物產率、電導率、純度及合成方法都無新的突破。

2.導電高分子的應用

導電高分子材料具有易成型、質量輕、柔軟、耐腐蝕、低密度、高彈性,具有優良的加工性能,可選擇的電導率范圍寬,結構易變和半導體特性,且價格便宜等特點。導電聚合物不僅在國民經濟、工業生產、科學實驗和日常生活等領域具有極大的應用價值,而且孕育的巨大潛在商機已使許多企業家將目光聚焦于導電高分子產品的開發和應用研究上。

2.1 電子器件—二極管、晶體管的應用

導電高分子材料在電子儀器部件中的應用得到迅速發展。1977年后,黑格利用導電聚合物發明了一種超薄并可以彎曲的電子器件—發光二極管,邁出了導電高分子實用化的第一步。1986年日本又用聚噻吩制成了場效應管。這將是導電高分子未來規?;瘧玫囊粋€重要突破口。1990年英國劍橋大學R.H.Friendt首次報道具有半導體特性的導電高分子可以用于高分子發光二極管以來,高分子發光二極管的研究已成為90年代的研究熱點?,F在,發光二極管的性能已發展到可以與無機發光材料相媲美的程度,相繼出現的聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩二極管已部分實現了商品化,與傳統的無機發光二極管相比,高分子發光二極管具有顏色可調、可彎曲、大面積和低成本等優點。當前的研究主要是解決器件的發光效率及其壽命,正向實用化的方向發展。這一研究熱點似乎成為導電高分子領域實現導電高分子實用化的突破口。

2.2 電磁屏蔽材料

傳統的電磁屏蔽材料多為銅,隨著各種商用和家用的電子產品數量的迅速增加,電磁波干擾已成為一種新的社會公害。對計算機房、手機、電視機、電腦和心臟起博器等電子儀器、設備進行電磁屏蔽是極為重要的。直接使用混有導電高分子材料的塑料做外殼,因其成形與屏蔽一體較其他方法更為方便,而導電聚合物具有防靜電的特性,因此它也可以用于電磁屏蔽,而且其成本低,不消耗資源,任意面積都可方便使用,因此導電高分子是非常理想的電磁屏蔽材料替代品,利用這一特性,人們已經研制出了保護用戶免受電磁輻射的電腦屏保。這方面聚苯胺被認為是電磁干擾屏蔽最有希望的新材料,也是制造氣體分子膜的理想材料。

2.3 電池

導電聚合物具有摻雜和脫摻雜的特性,因此可以用作棄放電的電池和電極材料。日本鐘紡公司已成功開發了聚乙炔塑料電池,以其質輕而大受消費者歡迎。在這方面,聚吡咯具有很大的優勢,它有較高的摻雜程度和更強的穩定性,對電信息的變化也非常敏感,如果在傳統的紡織物上涂上聚吡咯就能使其變成導電體,因此可溶性的聚吡咯可用于監測低濃度揮發性有機物的高靈敏度化學傳感器。

聚乙烯用于二次電池的電極材料及太陽能電池材料,如果有機物的耐久性問題和高壓下穩定的有機溶劑問題獲得解決,那么,具有合成高分子的易生產加工成膜和可撓曲等特點的輕易、小型、高比能量的二次電池就有可能實現商品化。

有機光電導體材料的有機太陽能電池還只是在開發之中,與無機光電導體相比,有機光電導體一般都具有阻值高,穩定性(耐用性)差等缺點,但它有便宜,可大量生產,器件制造簡單而大面積化,可選擇吸收太陽光的物質等優點,因此,有希望成為太陽能電池和材料。

2.4 作為導體的應用—導電橡膠

導電高分子可用作電導體,目前已制出了在摻雜狀態下能與銅媲美的聚乙炔。由于電性不夠穩定,導電高分子尚不能替代銅、鋁、銀等金屬而加以利用。日本通產省已把它列為下世紀基礎技術研究之一。但是,導電橡膠中有一種叫加壓性導電橡膠,這種橡膠只有在加壓時才出現導電性,而且僅在加壓部位顯示導電性,未加壓部位仍保持絕緣性。加壓性導電橡膠可用作壓敏傳感器,還被廣泛應用于防爆開關、音量可變元件、高級自動把柄、醫用電極、加熱元件等方面。

2.5 透明導電膜的應用

導電高分子可制成彩色或無色透明的質輕的導電薄膜,在一些特殊的環境中使用。透明導電膜,是在透明的高分子膜表

(下轉第45頁)

(上接第36頁)

面上形成的對可見光透明的導電性薄膜,除了在歷來的透明導電膜玻璃的應用范圍內得到應用外,還可用作電子材料的基材,如在電致發光面板、液晶和透明面板、開關等電板材料、指示計檢測儀器窗口的防靜電和電磁屏蔽材料等方面已經應用,目前正集中精力進行開發薄型液晶顯示的透明電極,透明開關面板,太陽能電池的透明電板等,估計在不久也將得到應用。

3.導電高分子實用化的研究方向

導電高分子在能源、光電子器件、電磁屏蔽、乃至生命科學都有廣泛的應用前景。但是,至今未實現導電高分子的實用化。作為材料,離實際應用仍有相當大的距離,存在許多有待發展的方面。導電高分子的研究方向將集中在以下幾個方面:

1)解決導電高聚物的加工性和穩定性?,F有的導電高分子聚合物多數不能同時滿足高導電性、穩定性和易加工性。合成可溶性導電高聚物是實現可加工性和研究結構與性能的有效途徑。

2)自摻雜或不摻雜導電高分子。摻雜劑不穩定或聚合物脫雜往往影響聚合物的導電性。因此合成自摻雜或不摻雜導電高分子可以解決聚合物穩定性問題。

3)提高導電率。1988年一些學者已使聚乙炔(PA)拉伸后的電導率達105S/cm,接近銅和銀的室溫導電率。因此提高導電高分子的電導率將一直是該領域最有吸引力的基礎研究課題之一。

4)在分子水平研究和應用導電高聚物。開發新的電子材料和相應的元件已引起各國科技工作者的重視。

如果技術上能很好地解決導電高分子的加工性并滿足綠色化學的要求,使其實現導電高分子實用化,必將對傳統電子材料帶來一場新的技術革命。

參考文獻

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高分子材料研究方向范文5

關鍵詞 阻燃劑;溴系阻燃劑;鹵素;研究進展

中圖分類號 TB324文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2010)16-0061-01

1 阻燃劑的概況

阻燃劑是一種能夠降低或抑制高分子材料可燃性的添加劑,用以提高材料抗燃性,主要用于阻止合成和天然高分子材料被引燃及抑制火焰傳播的助劑。

阻燃劑品種很多,按照分類不同,主要可以分為:按使用方式可分為反應型阻燃劑和添加型阻燃劑兩大類。前者指與基材中的其它組分化學反應而形成的阻燃劑,或者為高聚物的單體,或者作為輔助試劑而參與高聚物的合成反應,最后成為高聚物的結構單元,多用于熱固性高聚物;后者指只是以物理方式分散于基材中,多用于熱塑性高聚物。

按阻燃元素種類不同,阻燃劑??煞譃辂u系、有機磷系及鹵-磷系、氮系、磷-氮系、銻系、鋁-鎂系、無機磷系、硼系、鋁系等;按屬性可分為有機阻燃劑和無機阻燃劑兩大類,有機阻燃劑包括鹵系(溴系及氯系)、有機磷系(含鹵-磷系、磷-氮系)及氮系等,無機阻燃劑包括銻系、鋁-鎂系、無機磷系、硼系、鋁系等。

一個理想的阻燃劑應具有阻燃效率高、熱穩定性好、光穩定性好、與被阻燃基材相容性好、本身低毒或基本無毒、燃燒時生成的有毒和腐蝕性氣體量及煙量盡可能少、原料簡單易得、工藝簡便等特點。但實際上,目前許多阻燃劑很難達到理想的要求,近年來,追求高毒、低煙、無塵的阻燃劑已成為阻燃領域的重要課題及發展的主要方向。

2 阻燃劑的研究進展

人類最早的阻燃歷史可追溯至煉金術和羅馬帝國時期,其阻燃成分很可能是鐵和鋁的二硫酸鹽。1820年,Gay-Lussac研究發現:某些銨鹽(如硫酸銨,磷酸銨及氯化銨)及這些物質與硼砂的混合物可用來阻燃纖維素織物。1913年, W. Perkin發現,采用錫酸鹽(或鎢酸鹽)及硫酸銨處理織物,可以使織物獲得了耐久的阻燃性能。1930年,人們發現了鹵系阻燃劑(如氯化石蠟)與氧化銻的協同阻燃效應。

1960年以后,美國、日本、西歐相繼研制出了多種適用于熱塑性塑料的填料型添加阻燃劑――溴系阻燃劑,20世紀70年代初至80年代中期,這類阻燃劑的生產和應用得到了蓬勃發展。

我國阻燃劑的研制工作起步較晚,始于60年代后期,四溴乙烷是最早使用的一種含溴阻燃劑。80年代,隨著對阻燃劑和阻燃材料的需求日益擴大,我國阻燃劑才得以迅速發展,但總體而言,遠遠落后于發達國家。與國外先進國家相比,我國阻燃劑科技含量低、生產規模小、品種單一、競爭力差。但隨著化學合成技術、科學研究方法的發展及對基礎設施投入的不斷加大,我國阻燃劑市場需求不斷增長,正處于一個新的發展階段。

3 溴系阻燃劑

3.1 溴系阻燃劑的概況

溴系阻燃劑作為有機阻燃劑的一大類,主要由溴化劑(常用的是溴素)與有關有機物反應而得,其產量約占有機阻燃劑40%左右。

目前,國外消耗量較大的溴系阻燃劑主要包括:四溴雙酚A及其衍生物、十溴二苯醚及其同系物、脂肪族多溴化物、溴化芳烴、溴代酚及其衍生物及高分子阻燃劑等,其中,四溴雙酚A是產量和消耗量最大的含溴阻燃劑,它可作為反應型阻燃劑用于環氧樹脂、聚碳酸酷等,又可作為添加型阻燃劑用于ABs、酚醛樹脂等;而十溴二苯醚是另一個產量大的添加型含溴阻燃劑。

3.2 溴系阻燃劑的特點

含溴阻燃劑由于具有其阻燃效能好、添加量少、加工性能優良、對高分子材料的物理、機械性能影響小、原料豐富、價格較便宜等優點,因此,溴系阻燃劑已經成為世界上發展最快、品種最多、產量最大、應用范圍最廣的有機阻燃劑之一,受到普遍重視。

雖然溴系阻燃劑具有諸多優點,然而,溴系阻燃劑會降低被阻燃基材的抗紫外線穩定性,同時,在加工過程中、高溫及燃燒條件下會產生毒性物質。1986年瑞士的研究人員研究發現,多溴二苯醚(PBDPE)及其阻燃的材料在510~630℃熱分解時,會產生劇毒、致癌的多溴代二苯并f英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF),即出現所謂的“二f英(Dioxin)”問題。此外,溴系阻燃劑燃燒時,可能產生較多的煙霧、腐蝕性及有毒氣體,主要包括HX、CO、CO2、SO2、NO2、NH、HCN等。

4型阻燃劑的發展趨勢

由于溴系阻燃劑在高溫及燃燒時易于產生毒性物質,因此,新型阻燃劑的發展迫在眉睫。目前,阻燃劑研究的方向主要包括:

1)抑煙和消煙研究,即在阻燃劑中加入消煙劑,如鋁、銅、鐵化合物,使用超細氧化銻和膠體五氧化二銻,以硼酸鋅代替三氧化二銻等;

2)研究開發非鹵阻燃劑,如磷系、磷-氮系、硅基、硼系等體系的研制與開發,但是除個別材料外,近期內難以找到性能/價格比與溴系阻燃劑相抗衡的阻燃劑或阻燃材料;

3)研究開發新型溴系阻燃劑。小分子溴系阻燃劑因其易析出、易遷移、熱穩定性差等缺點給環境造成極大地危害,而高分子型溴系阻燃劑因具獨特的熱穩定性和不噴霜、不遷移等優點,已逐漸成為人們研究開發的重點。因此,新型溴系阻燃劑的主要研究方向為:研究熱穩定性高、耐遷移析出、耐候性好、毒性低、抗紫外的高分子型鹵系阻燃劑,以解決其耐熱、煙霧問題以及“二f英問題”。如DBDPE(十溴二苯乙烷)、溴化聚苯乙烯、溴化環氧樹脂等新型溴系阻燃劑的廣泛研究已表明這種趨向。

參考文獻

[1]陶英丕.含溴阻燃劑的國內外進展.精細石油化工,1990:32-35.

高分子材料研究方向范文6

摘要:由于滑石粉與高分子材料的性質存在較大差異,缺少親和性,使其在高分子材料領域的應用受到限制。為進一步改善其性能并拓寬其應用領域,必須對其粉體表面進行改性處理。本文綜述了采用不同種類改性劑對滑石粉進行表面改性的方法和改性滑石粉的應用性能,對促進滑石粉深加工開發具有指導意義。

關鍵詞:滑石粉;改性劑;改性方法;應用特性

[作者簡介]黃麗婕,女,化工學院碩士研究生;李藝,男,教授,研究方向:礦物材料開發[基金項目]廣西師范大學基金資助項目1前言滑石是一種含水的層狀硅酸鹽礦物,其化學式為3MgO·4SiO2·H2O。滑石的化學穩定性十分良好,耐強酸及強堿,同時還具有良好的電絕緣性能和耐熱性?;鳛橐环N優良的功能原料和填料,在陶瓷、涂料、造紙、紡織、橡膠和塑料等行業得到廣泛的應用。滑石粉作為填料填充有機高分子材料,可改善制品的剛性、尺寸穩定性、性,可防止高溫蠕變,減少對成型機械的磨損,可使聚合物在通過填充提高硬度與抗蠕變性的同時,還可使聚合物的耐熱沖擊強度提高,可改善塑料的成型收縮率、制品的彎曲彈性模量及拉伸屈服強度。隨著現代工業的發展,對滑石粉的純度、白度和細度提出了越來越高的要求,特別是超細滑石粉,在國內外市場上需求量很大。但是,滑石粉作為無機填料與有機高聚物分子材料之間在化學結構和物理形態上有著很大的差異,缺少親和性,使之滑石粉與聚合物之間混合不均勻、粘合力弱,導致制品的力學性能降低。為此,必須對滑石粉進行表面改性處理[1],提高滑石粉與聚合物的界面親和性,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散狀態,這樣滑石填料在復合材料中就不僅具有增量作用,還能起到增強改性的效果,從而提高復合材料的物理力學性能,使滑石得到更好的應用和擴大其應用領域。2改性方法概述2.1改性的機理改性的機理是利用某些帶有兩性基團(親油及親水基團)的小分子或高分子化合物對進行復合的兩種物質中的一種或兩種進行表面改性,使其表面性質由憎水變為親水或由親水變為疏水,目的是使兩種物質更好地結合。表面改性劑的種類很多,不同種類的改性劑具有不同的化學性質,而粉體的表面改性一般都有其特定的應用領域,其改性粉體作填料所適合的高分子材料及其性能也有所差異,并且,為提高改性效果和降低改性劑成本,也往往以多種改性劑配合互補進行改性。因此,選用表面改性劑必須考慮被處理物料的應用對象。對滑石粉而言,為了讓滑石粉更好地與高分子聚合物結合,目前改性用的改性劑主要有兩大類:a.偶聯劑類:主要是鈦鋁酸脂類、鋁酸脂類、硅烷類及硬脂酸類,應用較多的是鈦酸脂類;b.表面活性劑類:主要是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化按、烯基磺酸鈉等。2.2改性方法目前,在超細粉體表面改性中主要有以下幾種方法[2,3]:(1)表面覆蓋改性方法:將表面活性劑覆蓋于粒子表面,賦予粒子表面新的性質。這種方法是將表面活性劑或偶聯劑以吸附或化學鍵的方式與粒子表面結合,使粒子表面由親水變為疏水,使粒子與聚合物的相容性得以改善。該方法是目前最普遍采用的方法。(2)機械化學方法:這種方法是將比較大的粒子通過粉碎、摩擦等方法使其變得較小,在這個過程中粒子的表面活性變大,亦即表面吸附能力增強,易于吸附其它的物質,使工藝簡化,成本降低,同時可使產品的質量易于控制。(3)外膜層改性方法:在粒子表面均勻地包覆一層聚合物,從而使粒子表面性質發生變化的方法。(4)局部活性改性:利用化學反應在粒子表面接枝上一些可與聚合物相容的基團或官能團,使無機粒子與聚合物有更好的相容性,從而達到無機粒子與聚合物復合的目的。(5)高能量表面改性:利用高能放電、紫外線、等離子射線等所產生的巨大能量對粒子表面改性,使其表面具有活性,提高粒子與聚合物的相容性。(6)沉淀反應改性:這種方法就是利用沉淀反應對粒子表面進行包覆,從而達到改性的效果。3不同改性劑改性及其應用效果3.1鈦酸酯偶聯劑改性鈦酸酯偶聯劑目前已成為復合材料不可缺少的改性劑之一。鈦酸酯偶聯劑的作用是在填料表面形成一層單分子覆蓋膜,改變其原有的親水性質,使填料表面性質發生根本性變化。由于鈦酸酯偶聯劑具有獨特的結構,對聚合物與填充劑有良好的偶聯效能,因而可提高填料的分散性、流動性,改善復合材料的斷裂伸長率、沖擊性和阻燃性能等。3.1.1改性方法(1)干法改性:滑石粉在預熱至100℃~110℃的高速混合機中攪拌烘干,然后均勻加入計量的鈦酸酯偶聯劑(用適量的15#白油稀釋),攪拌數min即可獲得改性滑石粉填料。(2)濕法改性:計量的鈦酸酯偶聯劑用一定量溶劑稀釋后,加入一定量滑石粉[4],于95℃下攪拌30min,過濾烘干得改性滑石粉產品。3.1.2鈦酸酯偶聯劑改性滑石粉填料的應用特性經鈦酸酯偶聯劑改性的滑石粉填料可提高與聚丙烯(PP)的相容性[5],降低體系粘度,增加體系流動性,改善體系加工性能,減少變形,提高尺寸穩定性,擴大PP的應用范圍。3.2鋁酸酯偶聯劑改性3.2.1改性方法將適量的鋁酸酯(如L2型)溶于溶劑(如液體石蠟)中,加入烘干的1250目的微細滑石粉進行研磨30min改性,并在100℃下恒溫一段時間[6],冷卻后即得改性產品。3.2.2改性滑石粉的特性用鋁酸酯改性后的滑石粉與普通滑石粉相比,在液體石蠟中的粘度顯著減小,水滲透時間增大,有機憎水改性效果明顯。由鋁酸酯改性的滑石粉代替半補強碳黑填充橡膠,其拉伸強度、伸長率等力學性能有所提高,同時,替代量很大,可達到降低成本,減少環境污染的效果。3.3有機高分子改性采用甲苯二異氰酸酯(TDI)和丙烯酸羥丙酯(HPA)對滑石粉體進行表面改性,分別接枝包覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)層和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物(PMMA-Co-PBA)層,構成復合粒子。3.3.1復合滑石粉粒子制備方法取經TDI、HPA表面處理并進一步純化處理的有機化滑石粉粒子、甲苯、引發劑及丙烯酸丁酯(BA)和二乙烯苯(DVB)各適量置于反應釜中,攪拌均勻,在維持溫度為75±5℃的情況下,連續滴加下列按適當比例混合的溶液:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、BA、DVB、甲苯、偶氮二異丁腈。滴加完畢后在80±5℃下維持反應2.5h。然后在減壓下蒸出溶劑及未反應物(絕對壓力約8kPa,溫度不小于85℃),然后經索氏萃取器用異丙醇抽提24h,再經洗滌烘干過篩制得表面有機高分子復合滑石粉粒子。3.3.2改性滑石粉復合粒子的的應用特性包覆高分子后的滑石粉復合粒子混配的材料,其拉伸、沖擊強度均較滑石粉直接填充者有明顯的提高,包覆粒子的沖擊、拉伸強度大致提高(119±4),而經無規共聚柔性高分子包覆的拉伸強度提高136,沖擊強度提高162。柔性高分子包覆的滑石粉復合粒子混配材料,其增強增韌效果十分明顯[7],而且可在大范圍填充下(粒子填充質量分數5~35)強韌性增長持續有效(拉伸強度提高1/3,沖擊強度提高近2/3)。這種復合粒子是一種行之有效的提高制品綜合性能、降低材料成本的新型填充材料,用于電纜料時綜合性能良好。3.4硅烷偶聯劑改性滑石粉屬于極性的水不溶 物質,當它們分散于極性極小的有機高分子樹脂中,因極性的差別,造成二者相容性不好,直接或過多地填充往往容易導致材料的某些力學性能下降以及易脆化等缺點,從而對制品的加工性能和使用性能帶來負面影響。可采用硅烷偶聯劑對滑石粉填料的表面進行改性處理。3.4.1改性方法將硅烷偶聯劑(如KH–570)配成溶液,攪拌均勻。將溶液滴入烘干后的滑石粉中,攪拌40~60min,使處理劑充分包覆填料[8],再經加熱烘干即制得改性滑石粉。3.4.2復合材料的應用性能由硅烷偶聯劑進行表面改性的滑石粉作為高分子材料的填料,可使填充體系的強度、模量均有明顯的提高,改性效果良好,具有較好的實際應用價值。3.5磷酸酯改性3.5.1改性方法主要包覆處理過程[9]為:先將滑石粉于80℃攪拌下在磷酸酯的水溶液中預包覆1h,接著于95℃左右干燥;最后再升高溫度至125℃,熱處理lh。磷酸酯的用量為滑石粉的0.5至8質量百分數。3.5.2磷酸酯包覆滑石粉的性能磷酸酯可與滑石粉表面發生化學吸附和物理吸附反應形成表面包覆,增加表面包覆量可改善滑石粉的分散狀態,可顯著改變填充體系的形態和機械性能。4展望滑石因其獨特的物理化學性質,被廣泛用于造紙、化妝品、日用化工、陶瓷、塑料、建筑材料、橡膠及醫藥等行業。PP塑料的改性滑石粉將是滑石在塑料工業中的重要應用領域,需針對不同塑料產品的需要來設計滑石產品。對滑石粉的改性還必須考慮到生產成本以及使用工藝中的問題,還必須努力使滑石生產加工面向能充分體現滑石的特性及優勢的高附加值行業。可以看見現階段對滑石的改性使用的改性劑研究多為偶聯劑。有人采用天然或合成膠乳處理滑石粉填料也能顯著改進填充材料的綜合性能。采用其他的表面改性劑進行研究仍有很大的前景?;母餍阅芏家驯蝗藗兯私夂驼莆眨挥胁粩嗟嘏μ剿鞑⑦\用現代高科技手段檢測其各項性能,才能不斷挖掘滑石的應用潛力,這對我國作為滑石生產大國進一步開展滑石的深加工高附加值產品開發具有重大的經濟意義。參考文獻[1]李藝.廣西滑石的深加工開發現狀及其發展方向探討.廣西輕工業,20__(5):1-2.[2]鄭水林.粉體表面改性(第二版).北京:中國建材工業出版社,20__,21-34.[3]謝海安.滑石的改性及應用.化工時刊,20__,22(2):31-33.[4]羅士平,周國平.鈦酸酯偶聯劑對無機填料表面改性的研究.合成材料老化與應用,20__(1):9-14.[5]楊華明.活性滑石粉制備及其在PP塑料中的應用.非金屬礦,20__,24(2):24.[6]劉婷婷,張培萍,吳永功.鋁酸酯改性滑石粉的反應機理及其在橡膠中的應用.硅酸鹽學報,20__,30(5):608-610.[7]左建華.滑石粉有機高分子化改性及在PVC中應用.現代塑料加工應用,20__,17(1):8-11.[8]張東興,黃龍男,王榮國,王洋.硅烷偶聯劑對滑石粉、空心玻璃微珠表面改性的研究.纖維復合材料,20__(2):10-12.[9]劉最芳.磷酸酯包覆滑石粉填充聚丙烯的結構和性能.塑料工業,1995(8):18-22.

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