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高分子材料研究方向范文1
关键词:交通;高分子材料;工程应用;人才培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0139-02
一、前言
交通拥堵已成为世界主要国家存在的交通主要问题。为解决交通拥堵和提高客运运输能力他们正在寻求新的交通政策和解决办法,其中最重要方法就是发展轨道交通。因为轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,主要包括干线铁路、地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通系统。预计到2020年,我国城市化水平将超过50%,城市轨道交通累计营业里程将达到7395千米。发展轨道交通,必须要克服车辆的走行性能、轻量化、集电性能、环保、空气力学以及其他诸如改善车内环境、提高乘车舒适度、提高耐候性和耐火性等方面的技术,而车辆的轻量化在解决其他各项技术方面起着至关重要性,高速列车的轻量化必须大量采用高分子材料及复合材料。随着科学技术的不断进步,具有质轻、高强度以及易成型等特点的集结构功能一体化的新型高分子材料,尤其是高分子复合材料越来越多地应用在现代轨道交通领域。
另外,随着轨道交通的发展,尤其是铁路的提速,噪音污染对于人类的威胁也越来越大,甚至危及生命,因此,控制振动、降低噪音已成为急需解决的重大问题。在众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为突出。高分子材料阻尼特性一直以来是一项重要的研究课题,同时高阻尼聚合物也是目前发展高性能减震降噪材料的重点发展方向。因为高分子材料具有以下特点:(1)利用其玻璃态转化区的粘性阻尼部分,将机械能或声能部分转变为热能逸散掉,通过阻尼制振降低车厢结构共振区的振动,从而减小车内噪声。(2)利用小分子和极性高聚物之间会形成可逆的氢键,氢键在振动下会不断断裂和形成新键,最终将机械能转化为热能而耗散。(3)将不同的阻尼材料交替层状排列,利用多层杂化材料叠加来有效地拓宽材料的有效阻尼温域,通过控制复合材料的层状结构和数量将可获得更高阻尼值。这些特性是其他材料无法达到的。发展高分子交通材料对于发展交通具有非常重要的应用价值。在当今经济发展的中国,开设具有交通特色的高分子材料专业,培养更多掌握高分子材料的基本知识和应用技术的人才具有划时代的意义。
二、高分子专业特色
作为以交通为特色的一所大学,专业设置必须具有交通的特点。学校在“十三五”规划中,就明显地突出了交通的特色,确立了学校的发展目标,将其定为“以交通为特色,轨道为核心”发展理念,而且强调其他所有的专业建设必须紧紧围绕着这个目标,包括学科建设和人才引进。作为与轨道交通有着非常紧密联系的高分子材料专业更要凸现交通特色。我们在专业建设方面紧紧围绕交通的特色,包括本科的课程设置、学科专业方向和人才引进。在课程设置方面我们更多地注重学生的实际能力的培养,以轨道交通为靶向,为交通运输行业提供掌握高分子材料基础知识和实际应用人才。在学科建设方面首先以高分子材料基础理论建立学科平台,尤其是硕士学位硕士点,目前,该专业有专材料科学与工程和化学两个一级硕士学位硕士点来支撑;其次,按照学校的发展定位凝练学科特色,突出交通,以教授为学科带头人,形成专业团队,在高分子材料与工程专业主要体现在以下几个方面:(1)根据聚合物的流变学原理,利用共混的手段,将两种或多种聚合物进行共混改性,以改善单一高分子材料性能,获得更加广泛的交通应用材料。同时通过改性可获得较窄的玻璃化转变温度,以形成宽温域、宽频率阻尼高分子材料。(2)利用接枝共聚的化学方法,将具有一种较长链段或带有功能基团的单体接枝到聚合物主链上,使聚合物能形成多个侧链或者交联,获得新型功能通材料;同时还可以通过改性使侧链与侧链之间产生纠缠,实现阻尼增强的效果。(3)运用复合的方式,选择一种较强的力学强度和较高损耗因子聚合物,通过与一些补强材料或添加第二相粒子,以形成各类具有高性能的复合材料,同时达到应用的需要。(4)利用有机硅独特的结构,其兼备了无机材料与有机材料的性能,即具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,制备硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷。这类材料应用领域不断拓宽,而且形成了化工新材料界独树一帜的重要产品体系。
三、高分子专业培养模式
1.明确交通特色的培养目标。在科技发展的今天,材料已成为三大支柱产业(材料、能源、信息)之一,材料的发展水平已作为评价一个国家综合实力的重要标志。高分子材料与工程是材料科学与工程的一个分支,它在实际生活中得到广泛的应用。另外,高分子材料易于改性,赋予新功能性,这就使得高分子材料的应用进一步拓展。社会更加急需掌握高分子材料与工程理论知识和专业技能的专业人才。作为工科性质的大学,培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。而作为交通特色的大学,高分子材料专业人才的培养必须适应当今轨道交通的需求,专业培养模式应该是“强化基础,注重交通,突出创新”。
2.以科学研究强化专业建设内涵。专业建设内涵主要包括课程设置、教材建设和师资队伍等内涵建设。课程体系是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和提高能力的主要来源,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点。根据我们高分子专业的培养目标,合理地设置课程,才能高效地促进专业发展,在此,我们按照三个模块来进行选择和设置课程,基础理论模块按照国家教资委的要求设置基础理论课程,选择“十二五”规划或获奖教材,系统传授基础理论课程,在大一和大二上完成基础理论课程,为专业基础理论及专业研究方向提供理论指导;专业基础模块体现高分子专业特色设置课程,选择丰富经验的教师授课,尤其具有专业特长高级职称教师,在高分子专业上传授高分子专业基础课;专业方向模块突出交通特色,发挥专业研究方向的优势让学生有选择性进入不同方向的导师团队,团队的导师必须具有行业经历,尤其在专业方向上进行过专业生产实践,承担过或正在承担企业项目,在校内进行专业方向模块训练,这样可以做到形式不单一,课程内容不重复。在丰富教学内容的同时,又加强了师资队伍的建设。
3.以实践教学促进专业建设。高分子材料与工程专业与大部分工科专业有着相同的特点,重视工程实践,该专业是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出来的,运用科学分析方法探索其内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,实际上高分子专业形成过程是经过实践到理论再实践的发展过程。针对这一特点,我们在设置课程的同时有意侧重实践课程教学,尤其是交通特色的高分子材料实践教学,培养学生在交通领域具有创新意识、创新能力和实践能力。
高分子专业教学实践分为校内和校外实践。在校内主要包括专业基础实验教学、专业实验、开放实验、课程设计、计算机模拟实践和毕业教学环节等实践教学部分。而在校外主要包括认识实习、生产实习以及毕业实习等实践环节。校内实践是校外实践的基础,相互衔接,在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验活动,注重培养学生的动手能力和科研能力。校外实践注重实训基地的建设,形成良性互动,学生在生产实习中得到锻炼,企业在学生的生产实践中发现人才,能为企业使用,学校提高了声誉,企业也大大地降低了生产成本,两个实践模式的有效结合,提高了学生的动手能力,加强了学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。此外,我们还探索了一条校企合作培养的模式,在学生和企业中产生很好的效应。也就是利用毕业实习阶段,将有意愿到企业就业的同学以企业工程师为导师,在企业中完成毕设,打破了原来学生必须在学校的导师指导下完成毕业设计的模式。
四、结语
高分子材料应用非常广泛,从国家发展规划就不难发现,在“十三五”规划中,新材料就已经成为重大科技项目之一,为在新材料、新技术、新工艺方面有重大突破,就需要更多更优秀的材料从事者。尤其是轨道交通轻量化的发展,对于材料的要求就越来越高,特别是高分子材料和复合材料,因为他们具有非常显著的优势。这就要求高等教育必须培养更多掌握高分子交通材料的优秀人才,因此,改革高分子材料与工程专业的教育教学,使之适应当今轨道交通发展。教学改革必须更加注重高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养、办学质量和人才培养质量。提倡一种“强化基础,注重交通,突出创新”的培养模式,以适合当代轨道交通发展的需要。
参考文献
高分子材料研究方向范文2
防火涂料作为一种较为有效的消防措施,目前得到越来越广泛的应用。但与发达国家相比,我国防火涂料的总体水平还较低,品种较少,质量也较低。我国每年要花费大量外汇购买国外的防火涂料。此外,钢结构的防腐蚀问题也十分突出,每年因钢结构腐蚀造成的损失数以千万元计。为此,采用防腐蚀涂料进行防腐蚀涂装势在必行,但至今为止防火涂料和防腐蚀涂料都只具有单一的功能。同济大学与相关单位进行合作,历时3年,在三位学者的共同努力下,从钢结构的防火和防腐蚀着手,成功研制出了“钢结构超薄膨胀型防腐防火双功能涂料”(国家“863”计划项目,编号为:202AA331130)。该种涂料同时具备优良的防火和防腐蚀性能,在国内外均为首创。涂料的耐火极限达到98min(涂层2mm),耐酸、碱性达到840h,耐盐雾性达到30次以上,远远超过现有国内防火涂料和防腐蚀涂料的总体水平。这项技术弥补了国内外防火防腐蚀双功能涂料的空白,对提升我国防火涂料和防腐蚀涂料水平有十分重要的作用,不仅具有良好的经济效益,也有重要的社会效益。该成果荣获2005年度教育部提名“国家科学技术奖技术发明二等奖”。对该涂料研制做出突出贡献的三位专家分别是:
王国建,工学博士,教授,博士生导师。现任同济大学材料科学与工程学院副院长兼高分子材料研究所所长,兼任上海市建设与管理委员会科技委委员、上海市化学建材行业协会常务理事、《建筑材料学报》、《化学建材》、《化学推进剂与高分子材料》和《上海涂料》等杂志编委。长期以来,王教授主要从事高分子活性聚合、高分子功能材料、高分子化学建材、涂料等方面的教学和研究工作,已100多篇。由他主编的《建筑涂料与涂装》、《高分子合成新技术》、《特种与功能高分子材料》等教材和专著6部,申请专利13项,其中授权6项,主持完成的“钢结构防火涂料的研制”项目,通过上海市科学委员会鉴定并获上海市高新技术成果转化认定证书。另外,他还曾主持浙江省自然科学基金项目“活性可控聚合制备高吸水非交联材料的研究”等各类研究课题三十多项。
许乾慰,博士,教授,硕士生导师。现任同济大学材料科学与工程学院院长助理、高分子材料研究所副所长。 许教授长期以来从事高分子材料研发和表征方面的教学与研究工作,已40余篇,主编和参编《聚合物降解与稳定化》、《材料研究方法》等教材和专著5部,申请专利9项,其中授权2项。另外,他还主持并完成了各类研究课题二十多项。
刘琳,硕士,副教授,硕士生导师。她的主要研究方向为活性可控聚合基础研究、功能高分子材料的制备研究、特种化学建材的开发研究、工程塑料的开发研究和高分子合金的研究等。到现在为止,她已经20余篇,主编《建筑涂料与涂装》、《特种与功能高分子材料》等教材和专著3部,申请专利9项,其中授权2项。她已主持和完成了各类研究课题二十多项。
“三人同心,其利断金”――这三位学者敏锐地看到了行业的需求和空白,他们默默付出、甘心奉献,以自己的学识与魄力奏响了时代的强音。
高分子材料研究方向范文3
关键词:高分子材料与工程;特色化;人才培养模式;林业院校
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)10-0066-02
随着科技的不断进步,各国都在不断创新和研发新的材料,而每一种新材料的使用,都能够引起一次技术上的重大变革,而这种变革可能是世界性的。现代人类社会的“三大支柱”领域分别为材料、能源和信息。正是在这种背景下,高分子材料与工程专业在短短的二十年时间内发展迅速。1998年,教育部调整了高等学校本科专业目录,将与高分子材料相关的工科类专业统一为高分子材料与工程专业。教育部出台的专业建设指导精神明确指出,要重点发展高分子材料产业[1]。
东北林业大学高分子材料与工程专业,始建于2000年10月,专业的建立基于东北林业大学木材科学与技术学科在天然高分子材料的加工与利用等条件成熟的基础上,由我国木材胶黏剂领域知名专家顾继友教授组织创办。在十几年的不断实践探索中,建立了具有自己特色的人才培养模式,并依托东北林业大学的发展平台,明确培养目标,凸显了林业院校的特色和优势,培养了一大批兼具知识、能力和实践动手能力的高素质人才。
一、依托院校优势,打造品牌专业
东北林业大学创建于1952年,是国家“211工程”和“优势学科创建平台”项目重点院校。学校是以林科为发展优势,以林业工程为办学特色的综合性大学。高分子材料与工程专业在建立之初就显示出专业的优势,它是在天然高分子开发利用、生物质复合材料、高聚物合成、合成树脂胶黏剂的开发等领域都较成熟完备的基础上发展起来的,具有厚基础的专业优势。专业发展迅速,于2003年获批建立“生物材料工程”博士点学科,2006年该学科被评为黑龙江省重点学科,2010年进入“985”优势学科平台建设行列,目前是东北林业大学的重点专业。专业涵盖了胶黏剂、生物质复合材料、天然与合成高分子材料和生物质功能材料四个具有学科优势和特色的方向。其中胶黏剂是本专业的主要特色,尤其是木质基材料用胶黏剂的研究、开发和推广方面处于世界先进、国内领先的行列;专业的另一个特色是生物质复合材料的研究,尤其是在木塑复合材料、木质素、蛋白质、淀粉等生物质材料的开发利用方面具有较大优势。
高分子材料与工程专业为黑龙江省重点专业,教学理念先进,师资力量雄厚,具有丰富的教学管理经验,本专业有三门课程“胶黏剂与涂料”、“生物质材料”和“材料科学与工程基础”入选东北林业大学重点课程建设项目。东北林业大学作为林业院校的领跑者,有着林业院校的优势。为此,东北林业大学高分子材料与工程专业在人才培养模式的制定上以林业院校优势为依托,支撑学科“生物材料工程”在科研方面以天然高分子为核心,以生物质复合材料、胶黏剂、天然与合成高分子材料以及生物质功能材料四个特色研究方向为重点。与之相适应的专业人才培养模式既注重高分子材料与工程专业的基础,更体现林业院校相关专业的优势特色。在近十几年的人才培养过程中,专业也在不断的调整修订人才培养方案,既重基础,又宽口径,注重素质和能力培养,突出林业院校品牌专业的特色和优势。
二、特色化人才培养模式的构建
人才培养模式作为高等院校人才培养活动的实践规范和基本样式,是高等院校对本科人才培养目标、培养过程、培养途径以及培养方法等要素的综合概括。随着目前人才市场化程度的日益高涨,如何造就适应社会需要的应用创新型人才是亟待解决的难题[2]。不同的学校、专业应根据人才需求、本身专业特色以及学校优势等方面探索一条适合自己的人才培养模式,并且要经过一定的实践检验,千万不能照搬照抄、生搬硬套。
在人才培养目标的定位上,我们总结了一些地方院校人才培养的偏差,积极探索出“强化基础、因材施教、分类培养”的指导思想,考虑到学生的基础水平,发展方向、内在潜质,按照发展方向和个人选择的不同对学生进行分类,大致分为就业、继续深造、出国深造等几种类型,以此为前提在课程设置、实践动手能力、毕业论文和设计、教师培养等方面进行适当的改革,使培养出的学生知识结构广泛,基础扎实,动手能力强,能在聚合物合成、胶黏剂、生物质复合材料等领域从事生产、开发研究、管理的工程技术人才,探索出一种具有特色的人才培养模式。
三、特色化人才培养的具体措施
(一)规范培养过程,提升教育实力
学科之间的相互影响与渗透逐渐成为发展趋势,通过各学科之间的彼此渗透,相互关联成更大的、完整的学科体系[3]。这就要求现代大学教育要有更广博的知识背景,更敏捷的思维创新能力及开阔的学科视野。只有在大学科平台上和开放的学习氛围中采用灵活创新的教育模式,才能完成创新人才培养的目标要求[4]。
为满足国家林业科技的战略需求、学校建设高水平特色大学的要求以及社会对不同人才的需求,东北林业大学重点突出“林产”特色,构建相关的学科课程体系。本着厚基础、宽专业的主导思想,构建学科基础课;结合专业方向的特色,构建专业基础课和特色课程;同时完善交叉学科的渗透,构建开放性的选修课程,学生可自由选修,实现资源共享。学校和学科带头人广泛听取学生意见,制定了一系列切实可行的专业管理制度,加快重点专业建设步伐;加强教师队伍建设,构建专业教师团队;聘请国内外专家教授、学者定期在学院及学校范围内进行专题讲座;鼓励学生进行创新思维训练,以专业教师牵头,鼓励学生自主开发,大胆创新,认真观察;创建具有自己学科发展特色的高分子材料与工程创新实验室,建立以专业教师牵头,本科生为主体的创新训练团队,在保证验证性和设计性实验教学的基础上,增加本科生专业技能综合训练;从大一新生开始实行“导师制”,提倡因人施教,对学生进行启发式教育,鼓励学生开展批判式学习,用与时俱进的思想运用知识,用发散的思维研究知识[5]。
(二)产学研相结合
“产学研结合”是东北林业大学高分子材料与工程专业培养创新型人才的重要途径。“产学结合”是指学生的毕业设计和毕业论文来自于生产实际,学生通过走进工厂、校企合作单位帮助解决生产实际问题。一方面锻炼了学生实际解决问题的能力,培养了独立解决问题的意识,凡事不再依赖教师、依赖课本,是完全意义上的实践;学生通过实习较早地熟悉了工作岗位,积累了工作经验,对待就业问题不再盲目,缩短了学生适应工作岗位的时间。另一方面,工厂在实际生产中也遇到各种各样的问题,新鲜血液的注入也为企业解决了遇到的实际问题,节约了用人成本,并在经济效益方面有所收获。“研学结合”是学生的毕业论文或毕业设计选题大部分来源于指导教师的研究课题,导师的课题研究具有前瞻性及实践性,学生通过参与导师课题,导师指导学生更直接、更具体,锻炼了学生的科研能力,对于继续深造或是出国留学的学生来说锻炼了他们的创新思维能力和科学素养。结合科研实践培养专业人才是专业建设大力提倡的,专业教师积极以科研带动教学,以教学促进科研,学生积极参与教师课题研究工作对学生未来的发展大有裨益。
(三)突出专业实践特色建设
高分子材料与工程专业的特色是培养学生的实践能力和较强的创新意识,实践能力的培养不仅仅在课堂和实验室,高质量、充分的专业实践是人才培养必不可少的重要环节。在实践教学中,学生可以到企业现场观摩,根据企业现有的生产条件将理论和生产结合,学生将学习的书本知识融会贯通到实践中,同时在理论的指导下,学生撰写实习报告反馈实习内容。学校非常重视实践教学,出台了一系列的制度方案,健全实习质量保障体系。为此,专业积极拓展实践基地,依据指导教师的特长进行分工指导,邀请具有培训经验的一线工程技术人员进行现场讲解和模拟。学生的整个实践环节与毕业论文和设计紧密结合,实践过程为论文的撰写提供第一手资料,也锻炼了学生解决实际问题的能力。总之,不断探索高等学校专业与社会实践有机结合的长效机制,建立健全校外实践基地,是学生磨炼意志、增长才干、理论与实践相结合的重要载体。
无论是林业院校还是各类地方高校,都在努力地积极探索高分子材料与工程专业特色化人才培养的模式,东北林业大学在特色化人才培养方面也在不断实践中,既结合了传统的专业优势,又不断挖掘新思路、新方法、新观念,这是知识经济时代对人才培养的需要,也是林业院校人才培养的需求。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科
专业目录和专业介绍(1998年颁布)[Z].北京:高等教
育出版社,1998.
[2]周泉兴.人才培养模式的理性思考[J].高等理科教育,
2006,(1).
[3]曹赛先.一流大学的大学科观[J].当代教育论坛,2004,(1).
[4]陈峥滢,秦毅红.大材料学科研究性学习和创新能力培
养研究[J].理工高教研究,2010,(1).
[5]熊建辉,付刚.林业特色学校的世界一流大学建设之路
高分子材料研究方向范文4
【关键词】导电高分子;聚乙炔;聚苯胺;聚吡咯;聚噻吩
近年来,导电高分子的研究取得了较大的进展,科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究,已使其成为一门相对独立的学科。目前研究比较多的结构型导电高分子主要有聚乙炔、聚芳杂环化合物及其衍生物、聚芳环和芳稠环化合物及其衍生物。
1.导电高分子材料的研究进展
1.1 聚乙炔(PA)
PA是研究最早、最系统,也是迄今为止实测电导率最高的电子聚合物。白川英树采用Ti(OBu)4/AIR3为催化剂,用纯的四氢呋喃及苯甲醚为溶剂,得到了球状或颗粒状的聚乙炔膜。Naarman采用对聚合催化剂进行高温陈化的方法,聚合物力学性质和稳定性有明显改善,高倍拉伸后具有很高的导电性。王佛松,钱人元等人用稀土Nb及烷基铝作催化剂,通过改变溶剂或添加剂的种类及稀土/烷基铝的比率获得了具有纤维状结构的聚乙炔薄膜,其电导率在10~1000S/cm。曹镛等用Ti(OBu)4
/AIR3为催化剂,用纯的四氢呋喃及苯甲醚为溶剂,得到了球状或颗粒状的聚乙炔膜。王岱山等通过对Shirakawa催化体系进行特殊处理,得到了高性能的聚乙炔膜。王佛松等通过增重法及红外电子自旋共振法研究了不同催化体系得到的聚乙炔的空气稳定性,清楚了聚乙炔中的共轭双键易与空气中的氧气发生反应生成羰基化合物,导致聚乙炔的共轭结构被破坏,降低其电导率。为了改善聚乙炔的导电溶解等性能,人们研究了各种取代聚乙炔,发现乙炔有取代基时,聚合物的电导率降低,但却大大改善了它的溶解性,取代聚乙炔大多数都是可溶的,且取代聚乙炔,尤其是含氟炔烃的稳定性还比聚乙炔好。
1.2 聚芳杂环化合物及其衍生物
1.2.1 聚吡咯(Ppy)
聚吡咯也是发现早并经过系统研究的导电聚合物之一。由于聚吡咯容易合成,导电率高,科研人员对其进行了广泛而深入的研究,并且逐渐向工业实际应用方向发展。但其有难溶难熔的缺陷,难以加工成型。王长松等采用吡咯单体在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的乙酸乙酯溶液中,以三氯化铁作为氧化剂进行现场氧化聚合得到了复合聚吡咯2聚甲基丙烯酸甲酯,电导率高达3.05S/cm,而且该复合导电薄膜在空气中的稳定性极好。为了改善其溶解性,3位取代的聚吡咯衍生物引起了人们的广泛注意,这类聚吡咯衍生物有些是可溶的。目前已经分别合成了聚(3-烷基吡咯),聚(3-烷基噻吩吡咯)等。闫廷娟采用以丙烯酸甲酯,苯乙烯和丙烯酸为单体进行乳液聚合而合成新型P(BSA),以其为基体,交联后在低温下吸附吡咯蒸气同时进行氧化聚合,得到新型的聚吡咯导电复合薄膜,电导率可达220S/cm。在3位上引入带有双苯基聚吡咯,其可溶可熔,电导率为10-4~10-3S/cm。研究表明,以过量的FeCl3为氧化剂,氮甲烷为溶剂,合成聚(1-烷基-2,5亚甲基吡咯),其电导率可达10-5~10-6S/cm,这种聚合物在空气中稳定性好,成型加工性优良。
1.2.2 聚噻吩(PTi)
相对于其它几种导电高分子,聚噻吩类衍生物大多数具有可溶解、高电导率和高稳定性等特性。TenKwanyue等合成了一系列烷基取代聚噻吩衍生物,掺杂前为深红色,掺杂后聚3-甲基噻吩和聚3-已基噻吩最高电导率达1~5S/cm。Shi Jin以三氟化硼(BF3)-乙醚(EE)和AlCl3/CH3CN作为催化剂在低电位下进行电化学氧化聚合可以得到高导电性能的聚噻吩,其电导率可达到金属铝的电导率。用电解聚合法也可得到导电聚噻吩及其衍生物。
在单体中引入取代基,聚合物电导率可达1000S/cm以上的较高指标。在噻吩的3位上引入甲氧基,聚(3-甲氧基噻吩)的电导率为15S/cm,可溶于碳酸苯撑酯和二甲基亚砜中,并可浇注成膜。日本的小林等采用FeCl3,化学氧化法使3-丙基磺酸钠噻吩聚合,制得分子量10万、电导率为0.1S/cm的水溶性和自掺杂聚合物。另外,美国的Patilr则采用电解聚合法合成了侧链上具有丁基磺酸基的蓝色可溶性聚噻吩。若在聚噻吩的3,4位上引入环氧烷烃二羟基,可使聚合发生在2,5位上,这样的导电聚合物同时具有较好的导电性和稳定性,且具有电致变色。
1.3 聚芳环和芳稠环化合物
1.3.1 聚苯胺(PA n)
MacDiarmid 1983年发现聚苯胺(PA n)的导电性,聚苯胺很快成为导电高分子研究的热点。因为聚苯胺良好的热稳定性和化学稳定性而成为当前研究最多的导电高分子之一。现在,已基本明确其化学、参杂反应、导电机理等重要问题。可溶性聚苯胺的合成可以说是导电高分子发展的一个里程碑。80年代末,Armes等合成了导电态水乳胶,使聚苯胺的应用第一次成为现实。王利祥等通过控制反应后处理条件得到了部分可溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺的聚苯胺。Liu C.F.等在An聚合体系中加入含有—COOH基团的聚合物乳胶如JSR 640(丁二烯/苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸)可得到电导率为10-2~10-1 S/cm的稳定水乳胶。马永梅等通过沉淀聚合制备了二丁基萘磺酸或十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺,所得聚苯胺具有高导电率(3.0 S/cm),并易溶于普通有机溶剂。
1.3.2 聚对苯乙烯撑(PPV)
首次由Kanbe合成了棕色可溶于水的PPV聚合物粉末,但其聚合度仅为10。之后,Wessling改进了Kanbe的合成方法,在1972年制得PPV薄膜,Wessling给出10种相似合成方法,合成时由于所选择试剂和合成条件的不同得到的产率也稍有不同,其合成产率仅有41%。Gagnon在Wessl-
ing的实验基础上做了进一步的改进,于1987年合成出具有高产率的PPV,但是其合成产物的聚合度不高。总之,以上合成方法都不尽理想。Burroughes在前人工作基础上于1990年合成了具有完美结构的PPV,其电导率是比较高的。国内对PPV的研究始于1993年,PPV及其衍生物合成报道自1994年相继出现,从这些报道来看,一方面是对其发光、导电机理的探索,另一方面主要是跟踪了国外的合成方法,从合成方面而言,产物产率、电导率、纯度及合成方法都无新的突破。
2.导电高分子的应用
导电高分子材料具有易成型、质量轻、柔软、耐腐蚀、低密度、高弹性,具有优良的加工性能,可选择的电导率范围宽,结构易变和半导体特性,且价格便宜等特点。导电聚合物不仅在国民经济、工业生产、科学实验和日常生活等领域具有极大的应用价值,而且孕育的巨大潜在商机已使许多企业家将目光聚焦于导电高分子产品的开发和应用研究上。
2.1 电子器件—二极管、晶体管的应用
导电高分子材料在电子仪器部件中的应用得到迅速发展。1977年后,黑格利用导电聚合物发明了一种超薄并可以弯曲的电子器件—发光二极管,迈出了导电高分子实用化的第一步。1986年日本又用聚噻吩制成了场效应管。这将是导电高分子未来规模化应用的一个重要突破口。1990年英国剑桥大学R.H.Friendt首次报道具有半导体特性的导电高分子可以用于高分子发光二极管以来,高分子发光二极管的研究已成为90年代的研究热点。现在,发光二极管的性能已发展到可以与无机发光材料相媲美的程度,相继出现的聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩二极管已部分实现了商品化,与传统的无机发光二极管相比,高分子发光二极管具有颜色可调、可弯曲、大面积和低成本等优点。当前的研究主要是解决器件的发光效率及其寿命,正向实用化的方向发展。这一研究热点似乎成为导电高分子领域实现导电高分子实用化的突破口。
2.2 电磁屏蔽材料
传统的电磁屏蔽材料多为铜,随着各种商用和家用的电子产品数量的迅速增加,电磁波干扰已成为一种新的社会公害。对计算机房、手机、电视机、电脑和心脏起博器等电子仪器、设备进行电磁屏蔽是极为重要的。直接使用混有导电高分子材料的塑料做外壳,因其成形与屏蔽一体较其他方法更为方便,而导电聚合物具有防静电的特性,因此它也可以用于电磁屏蔽,而且其成本低,不消耗资源,任意面积都可方便使用,因此导电高分子是非常理想的电磁屏蔽材料替代品,利用这一特性,人们已经研制出了保护用户免受电磁辐射的电脑屏保。这方面聚苯胺被认为是电磁干扰屏蔽最有希望的新材料,也是制造气体分子膜的理想材料。
2.3 电池
导电聚合物具有掺杂和脱掺杂的特性,因此可以用作弃放电的电池和电极材料。日本钟纺公司已成功开发了聚乙炔塑料电池,以其质轻而大受消费者欢迎。在这方面,聚吡咯具有很大的优势,它有较高的掺杂程度和更强的稳定性,对电信息的变化也非常敏感,如果在传统的纺织物上涂上聚吡咯就能使其变成导电体,因此可溶性的聚吡咯可用于监测低浓度挥发性有机物的高灵敏度化学传感器。
聚乙烯用于二次电池的电极材料及太阳能电池材料,如果有机物的耐久性问题和高压下稳定的有机溶剂问题获得解决,那么,具有合成高分子的易生产加工成膜和可挠曲等特点的轻易、小型、高比能量的二次电池就有可能实现商品化。
有机光电导体材料的有机太阳能电池还只是在开发之中,与无机光电导体相比,有机光电导体一般都具有阻值高,稳定性(耐用性)差等缺点,但它有便宜,可大量生产,器件制造简单而大面积化,可选择吸收太阳光的物质等优点,因此,有希望成为太阳能电池和材料。
2.4 作为导体的应用—导电橡胶
导电高分子可用作电导体,目前已制出了在掺杂状态下能与铜媲美的聚乙炔。由于电性不够稳定,导电高分子尚不能替代铜、铝、银等金属而加以利用。日本通产省已把它列为下世纪基础技术研究之一。但是,导电橡胶中有一种叫加压性导电橡胶,这种橡胶只有在加压时才出现导电性,而且仅在加压部位显示导电性,未加压部位仍保持绝缘性。加压性导电橡胶可用作压敏传感器,还被广泛应用于防爆开关、音量可变元件、高级自动把柄、医用电极、加热元件等方面。
2.5 透明导电膜的应用
导电高分子可制成彩色或无色透明的质轻的导电薄膜,在一些特殊的环境中使用。透明导电膜,是在透明的高分子膜表
(下转第45页)
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面上形成的对可见光透明的导电性薄膜,除了在历来的透明导电膜玻璃的应用范围内得到应用外,还可用作电子材料的基材,如在电致发光面板、液晶和透明面板、开关等电板材料、指示计检测仪器窗口的防静电和电磁屏蔽材料等方面已经应用,目前正集中精力进行开发薄型液晶显示的透明电极,透明开关面板,太阳能电池的透明电板等,估计在不久也将得到应用。
3.导电高分子实用化的研究方向
导电高分子在能源、光电子器件、电磁屏蔽、乃至生命科学都有广泛的应用前景。但是,至今未实现导电高分子的实用化。作为材料,离实际应用仍有相当大的距离,存在许多有待发展的方面。导电高分子的研究方向将集中在以下几个方面:
1)解决导电高聚物的加工性和稳定性。现有的导电高分子聚合物多数不能同时满足高导电性、稳定性和易加工性。合成可溶性导电高聚物是实现可加工性和研究结构与性能的有效途径。
2)自掺杂或不掺杂导电高分子。掺杂剂不稳定或聚合物脱杂往往影响聚合物的导电性。因此合成自掺杂或不掺杂导电高分子可以解决聚合物稳定性问题。
3)提高导电率。1988年一些学者已使聚乙炔(PA)拉伸后的电导率达105S/cm,接近铜和银的室温导电率。因此提高导电高分子的电导率将一直是该领域最有吸引力的基础研究课题之一。
4)在分子水平研究和应用导电高聚物。开发新的电子材料和相应的元件已引起各国科技工作者的重视。
如果技术上能很好地解决导电高分子的加工性并满足绿色化学的要求,使其实现导电高分子实用化,必将对传统电子材料带来一场新的技术革命。
参考文献
[1]江明,府寿宽.高分子科学的近代论题[C].上海:复旦大学出版社,1998.
[2]Shirakawa H,Macdiarmid A G,Heeger A mun,1977.
[3]周其林.有机导电高聚物[J].化学通报,1987(4).
[4]Shirakama H,et m[C].1977.
[5]Chiang C K,et al.J Am Chem.Soc.[C].1978.
[6]王佛松.聚乙炔导电性能研究[J].应用化学,1985.
[7]曹镛.用稀土催化剂合成聚乙炔薄膜[J].科学通报,1984.
[8]王岱珂.高性能指标聚乙炔的合成及表征[J].科学通报,1988.
[9]Cambell D K,et al.Phys.Rev B[C].1981,24.
[10]黄耀曾.含氟聚乙炔的性能研究[J].高分子通讯,1985(3).
高分子材料研究方向范文5
关键词 阻燃剂;溴系阻燃剂;卤素;研究进展
中图分类号 TB324文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)16-0061-01
1 阻燃剂的概况
阻燃剂是一种能够降低或抑制高分子材料可燃性的添加剂,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传播的助剂。
阻燃剂品种很多,按照分类不同,主要可以分为:按使用方式可分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂两大类。前者指与基材中的其它组分化学反应而形成的阻燃剂,或者为高聚物的单体,或者作为辅助试剂而参与高聚物的合成反应,最后成为高聚物的结构单元,多用于热固性高聚物;后者指只是以物理方式分散于基材中,多用于热塑性高聚物。
按阻燃元素种类不同,阻燃剂常可分为卤系、有机磷系及卤-磷系、氮系、磷-氮系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、铝系等;按属性可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类,有机阻燃剂包括卤系(溴系及氯系)、有机磷系(含卤-磷系、磷-氮系)及氮系等,无机阻燃剂包括锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、铝系等。
一个理想的阻燃剂应具有阻燃效率高、热稳定性好、光稳定性好、与被阻燃基材相容性好、本身低毒或基本无毒、燃烧时生成的有毒和腐蚀性气体量及烟量尽可能少、原料简单易得、工艺简便等特点。但实际上,目前许多阻燃剂很难达到理想的要求,近年来,追求高毒、低烟、无尘的阻燃剂已成为阻燃领域的重要课题及发展的主要方向。
2 阻燃剂的研究进展
人类最早的阻燃历史可追溯至炼金术和罗马帝国时期,其阻燃成分很可能是铁和铝的二硫酸盐。1820年,Gay-Lussac研究发现:某些铵盐(如硫酸铵,磷酸铵及氯化铵)及这些物质与硼砂的混合物可用来阻燃纤维素织物。1913年, W. Perkin发现,采用锡酸盐(或钨酸盐)及硫酸铵处理织物,可以使织物获得了耐久的阻燃性能。1930年,人们发现了卤系阻燃剂(如氯化石蜡)与氧化锑的协同阻燃效应。
1960年以后,美国、日本、西欧相继研制出了多种适用于热塑性塑料的填料型添加阻燃剂――溴系阻燃剂,20世纪70年代初至80年代中期,这类阻燃剂的生产和应用得到了蓬勃发展。
我国阻燃剂的研制工作起步较晚,始于60年代后期,四溴乙烷是最早使用的一种含溴阻燃剂。80年代,随着对阻燃剂和阻燃材料的需求日益扩大,我国阻燃剂才得以迅速发展,但总体而言,远远落后于发达国家。与国外先进国家相比,我国阻燃剂科技含量低、生产规模小、品种单一、竞争力差。但随着化学合成技术、科学研究方法的发展及对基础设施投入的不断加大,我国阻燃剂市场需求不断增长,正处于一个新的发展阶段。
3 溴系阻燃剂
3.1 溴系阻燃剂的概况
溴系阻燃剂作为有机阻燃剂的一大类,主要由溴化剂(常用的是溴素)与有关有机物反应而得,其产量约占有机阻燃剂40%左右。
目前,国外消耗量较大的溴系阻燃剂主要包括:四溴双酚A及其衍生物、十溴二苯醚及其同系物、脂肪族多溴化物、溴化芳烃、溴代酚及其衍生物及高分子阻燃剂等,其中,四溴双酚A是产量和消耗量最大的含溴阻燃剂,它可作为反应型阻燃剂用于环氧树脂、聚碳酸酷等,又可作为添加型阻燃剂用于ABs、酚醛树脂等;而十溴二苯醚是另一个产量大的添加型含溴阻燃剂。
3.2 溴系阻燃剂的特点
含溴阻燃剂由于具有其阻燃效能好、添加量少、加工性能优良、对高分子材料的物理、机械性能影响小、原料丰富、价格较便宜等优点,因此,溴系阻燃剂已经成为世界上发展最快、品种最多、产量最大、应用范围最广的有机阻燃剂之一,受到普遍重视。
虽然溴系阻燃剂具有诸多优点,然而,溴系阻燃剂会降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,同时,在加工过程中、高温及燃烧条件下会产生毒性物质。1986年瑞士的研究人员研究发现,多溴二苯醚(PBDPE)及其阻燃的材料在510~630℃热分解时,会产生剧毒、致癌的多溴代二苯并f英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF),即出现所谓的“二f英(Dioxin)”问题。此外,溴系阻燃剂燃烧时,可能产生较多的烟雾、腐蚀性及有毒气体,主要包括HX、CO、CO2、SO2、NO2、NH、HCN等。
4型阻燃剂的发展趋势
由于溴系阻燃剂在高温及燃烧时易于产生毒性物质,因此,新型阻燃剂的发展迫在眉睫。目前,阻燃剂研究的方向主要包括:
1)抑烟和消烟研究,即在阻燃剂中加入消烟剂,如铝、铜、铁化合物,使用超细氧化锑和胶体五氧化二锑,以硼酸锌代替三氧化二锑等;
2)研究开发非卤阻燃剂,如磷系、磷-氮系、硅基、硼系等体系的研制与开发,但是除个别材料外,近期内难以找到性能/价格比与溴系阻燃剂相抗衡的阻燃剂或阻燃材料;
3)研究开发新型溴系阻燃剂。小分子溴系阻燃剂因其易析出、易迁移、热稳定性差等缺点给环境造成极大地危害,而高分子型溴系阻燃剂因具独特的热稳定性和不喷霜、不迁移等优点,已逐渐成为人们研究开发的重点。因此,新型溴系阻燃剂的主要研究方向为:研究热稳定性高、耐迁移析出、耐候性好、毒性低、抗紫外的高分子型卤系阻燃剂,以解决其耐热、烟雾问题以及“二f英问题”。如DBDPE(十溴二苯乙烷)、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等新型溴系阻燃剂的广泛研究已表明这种趋向。
参考文献
[1]陶英丕.含溴阻燃剂的国内外进展.精细石油化工,1990:32-35.
高分子材料研究方向范文6
摘要:由于滑石粉与高分子材料的性质存在较大差异,缺少亲和性,使其在高分子材料领域的应用受到限制。为进一步改善其性能并拓宽其应用领域,必须对其粉体表面进行改性处理。本文综述了采用不同种类改性剂对滑石粉进行表面改性的方法和改性滑石粉的应用性能,对促进滑石粉深加工开发具有指导意义。
关键词:滑石粉;改性剂;改性方法;应用特性
[作者简介]黄丽婕,女,化工学院硕士研究生;李艺,男,教授,研究方向:矿物材料开发[基金项目]广西师范大学基金资助项目1前言滑石是一种含水的层状硅酸盐矿物,其化学式为3MgO·4SiO2·H2O。滑石的化学稳定性十分良好,耐强酸及强碱,同时还具有良好的电绝缘性能和耐热性。滑石作为一种优良的功能原料和填料,在陶瓷、涂料、造纸、纺织、橡胶和塑料等行业得到广泛的应用。滑石粉作为填料填充有机高分子材料,可改善制品的刚性、尺寸稳定性、性,可防止高温蠕变,减少对成型机械的磨损,可使聚合物在通过填充提高硬度与抗蠕变性的同时,还可使聚合物的耐热冲击强度提高,可改善塑料的成型收缩率、制品的弯曲弹性模量及拉伸屈服强度。随着现代工业的发展,对滑石粉的纯度、白度和细度提出了越来越高的要求,特别是超细滑石粉,在国内外市场上需求量很大。但是,滑石粉作为无机填料与有机高聚物分子材料之间在化学结构和物理形态上有着很大的差异,缺少亲和性,使之滑石粉与聚合物之间混合不均匀、粘合力弱,导致制品的力学性能降低。为此,必须对滑石粉进行表面改性处理[1],提高滑石粉与聚合物的界面亲和性,改善滑石粉填料在高聚物基料中的分散状态,这样滑石填料在复合材料中就不仅具有增量作用,还能起到增强改性的效果,从而提高复合材料的物理力学性能,使滑石得到更好的应用和扩大其应用领域。2改性方法概述2.1改性的机理改性的机理是利用某些带有两性基团(亲油及亲水基团)的小分子或高分子化合物对进行复合的两种物质中的一种或两种进行表面改性,使其表面性质由憎水变为亲水或由亲水变为疏水,目的是使两种物质更好地结合。表面改性剂的种类很多,不同种类的改性剂具有不同的化学性质,而粉体的表面改性一般都有其特定的应用领域,其改性粉体作填料所适合的高分子材料及其性能也有所差异,并且,为提高改性效果和降低改性剂成本,也往往以多种改性剂配合互补进行改性。因此,选用表面改性剂必须考虑被处理物料的应用对象。对滑石粉而言,为了让滑石粉更好地与高分子聚合物结合,目前改性用的改性剂主要有两大类:a.偶联剂类:主要是钛铝酸脂类、铝酸脂类、硅烷类及硬脂酸类,应用较多的是钛酸脂类;b.表面活性剂类:主要是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化按、烯基磺酸钠等。2.2改性方法目前,在超细粉体表面改性中主要有以下几种方法[2,3]:(1)表面覆盖改性方法:将表面活性剂覆盖于粒子表面,赋予粒子表面新的性质。这种方法是将表面活性剂或偶联剂以吸附或化学键的方式与粒子表面结合,使粒子表面由亲水变为疏水,使粒子与聚合物的相容性得以改善。该方法是目前最普遍采用的方法。(2)机械化学方法:这种方法是将比较大的粒子通过粉碎、摩擦等方法使其变得较小,在这个过程中粒子的表面活性变大,亦即表面吸附能力增强,易于吸附其它的物质,使工艺简化,成本降低,同时可使产品的质量易于控制。(3)外膜层改性方法:在粒子表面均匀地包覆一层聚合物,从而使粒子表面性质发生变化的方法。(4)局部活性改性:利用化学反应在粒子表面接枝上一些可与聚合物相容的基团或官能团,使无机粒子与聚合物有更好的相容性,从而达到无机粒子与聚合物复合的目的。(5)高能量表面改性:利用高能放电、紫外线、等离子射线等所产生的巨大能量对粒子表面改性,使其表面具有活性,提高粒子与聚合物的相容性。(6)沉淀反应改性:这种方法就是利用沉淀反应对粒子表面进行包覆,从而达到改性的效果。3不同改性剂改性及其应用效果3.1钛酸酯偶联剂改性钛酸酯偶联剂目前已成为复合材料不可缺少的改性剂之一。钛酸酯偶联剂的作用是在填料表面形成一层单分子覆盖膜,改变其原有的亲水性质,使填料表面性质发生根本性变化。由于钛酸酯偶联剂具有独特的结构,对聚合物与填充剂有良好的偶联效能,因而可提高填料的分散性、流动性,改善复合材料的断裂伸长率、冲击性和阻燃性能等。3.1.1改性方法(1)干法改性:滑石粉在预热至100℃~110℃的高速混合机中搅拌烘干,然后均匀加入计量的钛酸酯偶联剂(用适量的15#白油稀释),搅拌数min即可获得改性滑石粉填料。(2)湿法改性:计量的钛酸酯偶联剂用一定量溶剂稀释后,加入一定量滑石粉[4],于95℃下搅拌30min,过滤烘干得改性滑石粉产品。3.1.2钛酸酯偶联剂改性滑石粉填料的应用特性经钛酸酯偶联剂改性的滑石粉填料可提高与聚丙烯(PP)的相容性[5],降低体系粘度,增加体系流动性,改善体系加工性能,减少变形,提高尺寸稳定性,扩大PP的应用范围。3.2铝酸酯偶联剂改性3.2.1改性方法将适量的铝酸酯(如L2型)溶于溶剂(如液体石蜡)中,加入烘干的1250目的微细滑石粉进行研磨30min改性,并在100℃下恒温一段时间[6],冷却后即得改性产品。3.2.2改性滑石粉的特性用铝酸酯改性后的滑石粉与普通滑石粉相比,在液体石蜡中的粘度显著减小,水渗透时间增大,有机憎水改性效果明显。由铝酸酯改性的滑石粉代替半补强碳黑填充橡胶,其拉伸强度、伸长率等力学性能有所提高,同时,替代量很大,可达到降低成本,减少环境污染的效果。3.3有机高分子改性采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和丙烯酸羟丙酯(HPA)对滑石粉体进行表面改性,分别接枝包覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物(PMMA-Co-PBA)层,构成复合粒子。3.3.1复合滑石粉粒子制备方法取经TDI、HPA表面处理并进一步纯化处理的有机化滑石粉粒子、甲苯、引发剂及丙烯酸丁酯(BA)和二乙烯苯(DVB)各适量置于反应釜中,搅拌均匀,在维持温度为75±5℃的情况下,连续滴加下列按适当比例混合的溶液:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、BA、DVB、甲苯、偶氮二异丁腈。滴加完毕后在80±5℃下维持反应2.5h。然后在减压下蒸出溶剂及未反应物(绝对压力约8kPa,温度不小于85℃),然后经索氏萃取器用异丙醇抽提24h,再经洗涤烘干过筛制得表面有机高分子复合滑石粉粒子。3.3.2改性滑石粉复合粒子的的应用特性包覆高分子后的滑石粉复合粒子混配的材料,其拉伸、冲击强度均较滑石粉直接填充者有明显的提高,包覆粒子的冲击、拉伸强度大致提高(119±4),而经无规共聚柔性高分子包覆的拉伸强度提高136,冲击强度提高162。柔性高分子包覆的滑石粉复合粒子混配材料,其增强增韧效果十分明显[7],而且可在大范围填充下(粒子填充质量分数5~35)强韧性增长持续有效(拉伸强度提高1/3,冲击强度提高近2/3)。这种复合粒子是一种行之有效的提高制品综合性能、降低材料成本的新型填充材料,用于电缆料时综合性能良好。3.4硅烷偶联剂改性滑石粉属于极性的水不溶 物质,当它们分散于极性极小的有机高分子树脂中,因极性的差别,造成二者相容性不好,直接或过多地填充往往容易导致材料的某些力学性能下降以及易脆化等缺点,从而对制品的加工性能和使用性能带来负面影响。可采用硅烷偶联剂对滑石粉填料的表面进行改性处理。3.4.1改性方法将硅烷偶联剂(如KH–570)配成溶液,搅拌均匀。将溶液滴入烘干后的滑石粉中,搅拌40~60min,使处理剂充分包覆填料[8],再经加热烘干即制得改性滑石粉。3.4.2复合材料的应用性能由硅烷偶联剂进行表面改性的滑石粉作为高分子材料的填料,可使填充体系的强度、模量均有明显的提高,改性效果良好,具有较好的实际应用价值。3.5磷酸酯改性3.5.1改性方法主要包覆处理过程[9]为:先将滑石粉于80℃搅拌下在磷酸酯的水溶液中预包覆1h,接着于95℃左右干燥;最后再升高温度至125℃,热处理lh。磷酸酯的用量为滑石粉的0.5至8质量百分数。3.5.2磷酸酯包覆滑石粉的性能磷酸酯可与滑石粉表面发生化学吸附和物理吸附反应形成表面包覆,增加表面包覆量可改善滑石粉的分散状态,可显著改变填充体系的形态和机械性能。4展望滑石因其独特的物理化学性质,被广泛用于造纸、化妆品、日用化工、陶瓷、塑料、建筑材料、橡胶及医药等行业。PP塑料的改性滑石粉将是滑石在塑料工业中的重要应用领域,需针对不同塑料产品的需要来设计滑石产品。对滑石粉的改性还必须考虑到生产成本以及使用工艺中的问题,还必须努力使滑石生产加工面向能充分体现滑石的特性及优势的高附加值行业。可以看见现阶段对滑石的改性使用的改性剂研究多为偶联剂。有人采用天然或合成胶乳处理滑石粉填料也能显著改进填充材料的综合性能。采用其他的表面改性剂进行研究仍有很大的前景。滑石的各性能都已被人们所了解和掌握,只有不断地努力探索并运用现代高科技手段检测其各项性能,才能不断挖掘滑石的应用潜力,这对我国作为滑石生产大国进一步开展滑石的深加工高附加值产品开发具有重大的经济意义。参考文献[1]李艺.广西滑石的深加工开发现状及其发展方向探讨.广西轻工业,20__(5):1-2.[2]郑水林.粉体表面改性(第二版).北京:中国建材工业出版社,20__,21-34.[3]谢海安.滑石的改性及应用.化工时刊,20__,22(2):31-33.[4]罗士平,周国平.钛酸酯偶联剂对无机填料表面改性的研究.合成材料老化与应用,20__(1):9-14.[5]杨华明.活性滑石粉制备及其在PP塑料中的应用.非金属矿,20__,24(2):24.[6]刘婷婷,张培萍,吴永功.铝酸酯改性滑石粉的反应机理及其在橡胶中的应用.硅酸盐学报,20__,30(5):608-610.[7]左建华.滑石粉有机高分子化改性及在PVC中应用.现代塑料加工应用,20__,17(1):8-11.[8]张东兴,黄龙男,王荣国,王洋.硅烷偶联剂对滑石粉、空心玻璃微珠表面改性的研究.纤维复合材料,20__(2):10-12.[9]刘最芳.磷酸酯包覆滑石粉填充聚丙烯的结构和性能.塑料工业,1995(8):18-22.