1、高分子材料改性緒論高分子材料改性緒論培訓目的：培訓目的：1）了解聚合物加工改性的目的和意義；）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；）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備；）介紹聚合物加工改性的常用設備；4）介紹聚合物改性后成型方式。）介紹聚合物改性后成型方式。 一、聚合物改性的目的和意義一、聚合物改性的目的和意義5000BC015001900196019801990200020102020金金銅銅鐵鐵鋼鋼合金鋼合金鋼高溫合金高溫合金高分子高分子木材木材皮膚皮膚纖維纖維動物膠動物膠橡膠橡膠電木電木尼龍尼龍PEPCPSPPPAN聚酯聚酯高模聚

2、合物高模聚合物導電高分子導電高分子復合材料復合材料金屬基復合材料金屬基復合材料陶瓷基復合材料陶瓷基復合材料石材石材陶瓷陶瓷陶器陶器玻璃玻璃水泥水泥耐火材料耐火材料熔融硅熔融硅耐濕陶瓷耐濕陶瓷韌性機械陶瓷韌性機械陶瓷塑料塑料=樹脂樹脂+助劑助劑我國塑料工業發展迅速，至十一五規劃末期的我國塑料工業發展迅速，至十一五規劃末期的2010年，塑料制品年產量已接近年，塑料制品年產量已接近6000萬噸，年萬噸，年產值達產值達1.42萬億元。萬億元。為何高分子材料發展如此迅速？為何高分子材料發展如此迅速？ 材料三要素材料三要素性能加工結構 物理物理 化學化學 工程工程材料組成材料組成成型加工成型加工方法方法高

3、分子材料高分子材料三因素三因素機械與模具機械與模具塑料分類為通用塑料和工程塑料。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度大于其中工程塑料制的是拉伸強度大于50MPa，沖，沖擊大于擊大于6kJ/m2，長期耐熱溫度，長期耐熱溫度100度，剛性好度，剛性好，蠕變小等。，蠕變小等。大部分通用塑料和工程塑料需要改性。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、可紡性和可高分子具有可擠壓性、可模塑型、可紡性和可延性。延性。高分子改性需要考慮的問題：加什么？加多少高分子改性需要考慮的問題：加什么？加多

4、少？協調效應？協調效應？材料性質分類：材料性質分類：1）內在性質：材料結構組成決定；）內在性質：材料結構組成決定；2）加工性質：是否能加工和加工以后性質變化）加工性質：是否能加工和加工以后性質變化？3）產品性質：制品屬性。）產品性質：制品屬性。國外代表意義的塑料改性國外代表意義的塑料改性龍頭企業龍頭企業：杜邦、帝人、巴斯夫、帝斯曼、羅地亞杜邦、帝人、巴斯夫、帝斯曼、羅地亞、普力萬、泰科納、旭化成。、普力萬、泰科納、旭化成。國內有代表意義的塑料改性國內有代表意義的塑料改性龍頭企業龍頭企業：金發科技、普利特、銀禧科技、哈爾濱金發科技、普利特、銀禧科技、哈爾濱鑫達、杰事杰、亞太國際、溫州俊爾、鑫達、

5、杰事杰、亞太國際、溫州俊爾、科苑、聚賽龍、道恩、和氏璧等等。科苑、聚賽龍、道恩、和氏璧等等。二、高分子材料改性常用方法二、高分子材料改性常用方法共混：復合材料、增強增韌等共混：復合材料、增強增韌等接枝：作為相容劑接枝：作為相容劑FusabondFusabond、BynelBynel交聯：增強耐熱、耐溶劑性交聯：增強耐熱、耐溶劑性嵌段共聚：擴鏈等。嵌段共聚：擴鏈等。高分子材料關注的主要性能高分子材料關注的主要性能1）外觀：表面光澤度、色澤的一致性和持久性；）外觀：表面光澤度、色澤的一致性和持久性；2）物理性能：密度、結晶度、吸水性、透氣性、透）物理性能：密度、結晶度、吸水性、透氣性、透濕性和折射

6、率；濕性和折射率；3）機械性能：拉伸強度、伸長率、彎曲強度、壓縮）機械性能：拉伸強度、伸長率、彎曲強度、壓縮強度、硬度、摩擦系數、耐磨耗性；強度、硬度、摩擦系數、耐磨耗性；4）熱性能：熔點、耐老化性能、熱變形溫度、軟化）熱性能：熔點、耐老化性能、熱變形溫度、軟化溫度、催化溫度；溫度、催化溫度；5）電性能：體積電阻率、表面電阻率、介電常數、）電性能：體積電阻率、表面電阻率、介電常數、耐電弧性；耐電弧性；6）耐化學藥品性：耐酸耐堿性、耐溶劑性；）耐化學藥品性：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；）長期使用性：耐蠕變性、耐疲勞性、耐候性；8）燃燒性：閃點、自燃點、氧指數

7、；）燃燒性：閃點、自燃點、氧指數；9）界面性能：表面張力、浸潤性；）界面性能：表面張力、浸潤性；10）成型性：耐熱穩定性、流變性、結晶性、成型）成型性：耐熱穩定性、流變性、結晶性、成型收縮率、熔融指數、粘結性；收縮率、熔融指數、粘結性；11）經濟性：成本；）經濟性：成本；12）法規：安全規定、工業規定、環保規定。）法規：安全規定、工業規定、環保規定。三、高分子材料常用設備三、高分子材料常用設備雙螺桿擠出機：主機和輔機組成。雙螺桿擠出機：主機和輔機組成。主機：主機：雙螺桿擠出機或是單螺桿往復機雙螺桿擠出機或是單螺桿往復機。雙螺桿擠出機：高速同向嚙合式，在各種螺紋雙螺桿擠出機：高速同向嚙合式，在各

8、種螺紋及混煉元件中可產及混煉元件中可產 生十分強烈而復雜的物料傳生十分強烈而復雜的物料傳遞交換、分流摻合以及剪切捏合等遞交換、分流摻合以及剪切捏合等 作用。作用。雙螺桿擠出機的發展趨勢是向高扭矩、高轉速雙螺桿擠出機的發展趨勢是向高扭矩、高轉速、低能耗方向發展，高轉速帶來的效果即是高、低能耗方向發展，高轉速帶來的效果即是高生產率。生產率。 輔機輔機結晶干燥機結晶干燥機喂料系統：喂料系統：體積計量體積計量切粒方式：磨面熱切粒、冷切粒切粒方式：磨面熱切粒、冷切粒吹風干燥機吹風干燥機振動篩振動篩四、聚合物成型方式四、聚合物成型方式擠出成型擠出成型注塑成型注塑成型壓延成型壓延成型二次成型二次成型我國改性

9、塑料企業前我國改性塑料企業前30強強打印打印我國改性塑料企業我國改性塑料企業前前30強強.doc改性塑料通常是指通過改性技術獲得的具有鮮明特征的塑料產品，通常是以母料或專用料的形式提供給塑料制品加工用戶。塑料改性是一門科學，它的學術基礎涉及多個領域，而將理論用于生產實踐就誕生了塑料改性的實用技術。實踐過程中遇到的種種問題反過來又促進了改性理論和學術的發展，這一過程始終伴隨著整個塑料工業的發展歷程，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、化學的或二者兼具的方法使塑料材料的性能向人們所預期的方向發生變化，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

10、過程可以在合成樹脂生成的過程中（聚合）發生，也可以在合成樹脂被加工的過程中進行。納米塑料及其產業化問題粉體材料表面處理與粉體超細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 3.1 高性能化高性能化 8080年代以來年代以來, ,由于新的工業化大品種聚合物幾由于新的工業化大品種聚合物幾乎未再出現，通過各種改性手段實現現有高分子乎未再出現，通過各種改性手段實現現有高分子材料及其制品的高性能化成為當前高分子材料的材料及其制品的高性能化成為當前高分子材料的重要發展趨勢。重要發展趨勢。 3.3.國內外高分子材料的發展動向國內外高分子材料的發展動向3.1

11、.1 3.1.1 塑料的高性能化塑料的高性能化通用塑料的工程化通用塑料的工程化和和工程塑料的高性能化工程塑料的高性能化（“比鐵還比鐵還硬，比鋼還強硬，比鋼還強”）塑料高性能化的方法（塑料高性能化的方法（改性塑料改性塑料）：）： （1 1）化學改性化學改性（茂金屬催化聚合、間規聚合、超（茂金屬催化聚合、間規聚合、超 高分子量聚乙烯等）；高分子量聚乙烯等）； （2 2）共混與合金化共混與合金化（物理共混、接枝、嵌段、互（物理共混、接枝、嵌段、互 穿聚合物網絡、相容劑技術）；穿聚合物網絡、相容劑技術）； （3 3）填充填充（偶聯劑技術、納米復合技術等）；（偶聯劑技術、納米復合技術等）； （4 4）纖

12、維增強纖維增強（高性能纖維增強塑料、自增強技術）。（高性能纖維增強塑料、自增強技術）。 （5 5）塑料高性能化的成型加工新技術塑料高性能化的成型加工新技術： 1 1）反應擠出技術；）反應擠出技術； 2 2）微波技術；）微波技術； 3 3）振動技術；）振動技術； 4 4）擠出和注射自增強技術；）擠出和注射自增強技術； （6 6）無鹵阻燃技術）無鹵阻燃技術 從上世紀從上世紀9090年代以來，年代以來，國內改性塑料行業已成為發國內改性塑料行業已成為發展最快的新興產業（如金發科技）。展最快的新興產業（如金發科技）。3.1.2 3.1.2 橡膠的高性能化橡膠的高性能化子午線輪胎：是世界輪胎工業的發展方向

13、。子午線輪胎：是世界輪胎工業的發展方向。世界世界輪胎子午化率達輪胎子午化率達9090以上，而中國為以上，而中國為8080左右。左右。高性能輪胎高性能輪胎是當前輪胎工業的發展方向：是當前輪胎工業的發展方向： 包括包括“綠色綠色”輪胎、節能輪胎、安全輪胎、輪胎、節能輪胎、安全輪胎、高里程輪胎、智能輪胎等，其特點是兼具高里程輪胎、智能輪胎等，其特點是兼具低滾動低滾動阻力、高抗濕滑性、高耐磨、高壽命阻力、高抗濕滑性、高耐磨、高壽命等優良綜合等優良綜合性能。滾動阻力下降性能。滾動阻力下降20203535，節油，節油3 35 5。 高性能輪胎是當前世界輪胎工業的重要發展趨勢高性能輪胎的三個基本性能： (1

14、) 低滾動阻力; (2) 高抗濕滑性； (3) 高耐磨性節能節能環保環保安全安全耐用耐用高性能輪胎是綠色、環高性能輪胎是綠色、環保型輪胎保型輪胎汽車油耗的汽車油耗的40%40%左右用于克服輪胎左右用于克服輪胎的滾動阻力，的滾動阻力，輪胎對汽車的節能具有輪胎對汽車的節能具有關鍵作用。關鍵作用。 高性能輪胎能減少汽車尾氣污染，是一類綠色、環保型輪胎 輪胎的抗濕滑性與行車安全密切相關。高輪胎的抗濕滑性與行車安全密切相關。高速公路上汽車事故的速公路上汽車事故的50%50%以上與輪胎有關以上與輪胎有關! ! 兼具低滾動阻力和高抗濕滑性的新材料的研究兼具低滾動阻力和高抗濕滑性的新材料的研究是研制高性能輪胎

15、的關鍵。是研制高性能輪胎的關鍵。汽車用非輪胎橡膠制品：汽車用非輪胎橡膠制品： 汽車的輕量化對橡膠制品耐熱、耐油和耐化學品性能要求汽車的輕量化對橡膠制品耐熱、耐油和耐化學品性能要求提高提高 ，促進了丙烯酸酯橡膠、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、氟，促進了丙烯酸酯橡膠、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。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：減震隔震橡膠制品： 應用于地震地區的應用于地震地區的房屋建筑橡膠隔震支座（如汶川地區房屋建筑橡膠隔震支座（如汶川地區重建）重建）、汽車、橋梁、鐵路、船艦（、汽車、橋梁、鐵路、船艦（潛水艇減震潛水艇減震）等領域。）等領域

16、。新建的汶川第二小學采用了橡膠減震技術。隔震橡膠支座建筑隔震專家周福霖院士（廣州大學）3.1.3 3.1.3 纖維的高性能化纖維的高性能化高性能纖維高性能纖維：高強度纖維、高模量纖維、：高強度纖維、高模量纖維、 耐高溫纖維、阻燃耐火纖維耐高溫纖維、阻燃耐火纖維 耐腐蝕纖維耐腐蝕纖維特點特點: : (1) (1) 具有遠優于普通纖維的物理機械性具有遠優于普通纖維的物理機械性 能、熱性能和化學性能；能、熱性能和化學性能； （2 2）采用高技術制備，應用于高科技或）采用高技術制備，應用于高科技或 特殊領域；特殊領域； （3 3）高附加值。）高附加值。主要品種主要品種: : 碳纖維碳纖維、芳綸纖維芳綸

17、纖維、PBOPBO纖維纖維 聚芳酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維聚芳酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維碳纖維及其碳纖維及其復合材料復合材料航天（火箭、衛星、航天（火箭、衛星、飛船外殼、燒蝕材料）飛船外殼、燒蝕材料）建筑（混凝土增強、建筑建筑（混凝土增強、建筑物加固、橋梁加固）物加固、橋梁加固）航空（飛機機身、航空（飛機機身、直升飛機葉片、剎車器，直升飛機葉片、剎車器，A350CFRP占占62%，B787占占50%）汽車（車身、傳動軸，汽車（車身、傳動軸，減重減重30%，節能，節能20%）各種機械零各種機械零件、武器件、武器高速列車車身高速列車車身（減少噪音、減震、隔熱）（減少噪音、減震、隔熱）體育、休閑

18、器材體育、休閑器材新能源（風葉、采油、新能源（風葉、采油、電極、核電、復合電纜）電極、核電、復合電纜）其他新型高性能纖維其他新型高性能纖維芳綸纖維：芳綸纖維： 具有超高強度、高模量、高韌性、耐高溫、耐酸耐堿、重具有超高強度、高模量、高韌性、耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優良性能量輕等優良性能, ,其強度是鋼絲的其強度是鋼絲的 5 56 6倍倍 ，模量為鋼絲或玻模量為鋼絲或玻璃纖維的璃纖維的2 23 3倍，韌性是鋼絲的倍，韌性是鋼絲的2 2倍，而重量僅為鋼絲的倍，而重量僅為鋼絲的1/51/5左左右。右。廣泛應用于航天航空、輪胎及傳送帶骨架材料、防彈衣、廣泛應用于航天航空、輪胎及傳送帶骨架材料、防彈衣

19、、頭盔、高強繩索等方面。頭盔、高強繩索等方面。PBOPBO纖維（纖維（ZylonZylon）：）： 聚對苯撐苯并雙惡唑聚對苯撐苯并雙惡唑 ，是新世紀的超強纖維，是新世紀的超強纖維 。其強度超其強度超過碳纖維、芳綸纖維，也超過不銹鋼纖維。過碳纖維、芳綸纖維，也超過不銹鋼纖維。可用于航空航天、可用于航空航天、防彈材料、防護服、消防服、增強材料、耐熱墊等。整天穿著防彈材料、防護服、消防服、增強材料、耐熱墊等。整天穿著之防之防彈彈背心，厚度背心，厚度僅為僅為3.5mm 3.5mm 。可作為。可作為“月球天梯月球天梯”材料。材料。藝術家筆下的“月球電梯”想象圖3.2 功能化功能化 隨著高新技術的發展，各

20、種功能化高分子材隨著高新技術的發展，各種功能化高分子材料及其制品的應用越來越廣泛，品種越來越多，料及其制品的應用越來越廣泛，品種越來越多，要求越來越高，市場需求量越來越大，從而為高要求越來越高，市場需求量越來越大，從而為高分子材料產業提供了許多新的發展機遇。分子材料產業提供了許多新的發展機遇。 功能高分子材料已經或正在形成新的產業，功能高分子材料已經或正在形成新的產業，成為高分子材料產業中最有發展前景的新的增長成為高分子材料產業中最有發展前景的新的增長點。點。 3.2.1 3.2.1 電子信息用高分子材料電子信息用高分子材料: :印刷線路板印刷線路板感光高分子材料感光高分子材料 隨著集成電路的

21、集成化程度的不斷提高，對印刷電路隨著集成電路的集成化程度的不斷提高，對印刷電路感光高分子材料的要求越來越高。感光高分子材料的要求越來越高。硅橡膠按鍵硅橡膠按鍵磁性高分子材料磁性高分子材料: : 由由高分子材料與磁性粉末復合高分子材料與磁性粉末復合而成。而成。可記錄聲、光、可記錄聲、光、電等信息電等信息，并有重放功能，廣泛用于電子、電氣、通訊、，并有重放功能，廣泛用于電子、電氣、通訊、航空航天、汽車、家電、計算機、復印機等。航空航天、汽車、家電、計算機、復印機等。塑料光纖（塑料光纖（PMMA,PS,PC)PMMA,PS,PC)： 具有大口徑、高開口數、處理方便、加工簡便、價廉、具有大口徑、高開口

22、數、處理方便、加工簡便、價廉、接續方便等優點，接續方便等優點，適用于短距離通信網絡適用于短距離通信網絡，將會成為未來，將會成為未來信息社會的新興產業。信息社會的新興產業。 3.2.2 3.2.2 導電和光電高分子材料導電和光電高分子材料 導電聚合物導電聚合物二十世紀高分子領域的重大發現（二十世紀高分子領域的重大發現（20002000年諾貝爾化學獎年諾貝爾化學獎），具有革命性影響。），具有革命性影響。 含大含大鍵的的高分子材料，經化學或電化學摻雜而成。鍵的的高分子材料，經化學或電化學摻雜而成。具有導電性、電致變色、電致發光、非線性光學等性能。包具有導電性、電致變色、電致發光、非線性光學等性能。包

23、括聚乙炔及其衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚對苯乙烯撐括聚乙炔及其衍生物、聚噻吩、聚苯胺、聚對苯乙烯撐（PPVPPV）、聚噻吩等。）、聚噻吩等。 高分子電致發光材料（高分子電致發光材料（OLEDOLED）：）： （1 1）新一代平板顯示器）新一代平板顯示器：具有視角寬、能耗低、響應：具有視角寬、能耗低、響應速度快、超薄、超輕、成型加工簡便、可制備全固化薄膜器速度快、超薄、超輕、成型加工簡便、可制備全固化薄膜器件和柔性顯示等優點。件和柔性顯示等優點。 （2 2）平面光源：）平面光源：白光照明，成本低。白光照明，成本低。 聚合物太陽能電池聚合物太陽能電池：大面積，柔性、質輕、易制備、易：大面積，柔性、質

24、輕、易制備、易修飾、開路電壓高、成本低等優點，效率已達修飾、開路電壓高、成本低等優點，效率已達5-75-7。 華南理工大學曹鏞院士的工作華南理工大學曹鏞院士的工作。3.2.3 3.2.3 生物醫學高分子材料生物醫學高分子材料 人工臟器材料人工臟器材料 醫用導管及其他醫療衛生用品；醫用導管及其他醫療衛生用品； 高分子藥物：長效、緩釋、靶向、治癌高分子藥物：長效、緩釋、靶向、治癌 組織工程支架材料：組織工程支架材料：在體外預先構建一個有生物活性的種在體外預先構建一個有生物活性的種植體，然后植入體內，修復組織缺損，替代組織、器官的一部植體，然后植入體內，修復組織缺損，替代組織、器官的一部分或全部功能

25、，其核心是分或全部功能，其核心是活的細胞活的細胞和可供細胞進行生命活動的和可供細胞進行生命活動的可降解支架材料可降解支架材料，這是組織工程學研究的主要科學問題。，這是組織工程學研究的主要科學問題。 人造皮膚人造耳人造顱骨生長良好整形美容進入組織工程時代3.2.4 3.2.4 功能涂料功能涂料 裝飾、保護和特殊功能相結合裝飾、保護和特殊功能相結合，如導電、阻尼、阻燃，如導電、阻尼、阻燃防火、隔熱、示溫、防輻射、防火、隔熱、示溫、防輻射、微波吸收微波吸收、防水、防水、自潔性自潔性、殺蟲、空氣凈化、熒光、殺蟲、空氣凈化、熒光、超疏水超疏水等特種涂料。等特種涂料。3.2.5 3.2.5 高吸水樹脂高吸

26、水樹脂 衛生用品、水土保護、沙漠改造。衛生用品、水土保護、沙漠改造。3.2.6 3.2.6 其他其他 分離膜材料；分離膜材料； 形狀記憶材料形狀記憶材料； 水處理材料；水處理材料； 高分子催化劑等。高分子催化劑等。 3.2.73.2.7 高分子制品的功能化高分子制品的功能化 如智能輪胎、如智能輪胎、跑氣保用輪胎跑氣保用輪胎、智能鞋等。、智能鞋等。大自然的啟發大自然的啟發荷葉，水黽。荷葉，水黽。超疏水材料超疏水材料表面接觸角大于表面接觸角大于150150滾動角小于滾動角小于5 5的材料。的材料。結構特點結構特點：疏水性聚合物表面具有微納米粗糙結構。：疏水性聚合物表面具有微納米粗糙結構。 應用應用

27、：（：（1 1）超疏水自潔性外墻涂料；）超疏水自潔性外墻涂料； （2 2）輸電電纜防冰凍；）輸電電纜防冰凍； （3 3）革命性水上交通工具（浮力大、阻力小、速度快、）革命性水上交通工具（浮力大、阻力小、速度快、 能耗低）；能耗低）； （4 4）無需雨刷的汽車擋風玻璃；）無需雨刷的汽車擋風玻璃； （5 5）冰箱、空調等防霜；超級防水衣；）冰箱、空調等防霜；超級防水衣； （6 6）超抗腐蝕金屬材料）超抗腐蝕金屬材料 。超疏水材料超疏水材料圖5 BBT (a) 、(b), BBOT (c) 、(d) 超疏水表面的掃描電鏡照片3.3 3.3 復合化復合化1.纖維增強樹脂復合材料： 1. 玻璃纖維增強樹

28、脂復合材料（玻璃鋼）； 2. 高性能（先進）復合材料： 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. 2. 聚合物聚合物/ /無機物納米復合材料無機物納米復合材料： 納米材料是二十世紀后期崛起的一類具有劃時代意義的新材料. 聚合物/無機物納米復合材料的主要特征是復合體系的一個組分至少有一維以納米尺寸（100nm）均勻分散在另一組分的基體中。 聚合物/無機物納米復合材料的性能(包括力學性能、阻隔性能、阻燃性能、熱性能、電性能、生物性能等）比

29、相應的宏觀或微米級復合材料有非常顯著的提高，甚至表現出全新的性能。聚合物/無機物納米復合材料可分為3類: (1) 聚合物/粒狀無機物納米復合材料： 納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦等。 (2) 聚合物/層狀無機物納米復合材料： 層狀硅酸鹽（蒙脫土、高嶺土等），層狀石墨等。（3）聚合物/無機納米管納米復合材料： 碳納米管，埃洛石NR/nano SiO2(nano granules)NR/Motmorillonite(nano layers)SBR/halloysite (nanotubes)3.4 3.4 環境友好化環境友好化 高分子材料工業是一個與環境保護密切相關的產業，不僅其生產過程存

30、在環境污染問題，其產品在使用和廢棄過程中也對環境有重大影響，高分子材料工業與環境的關系越來越受到各國的重視。 再生資源產業是戰略性新興產業1992年,聯合國環境與發展大會提出了可持續發展道路的概念歐洲國家首先倡導循環經濟發展戰略,并得到全世界廣泛的響應。再生資源產業被許多國家作為發展循環經濟的關鍵產業而得到迅速發展。由線性經濟發展為循環經濟。九十年代以來，全球再生資源產業以每年15%-20%的速度增長，目前產值約為1.8萬億美元。在未來30年內,再生資源產業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,產值超過3萬億美元,將提供3億個以上的就業崗位,將形成“有多少舊就再生多少新”

31、、“天下無廢物”的循環經濟、循環社會與循環世界。再生資源產業已經成為世界性的朝陽產業，成為21世紀的主導產業之一。 v中國每年產生廢塑料1200萬噸，可再生利用約1000萬噸v大力發展廢舊塑料回收和綜合利用，是世界的發展趨勢，是我國循環經濟和可持續發展的重要一環，對我國社會的科學發展將產生深遠的影響。v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重的環境污染，其中電子廢棄物造成越來越嚴重的環境污染，其中廢廢PCBPCB的資源化利用是關鍵之一。的資源化利用是關鍵之一。 大量增長的電子廢棄物已成為困擾全球的環境大量增長的電子廢棄物已成為困擾全球的環境問題。電子廢棄物處理已經

32、成為全球可持續發展面問題。電子廢棄物處理已經成為全球可持續發展面臨的一個新的重大挑戰。其中廢印刷電路板臨的一個新的重大挑戰。其中廢印刷電路板(PCB)(PCB)是是電子廢棄物中最難回收利用的組成部分。電子廢棄物中最難回收利用的組成部分。廢廢PCB的資源化利用的資源化利用廢橡膠的回收利用1）做燃料（產生大量CO2）2) 再生膠（水油法由于污染被淘汰，混煉再生法仍 在發展，但能量消耗大）3）廢膠粉直接利用技術迅速獲得發展，是當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）木塑復合材料（木塑復合材料（WPC)WPC) 木塑復合材料（Wood-plastic

33、composites,WPC)是近年蓬勃興起的一種新型復合材料，由占50以上的木粉、稻殼、桔梗等廢天然纖維與廢舊熱塑性塑料（PE，PP，PVC等）經特殊工藝制成的性能優良的環保型綠色復合材料，兼有塑料與木材二者的優點，還有許多塑料與木材不具備的新特點，在園林包裝、物流、家具、汽車等許多領域具有廣泛的用途。 木塑復合材料符合節約資源，保護生態環境，發展循環經濟的原則。二、木塑復合材料的應用二、木塑復合材料的應用市政園林、體育場館露天桌椅，柵欄，水上設施，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 潮設施，護墻板，踢腳板，天花板，裝飾板，壁板、建筑

34、模 板等；交通高速公路噪音隔板，鐵路軌枕等 ；包裝材料托盤，搬運墊板，包裝箱（免檢），周轉箱；其他家具，汽車等 。 木塑產品 花箱木塑產品 垃圾箱木塑產品 休閑椅、凳木塑產品 欄桿木塑產品 水上設施木塑產品 園林木塑產品 建筑、室外裝修木塑產品 室內裝修木塑產品 汽車配件、托盤、包裝箱WPC 行業的國內外狀況國外木塑復合材料生產和應用始于二十世紀九十 年代，至今只有十幾年的時間；北美、歐洲，日本、韓國、澳大利亞、新西蘭等國和臺灣地區都在大力發展木塑復合材料，木塑復合制品的年增長率達16%。中國近年發展迅速，將以年增長率50%以上的速度發展，最終形成年產一千萬噸或上千億產值的新興工業體系。可降解

35、天然高分子材料及其復合材料 （1）全降解淀粉塑料（淀粉/聚乳酸，淀粉/聚乙烯醇）；如何代替EPS快餐盒、地膜、垃圾袋？ （2）聚乳酸、聚羥基酸、聚氨基酸等； （3）可全降解復合材料； （4）體內可降解高分子材料（如聚乳酸骨釘） 高分子材料生產和使用過程的環保問題： 粉塵污染； 溶劑污染； 某些橡膠促進劑（TMTD，NOBS）和防老劑（防老劑A、D）具有致癌作用，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）。 開發非鹵阻燃劑(無機阻燃劑、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過程對環境的污染及對工人的危害已成為一個眾所周知

36、的問題，要從技術和法規上加以解決。 水性聚氨酯鞋用膠黏劑是發展方向。q減少VOC的排放，滿足環保法規，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展。q裝修污染： 環境友好、綠色化學和可持續發展的概念： （1）從“原子經濟性”的原則出發，從化學原理的源頭減少或消除環境污染，減少資源和能源的浪費； （2）盡可能節約不可再生的原料資源，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、節能、清潔的化工生產過程強化技術，最大限度減少廢料排放； （5）兼顧產品的經濟效益、社會效益和環境效益，走可持續發展的道路。 二、高分子材料改性

37、概況2.1 2.1 聚合物改性的定義：聚合物改性的定義： 聚合物改性是用各種化學方法、物理方法或者聚合物改性是用各種化學方法、物理方法或者二者結合的方法改變聚合物的結構，從而獲得具有二者結合的方法改變聚合物的結構，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。所希望的新的性能和用途的改性聚合物的過程。 1.2 1.2 聚合物改性的研究內容聚合物改性的研究內容 （1 1）大分子的化學反應（如氫化，鹵化，氯磺化，環氧化，）大分子的化學反應（如氫化，鹵化，氯磺化，環氧化， 異構化，離子化等）；異構化，離子化等）； （2 2）接枝共聚；）接枝共聚； （3 3）嵌段共聚；）嵌段共聚； （4 4）

38、共混；）共混； （5 5）互穿聚合物網絡；）互穿聚合物網絡； （6 6）填充與增（補）強；）填充與增（補）強； （7 7）纖維增強復合材料；）纖維增強復合材料； （8 8）其它：交聯，增塑，阻燃，穩定，表面改性等。）其它：交聯，增塑，阻燃，穩定，表面改性等。 （9 9）成型加工過程的改性：如雙向拉伸、反應擠出、微波技術、）成型加工過程的改性：如雙向拉伸、反應擠出、微波技術、 振動技術、自增強技術等。振動技術、自增強技術等。1.3 1.3 聚合物改性的發展歷史聚合物改性的發展歷史1.3.1 1.3.1 高分子材料及其改性的發展歷史高分子材料及其改性的發展歷史: :（1 1）天然高分子材料的利用（遠古）