高分子材料改性緒論.ppt

1、,高分子材料改性緒論,培訓(xùn)目的： 1）了解聚合物加工改性的目的和意義； 2）介紹聚合物加工改性的常用方法； 3）介紹聚合物加工改性的常用設(shè)備； 4）介紹聚合物改性后成型方式。,一、聚合物改性的目的和意義,塑料=樹脂+助劑 我國塑料工業(yè)發(fā)展迅速，至十一五規(guī)劃末期的2010年，塑料制品年產(chǎn)量已接近6000萬噸，年產(chǎn)值達(dá)1.42萬億元。 為何高分子材料發(fā)展如此迅速？,材料三要素,性能,加工,結(jié)構(gòu),物理,化學(xué),工程,材料組成,成型加工 方法,高分子材料 三因素,機(jī)械與模具,塑料分類為通用塑料和工程塑料。 其中工程塑料制的是拉伸強(qiáng)度大于50MPa，沖擊大于6kJ/m2，長期耐熱溫度100度，剛性好，蠕變

2、小等。 大部分通用塑料和工程塑料需要改性。,高分子材料的易加工性，加工成本較低。 高分子具有可擠壓性、可模塑型、可紡性和可延性。 高分子改性需要考慮的問題：加什么？加多少？協(xié)調(diào)效應(yīng)？,材料性質(zhì)分類： 1）內(nèi)在性質(zhì)：材料結(jié)構(gòu)組成決定； 2）加工性質(zhì)：是否能加工和加工以后性質(zhì)變化？ 3）產(chǎn)品性質(zhì)：制品屬性。,國外代表意義的塑料改性龍頭企業(yè)： 杜邦、帝人、巴斯夫、帝斯曼、羅地亞、普力萬、泰科納、旭化成。 國內(nèi)有代表意義的塑料改性龍頭企業(yè)： 金發(fā)科技、普利特、銀禧科技、哈爾濱鑫達(dá)、杰事杰、亞太國際、溫州俊爾、科苑、聚賽龍、道恩、和氏璧等等。,二、高分子材料改性常用方法,共混：復(fù)合材料、增強(qiáng)增韌等 接枝

3、：作為相容劑Fusabond、Bynel 交聯(lián)：增強(qiáng)耐熱、耐溶劑性 嵌段共聚：擴(kuò)鏈等。,高分子材料關(guān)注的主要性能 1）外觀：表面光澤度、色澤的一致性和持久性； 2）物理性能：密度、結(jié)晶度、吸水性、透氣性、透濕性和折射率； 3）機(jī)械性能：拉伸強(qiáng)度、伸長率、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、硬度、摩擦系數(shù)、耐磨耗性； 4）熱性能：熔點(diǎn)、耐老化性能、熱變形溫度、軟化溫度、催化溫度； 5）電性能：體積電阻率、表面電阻率、介電常數(shù)、耐電弧性；,6）耐化學(xué)藥品性：耐酸耐堿性、耐溶劑性； 7）長期使用性：耐蠕變性、耐疲勞性、耐候性； 8）燃燒性：閃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、氧指數(shù)； 9）界面性能：表面張力、浸潤性； 10）成型性：耐熱

4、穩(wěn)定性、流變性、結(jié)晶性、成型收縮率、熔融指數(shù)、粘結(jié)性； 11）經(jīng)濟(jì)性：成本； 12）法規(guī)：安全規(guī)定、工業(yè)規(guī)定、環(huán)保規(guī)定。,三、高分子材料常用設(shè)備,雙螺桿擠出機(jī)：主機(jī)和輔機(jī)組成。 主機(jī)：雙螺桿擠出機(jī)或是單螺桿往復(fù)機(jī)。 雙螺桿擠出機(jī)：高速同向嚙合式，在各種螺紋及混煉元件中可產(chǎn) 生十分強(qiáng)烈而復(fù)雜的物料傳遞交換、分流摻合以及剪切捏合等 作用。 雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是向高扭矩、高轉(zhuǎn)速、低能耗方向發(fā)展，高轉(zhuǎn)速帶來的效果即是高生產(chǎn)率。,輔機(jī) 結(jié)晶干燥機(jī),喂料系統(tǒng)： 體積計(jì)量,切粒方式：磨面熱切粒、冷切粒,吹風(fēng)干燥機(jī),振動(dòng)篩,四、聚合物成型方式,擠出成型 注塑成型 壓延成型 二次成型,我國改性塑料企業(yè)前30

5、強(qiáng),打印我國改性塑料企業(yè)前30強(qiáng).doc,改性塑料通常是指通過改性技術(shù)獲得的具有鮮明特征的塑料產(chǎn)品，通常是以母料或?qū)Ｓ昧系男问教峁┙o塑料制品加工用戶。 塑料改性是一門科學(xué)，它的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)涉及多個(gè)領(lǐng)域，而將理論用 于生產(chǎn)實(shí)踐就誕生了塑料改性的實(shí)用技術(shù)。實(shí)踐過程中遇到的種種問題反過來又促進(jìn)了改性理論和學(xué)術(shù)的發(fā)展，這一過程始終伴隨著整個(gè)塑料工業(yè)的發(fā)展歷程，而且近年來越來越顯示出其重要性。塑料改性是指通過物理的、化學(xué)的或二者兼具的方法使塑料材料的性能向人們所預(yù)期的方向發(fā)生變化，或者使成本顯著降低，或者使某些性能得以改善，或者賦予塑料材料 全新的功能。改性的過程可以在合成樹脂生成的過程中（聚合）發(fā)生，也可

6、以在合成樹脂被加工的過程中進(jìn)行。,納米塑料及其產(chǎn)業(yè)化問題 粉體材料表面處理與粉體超細(xì)化 以相容性良好的高分子材料為載體的專門用于ABS的填充母料 “增重”問題與解決辦法 塑木材料,3.1 高性能化,80年代以來,由于新的工業(yè)化大品種聚合物幾乎未再出現(xiàn)，通過各種改性手段實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有高分子材料及其制品的高性能化成為當(dāng)前高分子材料的重要發(fā)展趨勢(shì)。,3.國內(nèi)外高分子材料的發(fā)展動(dòng)向,3.1.1 塑料的高性能化,通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化（“比鐵還硬，比鋼還強(qiáng)”） 塑料高性能化的方法（改性塑料）： （1）化學(xué)改性（茂金屬催化聚合、間規(guī)聚合、超 高分子量聚乙烯等）； （2）共混與合金化（物理共混、接枝

7、、嵌段、互 穿聚合物網(wǎng)絡(luò)、相容劑技術(shù)）； （3）填充（偶聯(lián)劑技術(shù)、納米復(fù)合技術(shù)等）； （4）纖維增強(qiáng)（高性能纖維增強(qiáng)塑料、自增強(qiáng)技術(shù)）。,（5）塑料高性能化的成型加工新技術(shù)： 1）反應(yīng)擠出技術(shù)； 2）微波技術(shù)； 3）振動(dòng)技術(shù)； 4）擠出和注射自增強(qiáng)技術(shù)； （6）無鹵阻燃技術(shù) 從上世紀(jì)90年代以來， 國內(nèi)改性塑料行業(yè)已成為發(fā) 展最快的新興產(chǎn)業(yè)（如金發(fā)科技）。,3.1.2 橡膠的高性能化,子午線輪胎：是世界輪胎工業(yè)的發(fā)展方向。世界輪胎子午化率達(dá)90以上，而中國為80左右。 高性能輪胎是當(dāng)前輪胎工業(yè)的發(fā)展方向： 包括“綠色”輪胎、節(jié)能輪胎、安全輪胎、高里程輪胎、智能輪胎等，其特點(diǎn)是兼具低滾動(dòng)阻力、高

8、抗?jié)窕?、高耐磨、高壽命等?yōu)良綜合性能。滾動(dòng)阻力下降2035，節(jié)油35。,高性能輪胎是當(dāng)前世界輪胎工業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì),高性能輪胎的三個(gè)基本性能： (1) 低滾動(dòng)阻力; (2) 高抗?jié)窕裕?(3) 高耐磨性,節(jié)能 環(huán)保 安全 耐用,高性能輪胎是綠色、環(huán)保型輪胎,汽車油耗的40%左右用于克服輪胎 的滾動(dòng)阻力，輪胎對(duì)汽車的節(jié)能具有 關(guān)鍵作用。,汽車尾氣污染成為城市大氣污染的罪魁禍?zhǔn)祝?高性能輪胎能減少汽車尾氣污染，是一類綠色、環(huán)保型輪胎,按照高性能輪胎的節(jié)油率5計(jì)算，如果在全國推廣應(yīng)用，每年可節(jié)省燃油500萬噸，相當(dāng)于節(jié)省人民幣約500億元！,美國“大眾機(jī)械”雜志 把低滾阻輪胎評(píng)為 2009年美國

9、十大科技之一,輪胎的抗?jié)窕耘c行車安全密切相關(guān)。高速公路上汽車事故的50%以上與輪胎有關(guān)!,兼具低滾動(dòng)阻力和高抗?jié)窕缘男虏牧系难芯渴茄兄聘咝阅茌喬サ年P(guān)鍵。,汽車用非輪胎橡膠制品： 汽車的輕量化對(duì)橡膠制品耐熱、耐油和耐化學(xué)品性能要求提高 ，促進(jìn)了丙烯酸酯橡膠、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠、三元乙丙橡膠等的使用。 減震隔震橡膠制品： 應(yīng)用于地震地區(qū)的房屋建筑橡膠隔震支座（如汶川地區(qū)重建）、汽車、橋梁、鐵路、船艦（潛水艇減震）等領(lǐng)域。,新建的汶川第二小學(xué)采用了橡膠減震技術(shù)。,隔震橡膠支座,建筑隔震專家周福霖院士（廣州大學(xué)）,3.1.3 纖維的高性能化,高性能纖維：高強(qiáng)度纖維、高模量纖

10、維、 耐高溫纖維、阻燃耐火纖維 耐腐蝕纖維 特點(diǎn): (1) 具有遠(yuǎn)優(yōu)于普通纖維的物理機(jī)械性 能、熱性能和化學(xué)性能； （2）采用高技術(shù)制備，應(yīng)用于高科技或 特殊領(lǐng)域； （3）高附加值。 主要品種: 碳纖維、芳綸纖維、PBO纖維 聚芳酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維,碳纖維及其 復(fù)合材料,航天（火箭、衛(wèi)星、 飛船外殼、燒蝕材料）,建筑（混凝土增強(qiáng)、建筑 物加固、橋梁加固）,航空（飛機(jī)機(jī)身、 直升飛機(jī)葉片、剎車器， A350CFRP占62%， B787占50%）,汽車（車身、傳動(dòng)軸， 減重30%，節(jié)能20%）,各種機(jī)械零 件、武器,高速列車車身 （減少噪音、減震、隔熱）,體育、休閑器材,新能源（風(fēng)葉、采

11、油、 電極、核電、復(fù)合電纜）,其他新型高性能纖維,芳綸纖維： 具有超高強(qiáng)度、高模量、高韌性、耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能,其強(qiáng)度是鋼絲的 56倍 ，模量為鋼絲或玻璃纖維的23倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右。廣泛應(yīng)用于航天航空、輪胎及傳送帶骨架材料、防彈衣、頭盔、高強(qiáng)繩索等方面。 PBO纖維（Zylon）： 聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑 ，是新世紀(jì)的超強(qiáng)纖維 。其強(qiáng)度超過碳纖維、芳綸纖維，也超過不銹鋼纖維?？捎糜诤娇蘸教?、防彈材料、防護(hù)服、消防服、增強(qiáng)材料、耐熱墊等。整天穿著之防彈背心，厚度僅為3.5mm ?？勺鳛椤霸虑蛱焯荨辈牧?。,藝術(shù)家筆下的“月球電梯”想象圖,3.2 功能化,

12、隨著高新技術(shù)的發(fā)展，各種功能化高分子材料及其制品的應(yīng)用越來越廣泛，品種越來越多，要求越來越高，市場(chǎng)需求量越來越大，從而為高分子材料產(chǎn)業(yè)提供了許多新的發(fā)展機(jī)遇。 功能高分子材料已經(jīng)或正在形成新的產(chǎn)業(yè)，成為高分子材料產(chǎn)業(yè)中最有發(fā)展前景的新的增長點(diǎn)。,3.2.1 電子信息用高分子材料: 印刷線路板 感光高分子材料 隨著集成電路的集成化程度的不斷提高，對(duì)印刷電路感光高分子材料的要求越來越高。 硅橡膠按鍵 磁性高分子材料: 由高分子材料與磁性粉末復(fù)合而成?？捎涗浡暋⒐狻㈦姷刃畔?，并有重放功能，廣泛用于電子、電氣、通訊、航空航天、汽車、家電、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等。 塑料光纖（PMMA,PS,PC)： 具有大口

13、徑、高開口數(shù)、處理方便、加工簡(jiǎn)便、價(jià)廉、接續(xù)方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于短距離通信網(wǎng)絡(luò)，將會(huì)成為未來信息社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)。,3.2.2 導(dǎo)電和光電高分子材料 導(dǎo)電聚合物二十世紀(jì)高分子領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)（2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)），具有革命性影響。 含大鍵的的高分子材料，經(jīng)化學(xué)或電化學(xué)摻雜而成。具有導(dǎo)電性、電致變色、電致發(fā)光、非線性光學(xué)等性能。包括聚乙炔及其衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚對(duì)苯乙烯撐（PPV）、聚噻吩等。 高分子電致發(fā)光材料（OLED）： （1）新一代平板顯示器：具有視角寬、能耗低、響應(yīng)速度快、超薄、超輕、成型加工簡(jiǎn)便、可制備全固化薄膜器件和柔性顯示等優(yōu)點(diǎn)。 （2）平面光源：白光照明，成本低。 聚合物太

14、陽能電池：大面積，柔性、質(zhì)輕、易制備、易修飾、開路電壓高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，效率已達(dá)5-7。 華南理工大學(xué)曹鏞院士的工作。,3.2.3 生物醫(yī)學(xué)高分子材料 人工臟器材料 醫(yī)用導(dǎo)管及其他醫(yī)療衛(wèi)生用品； 高分子藥物：長效、緩釋、靶向、治癌 組織工程支架材料：在體外預(yù)先構(gòu)建一個(gè)有生物活性的種植體，然后植入體內(nèi)，修復(fù)組織缺損，替代組織、器官的一部分或全部功能，其核心是活的細(xì)胞和可供細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的可降解支架材料，這是組織工程學(xué)研究的主要科學(xué)問題。,人造皮膚,人造耳,人造顱骨生長良好,整形美容進(jìn)入組織工程時(shí)代,3.2.4 功能涂料 裝飾、保護(hù)和特殊功能相結(jié)合，如導(dǎo)電、阻尼、阻燃防火、隔熱、示溫、防輻射、微

15、波吸收、防水、自潔性、殺蟲、空氣凈化、熒光、超疏水等特種涂料。 3.2.5 高吸水樹脂 衛(wèi)生用品、水土保護(hù)、沙漠改造。 3.2.6 其他 分離膜材料； 形狀記憶材料； 水處理材料； 高分子催化劑等。 3.2.7 高分子制品的功能化 如智能輪胎、跑氣保用輪胎、智能鞋等。,大自然的啟發(fā)荷葉，水黽。 超疏水材料表面接觸角大于150滾動(dòng)角小于5的材料。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：疏水性聚合物表面具有微納米粗糙結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用：（1）超疏水自潔性外墻涂料； （2）輸電電纜防冰凍； （3）革命性水上交通工具（浮力大、阻力小、速度快、 能耗低）； （4）無需雨刷的汽車擋風(fēng)玻璃； （5）冰箱、空調(diào)等防霜；超級(jí)防水衣； （6）超抗

16、腐蝕金屬材料 。,超疏水材料,圖5 BBT (a) 、(b), BBOT (c) 、(d) 超疏水表面的掃描電鏡照片,3.3 復(fù)合化,1.纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料： 1. 玻璃纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料（玻璃鋼）； 2. 高性能（先進(jìn)）復(fù)合材料： 高性能纖維（碳纖維、芳綸纖維、高模量聚乙烯纖維等、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、氮化硅纖維、硼纖維等） 高性能樹脂（特種環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺、氰酸酯樹脂、特種熱塑性樹脂如PEEK、PSF等）,2. 聚合物/無機(jī)物納米復(fù)合材料： 納米材料是二十世紀(jì)后期崛起的一類具有劃時(shí)代意義的新材料. 聚合物/無機(jī)物納米復(fù)合材料的主要特征是復(fù)合體系的一個(gè)組分至少有一維以納

17、米尺寸（100nm）均勻分散在另一組分的基體中。 聚合物/無機(jī)物納米復(fù)合材料的性能(包括力學(xué)性能、阻隔性能、阻燃性能、熱性能、電性能、生物性能等）比相應(yīng)的宏觀或微米級(jí)復(fù)合材料有非常顯著的提高，甚至表現(xiàn)出全新的性能。,聚合物/無機(jī)物納米復(fù)合材料可分為3類: (1) 聚合物/粒狀無機(jī)物納米復(fù)合材料： 納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦等。 (2) 聚合物/層狀無機(jī)物納米復(fù)合材料： 層狀硅酸鹽（蒙脫土、高嶺土等），層狀石墨等。 （3）聚合物/無機(jī)納米管納米復(fù)合材料： 碳納米管，埃洛石,NR/nano SiO2 (nano granules),NR/Motmorillonite (nano lay

18、ers),SBR/halloysite (nanotubes),3.4 環(huán)境友好化,高分子材料工業(yè)是一個(gè)與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，不僅其生產(chǎn)過程存在環(huán)境污染問題，其產(chǎn)品在使用和廢棄過程中也對(duì)環(huán)境有重大影響，高分子材料工業(yè)與環(huán)境的關(guān)系越來越受到各國的重視。,再生資源產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè) 1992年,聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)提出了可持續(xù)發(fā)展道路的概念 歐洲國家首先倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略,并得到全世界廣泛的響應(yīng)。再生資源產(chǎn)業(yè)被許多國家作為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)而得到迅速發(fā)展。由線性經(jīng)濟(jì)發(fā)展為循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 九十年代以來，全球再生資源產(chǎn)業(yè)以每年15%-20%的速度增長，目前產(chǎn)值約為1.8萬億美元。 在未來30年

19、內(nèi),再生資源產(chǎn)業(yè)為全球提供的原料將由目前占原料總量的30%提高到80%左右,產(chǎn)值超過3萬億美元,將提供3億個(gè)以上的就業(yè)崗位,將形成“有多少舊就再生多少新”、“天下無廢物”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、循環(huán)社會(huì)與循環(huán)世界。 再生資源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界性的朝陽產(chǎn)業(yè)，成為21世紀(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。,中國每年產(chǎn)生廢塑料1200萬噸，可再生利用約1000萬噸 大力發(fā)展廢舊塑料回收和綜合利用，是世界的發(fā)展趨勢(shì)，是我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)，對(duì)我國社會(huì)的科學(xué)發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 廢塑料再生利用的方向高性能化再生或改性再生。,電子廢棄物造成越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染，其中廢PCB的資源化利用是關(guān)鍵之一。 大量增長的電子廢棄物已

20、成為困擾全球的環(huán)境問題。電子廢棄物處理已經(jīng)成為全球可持續(xù)發(fā)展面臨的一個(gè)新的重大挑戰(zhàn)。其中廢印刷電路板(PCB)是電子廢棄物中最難回收利用的組成部分。,廢PCB的資源化利用,廢橡膠的回收利用,1）做燃料（產(chǎn)生大量CO2） 2) 再生膠（水油法由于污染被淘汰，混煉再生法仍 在發(fā)展，但能量消耗大） 3）廢膠粉直接利用技術(shù)迅速獲得發(fā)展，是當(dāng)前廢橡膠回收利用的方向。 （直接加入橡膠配方、增韌塑料、熱塑性彈性體、 改性瀝青、跑道等）,木塑復(fù)合材料（WPC),木塑復(fù)合材料（Wood-plastic composites,WPC)是近年蓬勃興起的一種新型復(fù)合材料，由占50以上的木粉、稻殼、桔梗等廢天然纖維與廢

21、舊熱塑性塑料（PE，PP，PVC等）經(jīng)特殊工藝制成的性能優(yōu)良的環(huán)保型綠色復(fù)合材料，兼有塑料與木材二者的優(yōu)點(diǎn)，還有許多塑料與木材不具備的新特點(diǎn)，在園林包裝、物流、家具、汽車等許多領(lǐng)域具有廣泛的用途。 木塑復(fù)合材料符合節(jié)約資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則。,二、木塑復(fù)合材料的應(yīng)用,市政園林、體育場(chǎng)館露天桌椅，柵欄，水上設(shè)施，露天 地板，亭子，花箱，垃圾箱，下水井蓋等； 建筑裝修材料圍墻，走道，地板，防潮隔板，洗臉間防 潮設(shè)施，護(hù)墻板，踢腳板，天花板，裝飾板，壁板、建筑模 板等； 交通高速公路噪音隔板，鐵路軌枕等 ； 包裝材料托盤，搬運(yùn)墊板，包裝箱（免檢），周轉(zhuǎn)箱； 其他家具，汽車等 。,木塑

22、產(chǎn)品 花箱,木塑產(chǎn)品 垃圾箱,木塑產(chǎn)品 休閑椅、凳,木塑產(chǎn)品 欄桿,木塑產(chǎn)品 水上設(shè)施,木塑產(chǎn)品 園林,木塑產(chǎn)品 建筑、室外裝修,木塑產(chǎn)品 室內(nèi)裝修,木塑產(chǎn)品 汽車配件、托盤、包裝箱,WPC 行業(yè)的國內(nèi)外狀況,國外木塑復(fù)合材料生產(chǎn)和應(yīng)用始于二十世紀(jì)九十 年代，至今只有十幾年的時(shí)間； 北美、歐洲，日本、韓國、澳大利亞、新西蘭等 國和臺(tái)灣地區(qū)都在大力發(fā)展木塑復(fù)合材料，木塑 復(fù)合制品的年增長率達(dá)16%。 中國近年發(fā)展迅速，將以年增長率50%以上的速度 發(fā)展，最終形成年產(chǎn)一千萬噸或上千億產(chǎn)值的新 興工業(yè)體系。,可降解天然高分子材料及其復(fù)合材料 （1）全降解淀粉塑料（淀粉/聚乳酸，淀粉/聚乙烯醇）；如何

23、代替EPS快餐盒、地膜、垃圾袋？ （2）聚乳酸、聚羥基酸、聚氨基酸等； （3）可全降解復(fù)合材料； （4）體內(nèi)可降解高分子材料（如聚乳酸骨釘）,由非石油資源制造高分子材料 （1）由煤制造液體燃料和烯烴： 如南非是世界第一個(gè)利用煤大規(guī)模生產(chǎn)乙烯和化工產(chǎn)品的國家。 （2）由C1（甲烷、甲醇）原料制造烯烴； （3）由CO2制造高分子材料; (4) 由植物資源制造高分子材料：淀粉、纖維素、木質(zhì)素、殼聚糖、聚乳酸等。美國已建有13.6萬噸聚乳酸工廠，其成本可與石油化工產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。,高分子材料生產(chǎn)和使用過程的環(huán)保問題： 粉塵污染； 溶劑污染； 某些橡膠促進(jìn)劑（TMTD，NOBS）和防老劑（防老劑A、D）具有致

24、癌作用，必須用其它品種代替。 取締或限制使用有毒重金屬助劑和部分含溴阻燃劑（歐盟ROHS指令）。 開發(fā)非鹵阻燃劑(無機(jī)阻燃劑、含磷氮阻燃劑、含硅阻燃劑等）。,高分子材料及其制品，特別是制鞋和橡膠生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)工人的危害已成為一個(gè)眾所周知的問題，要從技術(shù)和法規(guī)上加以解決。 水性聚氨酯鞋用膠黏劑是發(fā)展方向。 減少VOC的排放，滿足環(huán)保法規(guī)，涂料正朝著水性涂料、高固體份涂料、粉末涂料和輻射固化涂料等綠色涂料方向發(fā)展。 裝修污染：,環(huán)境友好、綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的概念： （1）從“原子經(jīng)濟(jì)性”的原則出發(fā)，從化學(xué)原理的源頭減少或消除環(huán)境污染，減少資源和能源的浪費(fèi)； （2）盡可能節(jié)約不可再生的原

25、料資源，使用可再生的生物資源作原料； （3）采用無毒無害的原料、催化劑、溶劑和助劑； （4）采用高效、節(jié)能、清潔的化工生產(chǎn)過程強(qiáng)化技術(shù)，最大限度減少廢料排放； （5）兼顧產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，走可持續(xù)發(fā)展的道路。,二、高分子材料改性概況,2.1 聚合物改性的定義： 聚合物改性是用各種化學(xué)方法、物理方法或者 二者結(jié)合的方法改變聚合物的結(jié)構(gòu)，從而獲得具有 所希望的新的性能和用途的改性聚合物的過程。,1.2 聚合物改性的研究內(nèi)容,（1）大分子的化學(xué)反應(yīng)（如氫化，鹵化，氯磺化，環(huán)氧化， 異構(gòu)化，離子化等）； （2）接枝共聚； （3）嵌段共聚； （4）共混； （5）互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)； （6）填充與增（補(bǔ)）強(qiáng)； （7）纖維增強(qiáng)復(fù)合材料； （8）其它：交聯(lián)，增塑，阻燃，穩(wěn)定，表面改性等。 （9）成型加工過程的改性：如雙向拉伸、反應(yīng)擠出、微波技術(shù)、 振動(dòng)技術(shù)、自增強(qiáng)技術(shù)等。,1.3 聚合物改性的發(fā)展歷史,1.3.1 高分子材料及其改性的發(fā)展歷史: （1）天然高分子材料的利用（遠(yuǎn)古19世紀(jì)中期）： 遠(yuǎn)古時(shí)代：不自覺地使用各種天然高分子材料，如食用的五谷(淀粉)、 肉類（蛋白質(zhì)），御寒的獸皮（蛋白質(zhì)），用做工具的木材（纖維素）等 我國人民在幾千年前就已經(jīng)懂得種植棉麻，紡紗織布，養(yǎng)蠶繅絲，穿 綢著緞。商朝的絲綢業(yè)和紡織業(yè)已非常發(fā)達(dá)。漢唐時(shí)代中國的絲綢遠(yuǎn)銷中 亞和歐洲，