TPV MB-CNT共混改性抗静电弹性材料的研究(2010-12-14修改)
TPV/MB-CNT共混改性抗静电弹性材料的研究
阳范文肖鹏宁凯军
（金发科技股份有限公司产品研发中心广东广州 510520）
摘要：本文系统研究了炭纳米管母料（MB-CNT）与四种TPV共混改性抗静电弹性体的性能，发现炭纳米管对TPV抗静电改性效果良好，添加15％的MB-CNT即可达到理想的抗静电效果。随着混炼的进行，扭矩呈现先增加然后减小的变化趋势。炭纳米管对TPV具有一定的补强效应，当MB-CNT用量超过15％时，平衡扭矩和拉伸强度随其用量的增加而增大。MB-CNT母料与TPV中的PP相容性好、粘度差异小，而与交联的橡胶相不完全相容、粘度差异大，TEM分析表明炭纳米管主要富集在连续的PP相，产生“逾渗”的临界用量为3％，低于在纯PP中的用量。
关键词：TPV、炭纳米管、抗静电、弹性体
TPV是高度硫化的橡胶微粒分散在连续塑料相中组成的一种弹性体，常温下具有热固性橡胶的性能，在高温下具有热塑性塑料的特性。具有成型加工方便、材料可循环利用、综合性能优良等优点，现已广泛应用于汽车工业、建筑建材、电子电器、医疗卫生和消费用品等领域。随着TPV应用领域的不断扩展，有关功能化改性如提高抗UV性能、改善阻燃性能、降低比重、改善与金属表面的粘结及提高抗静电性能等新产品不断得以开发[1-2]。
将导电炭黑添加到TPV中以改善其抗静电性能的材料具有明显的“逾渗”现象，只有当其添加量超过临界值并在材料中形成导电网络时，抗静电效果才能得以体现。北京化工大学的田洪池等人[3－4]研究了导电炭黑/TPV复合材料的导电性能：随着导电炭黑用量增大,材料的体积电阻率减小；用量达到15份后，体积电阻率降低到103并趋于稳定。他们还发现这类材料具有导电奇异性：交联的橡胶相的存在对导电炭黑粒子既产生排斥效应,又产生阻隔效应；前者对导电网络的形成有利,而后者正相反。上海日之升的杨涛等人[5]研究了导电炭黑改性的抗静电TPV，采用聚乙烯蜡为分散剂，添加3～5％的导电炭黑，材料的表面电阻达到1010，可满足抗静电的要求。上海日之升的唐倬等人[6]采用高结构的导电炭黑，添加4～8％可将材料的表面电阻率降低到102。
炭纳米管与导电炭黑的化学组成相同而结构不同，炭纳米管是一种由六边形炭原子构成的由几层到几十层的同轴圆管，呈中空筒状结构；圆筒直径为零点几个纳米到几十纳米,长度为几十纳米至微米级；这种特殊的中空结构，赋予其许多独特的性能。很多研究者对炭纳米管与PA6、PMMA、HIPS、环氧树脂等共混复合材料的力学性能和电性能进行了研究[2]，复合材料的强度和抗静电性能得以提高，而将其用于与TPV共混改性的研究未见诸报道。本文采用炭纳米管母料（MB-CNT）与TPV共混改性制备抗静电弹性体，探讨炭纳米管对复合材料的表面电阻、流变性能和拉伸性能的影响，为研制新型抗静电TPV改性材料提供理论指导。
1 实验部分
1.1 原材料
四种市售TPV材料a、b、c、d的硬度分别为59A、59A、96A和51D，主要组分为PP/EPDM，其中a和b硬度相同而交联剂不同,下文中出现a、b、c、d的地方代表该材料。炭纳米管母
料（MB-CNT ）采用聚丙烯（PP ）为载体，炭纳米管（CNT ）含量20％。 1.2 主要设备、仪器
转矩流变仪：RC300P ，德国哈克公司；
热压成型机：XLB-D 350×350×2,上海第一橡胶机械厂； 冲片机：CP-25型，上海化工机械四厂； 万能试验机：CMT40204(20KN)，深圳三思公司； 表面电阻仪：SL-030，DR.SOHNEIDER PC 公司； 透射电镜(TEM):ZEM100CXII 型, 日本电子公司. 1.3 试样制备
将上述四种TPV 材料分别与MB-CNT 母料按5％、15％、25％和35％的添加量混合，采用转矩流变仪的转子混合器进行熔融共混，混合器容积为50cm 3
。混炼温度180℃、转子转速50rpm 、混炼时间为5min 。
将熔融混炼好的材料采用热压成型机压制2mm 厚的薄片，热压温度180℃。样片制备后在自然环境下冷却48h 待用。 1.4 性能测试
表面电阻：采用表面电阻仪直接测量薄片的表面电阻。 流变性能：共混过程中，记录时间扭矩曲线。
拉伸性能：采用冲片机制备拉伸样条，采用万能试验机测试拉伸强度和断裂伸长率。 形态结构：试样采用液氮冷却后进行超薄切片(厚度40～70nm)，经四氧化锇染色处理后采用透射电镜进行观察。 2 结果与讨论
2.1 MB-CNT 用量对表面电阻的影响
改变MB-CNT 用量，研究其用量对表面电阻的影响，结果如图1所示。
随着MB-CNT 用量增加，表面电阻呈下降趋势。当其用量达到15％（换算成炭纳米管的用量为3％）产生“逾渗”，表面电阻急剧下降；当其用量超过25％后，表面电阻变化比较平缓。
对比不同的TPV ，发现其表面电阻的变化存在一定差异：MB-CNT 添加量相同时，c 的表
面电阻相对较低，添加量为5％时表面电阻下降到106
，产生“逾渗”的炭纳米管用量低于其它材料，可能与其配方中PP/EPDM 比例有关。
上述研究表明，炭纳米管用于TPV 的抗静电改性效果很好，添加3％即可达到理想的抗静电效果，用量低于一般导电炭黑（4～8％的用量）。 2.2 MB-CNT 用量对转矩流变性能的影响
四种TPV 添加MB-CNT 的转矩流变曲线见图2所示，图例中1、2、3、4、5分别对应添加0%、5％、15％、25％、35％的MB-CNT 进行共混的配方。
l g ρ
s
MB-CNT content/%
图1 MB-CNT 用量对表面电阻的影响
从图中可知，在熔融共混过程中，扭矩呈现先增加然后减小的变化趋势。混合过程理论研究表明：高分子材料在熔融共混过程中经历从固体状态到固体共存状态、再到完全熔融状态三个历程。未熔融之前，颗粒之间运动阻力小，扭矩较低；随着材料开始熔融，体系的粘度逐渐增加并出现扭矩峰值；随着熔体比例进一步增加，粘度逐渐下降，扭矩降低最终达到稳定状态。本研究体系的熔融共混过程与大多数热塑性高分子材料的熔融共混历程相似，说明TPV/MB-CNT 共混材料具有热塑性塑料的加工特性。
(a) (b)
(c) (d)
图2 MB-CNT 用量对转矩流变性能的影响
然而，不同的TPV/MB-CNT 共混材料的流变曲线存在一定差异：对于硬度较低a 和b 而言，MB-CNT 添加量为5％时，平衡扭矩比纯料略低；继续增加用量，平衡扭矩依次增大；扭矩峰值与平衡扭矩的差值较小；硬度较大的c 和d ，MB-CNT 添加量为5％时，平衡扭矩与纯料的差异很小；随着MB-CNT 用量增加，平衡扭矩依次增大，扭矩峰值与平衡扭矩的差值比a 、b 要大。
产生上述现象的原因与TPV 配方和特性有关。一般而言，增加橡胶和（或）油的含量，减少塑料和（或）填料的含量，TPV 硬度降低。由于低硬度TPV 中的橡胶和油含量相对较高，其转矩流变行为与橡胶有点相似；当MB-CNT 添加量较低时，由于母料中PP 含量80％而炭纳米管含量只占20％，母料中的PP 对粘度降低的贡献大于炭纳米管对粘度增加的贡献，故平衡扭矩反而略有降低；随着其用量增大，炭纳米管的补强效应占主导地位，粘度提高，平衡扭矩变大。高硬度的TPV 中塑料含量较高，母料添加量较低时，粘度对其不敏感，转矩变
T o r q u e /n .m
t/min T o r q u e /n .m
t/min
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化较小；随着其用量增加，炭纳米管的补强效应占主导地位，粘度提高，平衡扭矩变大。这种特性对后续成型加工有一定的影响，进行工艺参数的设计和优化时应考虑这一因素。 2.3 MB-CNT 用量对拉伸性能的影响
MB-CNT 用量对拉伸强度和断裂伸长率拉的影响见图3（ⅰ）和（ⅱ）所示。
(ⅰ) (ⅱ)
图3 MB-CNT 用量对拉伸性能的影响
随着MB-CNT 用量增加，材料的拉伸强度逐渐增大；当其用量达到35％时，b 、c 、d 的拉伸强度比纯TPV 材料提高了约20％，说明炭纳米管对TPV 产生了补强效应。
随着MB-CNT 用量增加，断裂伸长率降低。原因是炭纳米管的补强效应引起材料的塑性形变能力下降，断裂伸长率降低。 2.4 形态结构分析
将c ＃TPV 中添加15％的MB-CNT 母料制得的样品采用透射电镜分析，结果见图4：其中(ⅰ)是放大1万倍的电镜照片，(ⅱ)是连续相（塑料相）局部放大10万倍的电镜照片。
(ⅰ) 放大1万倍 (ⅱ) 放大10万倍
图4 TPV/MB-CNT 共混物的TEM 照片
对于TPV 材料而言，典型的相态结构是交联的橡胶相分散在塑料相中，形成一种“海-岛”形态的相结构。从图4（ⅰ）中可知，本研究采用的TPV 相态结构与其它文献报道的相态结构完全一致，其差异在于添加MB-CNT 母料后，两相的对比度没有纯TPV 大，连续相较暗，并发现少量的MB-CNT 组分分散在塑料相中。对塑料相局部放大到10万倍（见图4（ⅱ））可知，炭纳米管在塑料相中形成了相互贯通的网络结构，形成了一个导电的网络通道，表面
T e n s i l e S t r e n g t h /M P a
MB-CNT content/%E l o n g a t i o n /％
MB-CNT content/%
电阻明显下降。
2.5 炭纳米管的分布与“逾渗”值降低的机理探讨
通过上述透射电镜的分析结果可知，TPV 是一种典型的“海－岛”相态结构材料，交联的橡胶粒子分散在连续的塑料相基体中，相态结构可用图5(ⅰ)表示。添加炭纳米管的共混材料的相态结构可用图5（ⅱ）表示，由于橡胶相的高度交联，可认为炭纳米管主要分布在连续的PP 相中。
(ⅰ) (ⅱ)
图5 添加炭纳米管前后TPV 的相态结构示意图
为了比较纯PP 与TPV 添加炭纳米管后产生 “逾渗”现象的临界用量是否相同，在纯PP 中添加同样比例的MB-CNT 母料进行实验。结果发现：MB-CNT 用量25％（相当于5％的炭纳米管）时才能发生“逾渗”现象，而TPV 中只需15％（相当于3％的炭纳米管）。
产生上述现象的原因可用图5（ⅱ）的相态结构模型进行解释：以PP 为载体的MB-CNT 炭纳米管母料与TPV 中的PP 相容性好、粘度差异小，而与交联的橡胶相不完全相容、粘度差异大，炭纳米管将富集在PP 相中；当炭纳米管达到一定体积分数后，在PP 相中形成连续的导电网络，赋予材料良好的导电性能；由于TPV 中PP 连续相所占的体积分数约为30～60％，按照达到同样体积分数就能产生“逾渗”现象的机理，考虑到其它因素的影响，炭纳米管的用量只需纯PP 的40～70％即2～3.5％就会产生“逾渗”现象，达到同样表面电阻率的用量低于纯PP 。上述理论推测与实验结果基本吻合，说明上述模型可用于TPV 抗静电改性配方设计理论指导，对于拓展TPV 在抗静电领域的应用具有一定的意义。 2.6 实际应用比较
随着欧盟WEE 指令的实施，电子电器产品对部件的可回收性要求日益提高，我司某客户要求将其导电胶条使用的热固性橡胶用可回收弹性体替代。在硬度为59A 的TPV(B)中添加MB-CNT 的15％制备抗静电TPV ，将其制备的导电胶条与热固性橡胶胶条比较，结果见表1。
从表1可知，采用TPV 制备的导电胶条的硬度波动较小、压缩永久形变明显降低、成品率提高了7%、单件产品的成本降低了约5％，综合性能优于热固性橡胶，现已开始逐步推广使用。由于本文研制的抗静电TPV 弹性体具有反复加工和可回收的特性，符合WEE 指令的可回收要求，在电子电器领域具有良好的应用前景。
3 结论
（1）炭纳米管母料用于TPV抗静电改性效果很好，添加15％的MB-CNT（相当于3％的炭纳米管）即可达到理想的抗静电效果；
（2）共混过程中，扭矩呈现先增加然后减小的变化趋势，表现为热塑性材料的加工特性；（3）硬度不同的TPV与MB-CNT共混材料的流变行为存在一定的差异，MB-CNT添加量超过15％后，添加量越大、硬度越高，平衡扭矩越大；
（4）炭纳米管对TPV具有补强效应，随其用量增加，拉伸强度提高，伸长率下降；
（5）T EM分析表明炭纳米管主要分散在PP相中并形成导电网络，有效降低表面电阻；（6）由于TPV特殊的相态结构,MB-CNT母料与PP相容而与交联的橡胶相不完全相容，炭纳米管将富集在连续的PP相，产生“逾渗”的临界用量为3％，低于在纯PP中的用量；（7）抗静电TPV弹性体材料具有良好的综合性能和可回收特性，在电子电器领域具有良好的应用前景。
参考文献
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[5]唐倬,吴小龙，李茂林. 一种导电动态硫化热塑性弹性体的制备方法.中国专利200610147540.8.
[6]杨涛，柴进东，陈晓东. 一种抗静电动态硫化热塑性弹性体及其制备方法.中国专利200710170575.8.
Research on TPV/MB-CNT Compound for Antistatic Elastomer
Yang Fan-wen; Xiao Peng; Ning Kai-jun
(Research and Development Center, Kingfa Science and Technology Co.,Ltd. Guangzhou 510520, China)
Abstract:The properties of compound by blending MB-CNT with TPV characterized with different hardness were researched. The compound with 15% MB-CNT or 3% carbon nanotube content showed excellent antistatic property. In blending process, torque first increased then decreased. The addition of carbon nanotube resulted in reinforcing effect. With increase of carbon nanotube content, balance torque and tensile strength increased when the MB-CNT content exceeded 15%. In comparison with cross-linked rubber, compatibility of PP and MB-CNT was better and viscosity more similar, which resulted in carbon nanotube content in PP phase higher than in cross-linked rubber phase. TEM analysis showed that carbon nanotube accumulation in PP phase of TPV, the critical content of carbon nanotube in TPV was only 3％when the trickle-down effect happened，which was lower than in PP resin.
Keywords：TPV, carbon nanotube，antistatic property, elastomer
最新高分子材料改性(郭静主编)课后习题标准答案
第一章绪论 第二章高分子材料共混改性 1.什么是相容性，以什么作为判断依据？ 是指共混无各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力，其一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。 2.反应性共混体系的概念以及反应机理是什么？ 是指在不相容或相容性较差的共混体系中加入（或就地形成）反应性高分子材料，在混合过程中（例如挤出过程）与共混高分子材料的官能团之间在相界面上发生反应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用。 3.高分子材料体系其相态行为有哪几种形式，各自有什么特点，并举例加以说明。 （1）具有上临界混溶温度UCST，超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度为部分相容,在一定的组成范围内产生相分离。如:天然橡胶-丁苯橡胶。 （2）具有下临界混溶温度LCST，低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容。如:聚苯乙烯-聚甲基乙烯基醚、聚己内酯-苯乙烯/丙烯腈共聚物。 （3）同时出现上临界混溶温度UCST和下临界混溶温度LCST，如苯乙烯/丙烯腈共聚物-丁腈橡胶等共混体系。 （4）UCST和LCST相互交叠，形成封闭的两相区 （5）多重UCST和LCST 4.什么是相逆转，它与旋节分离的区别表现在哪些方面？ 相逆转（高分子材料Ａ或高分子材料B从分散相到连续相的转变称为相逆转）也可产生两相并连续的形态结构。 （1）SD起始于均相的、混溶的体系,经过冷却而进入旋节区而产生相分离,相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。 （2）SD可发生于任意浓度,而相逆转仅限于较高的浓度范围 （3）SD产生的相畴尺寸微细,而相逆转导致较粗大的相畴, 5.相容性的表征方法有哪些，试举例加以说明。 玻璃化转变法、红外光谱法、差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC) 膨胀计法、介电松弛法、热重分析、热裂解气相色谱等。 玻璃化转变法：若两种高分子材料组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度，
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搪塑成型工艺最开始是为聚氯乙烯（PVC）类材料设计开发的，其广泛地应用于汽车内饰领域，可以生产出纹理和结构复杂的零件（如仪表板、门护板等零件）。但PVC 在抗老化、耐低温等方面存在缺陷。TPO 作为一种新型的热塑性聚烯烃弹性体材料可用搪塑工艺成型。TPO 具有密度小、低气味、低VOC、耐低温、耐老化等优异的特性，可以满足汽车内饰复杂设计、轻量化以及绿色环保的要求。 01汽车内部装饰表皮成型工艺 车内部零件（仪表板/门护板等）装饰表皮成型工艺主要有真空吸塑（阳摸和阴模）、聚氨酯喷涂（PU Spray）和搪塑（Slush molding）等。搪塑具有设计自由度高、制品美观、手感舒适、无内应力、材料成本低等优点，目前在欧美车系中应用比较普遍。日、韩系车型仪表板/门护板以TPO 真空吸塑为主，聚氨酯喷涂工艺由于成本高，只在部分高端车型上有应用。各种表皮成型工艺的特点如表1 所示。 表1 汽车内饰表皮成型工艺对比 项目阳摸吸塑阴模吸塑PU喷涂PVC搪塑 设计自由度复杂纹理低中等高高尖角低中等高高标识/刻字低中等高高 成型过程 效率高中等中等低模具成本低中等中等高模具寿命高高高低 成型材料技术难度低低高中等成本低低高中等 总成本低中等高中等 02搪塑原理 搪塑工艺是对模具加热，将用于制造表皮的粉末状材料与受热的模具型腔面接触塑化、烧结等, 最终得到与模具型腔形状及纹理一致的表皮成型过程[1]。搪塑过程主要分如下几个步骤(图1)。 对带皮纹的搪塑模具进行加热； 加热后的模具与装有粉末材料的粉料箱合膜；c.旋转或者边旋转边加热模具，粉料箱中的材 料落入模具内表面受热后凝胶化并形成塑料膜； 模具与粉料箱分开； 加热模具，使材料进一步塑化均匀；f.冷却模具； 取出搪塑表皮。
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我国改性沥青技术要求的特点分析 来自：交通科技作者：陈瑞华 摘要：根据我国的公路改性沥青路面施工技术规范，讨论改性沥青的分类、使用范围、分级和感温性要求，分析改性沥青性能的评价指标，提出改性沥青的使用要求。 关键词：改性沥青技术要求特点分析 1 聚合物改性沥青技术要求 各国改性沥青标准都有一些共同特点，即根据聚合物类型的不同分类，将每一类型的聚合物改性沥青分成几个等级，每个等级适用于不同的气候条件。美国AASHTO-AGC-ARTBA改性沥青建议标准中，路用性能只控制有限的几种性质，包括感温性、低温开裂、疲劳开裂、永久变形、老化、均匀性、纯度、安全和工作性等。然而，我国提出的聚合物改性沥青技术要求，对SBS类、SBR类、EVA和PE类改性沥青，指标包括了针入度(25℃，100g，5s)、针入度指数、延度(5℃，5mm/min)、软化点TR&B、运动粘度(135℃)、闪点、溶解度、离析和软化点、弹性恢复(25℃)、粘韧性、韧性、质量损失、针入度比(25℃)等多种性质。 2 改性沥青的分类和使用范围 我国今后相当长的一段时间内，可能使用的聚合物改性沥青主要是SBS、SBR、EVA、PE。因此，将其分成为3类:①I类为SBS类，属于热塑性橡胶类聚合物改性沥青，1-A型和1-B 型适用于寒冷地区，1-C型适用于较热地区，1-D型适用于炎热地区及重交通量路段；②II 类为SBR类，属于橡胶类聚合物改性沥青，II-A型适用于寒冷地区，II-B和II-C型适用于较热地区；③III类为EVA、PE类，属于聚合物改性沥青，适用于较热地区和炎热地区，通
常要求软化点温度比最高月使用温度的最大日空气温度要高20℃。根据沥青改性的目的和要求，可以初步选择如下改性剂:①为提高永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类和热塑性树脂类改性剂；②为提高抗低温开裂能力，宜使用热塑性橡胶类和橡胶类改性剂；③为提高疲劳开裂能力，宜使用热塑性橡胶类、橡胶类和热塑性树脂类改性剂；④为提高抗水害能力，宜使用各类抗剥落剂。 3 改性沥青的分级及感温性要求 改性沥青的技术指标以改性沥青的针入度作为分级的主要依据，其性能以改性后沥青感温性的改善程度，即针入度指数PI的变化为关键性评价指标。一般的非改性沥青的PI值基本上不超过-1.0，改性后要求PI大于-1.0。标准中规定了各种改性沥青不同等级的PI值的最低要求[1]。从改善温度敏感性的要求出发，改性后希望在沥青软化点提高的同时，针入度不要降低太多。在国外的标准中，聚合物改性沥青的感温性通常采用不同温度的针入度及粘度表示，但低温针入度与疲劳开裂有关。 4 改性沥青性能的评价指标 从聚合物改性沥青的分类可知，同一类分级中的A、B、C、D主要是基质沥青标号及改性剂剂量的不同，从A到D意味着沥青针入度变小，沥青越硬，高温性能越好，相反低温性能降低。 SBS类改性沥青的最大特点是高温、低温性能都好，并有良好的弹性恢复性能，采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标，适用于在各种气候条件下使用。SBR类改性沥青的最大特点是低温性能得到改善，以5℃低温延度作为主要指标，采用旋转薄膜加热试验(RTFOT)后的低温延度可以反映沥青老化试验的延度严重降低的实际情况，采用软化点试验作为施工控制较为简单，主要适用于在寒冷气候条件下使用。EVA及PE类改性沥青的最大特点是高温性能明显改善，以软化点作为主要指标，主要适用于在炎热气候条件下使用。 聚合物改性沥青通常是由聚合物和沥青结合料液相组成的多相混合系统，存在与产生改性效果的聚合物之间有一定程度的非兼容性问题。如果不相容性过于严重，以致影响到贮存和操作使用，就会导致改性失败。因此，对不是现场制作马上使用的改性沥青，要求进行离析试验以限制离析，或者规定薄膜加热试验后的延度。然而，一种材料适用的离析试验对另一些材料可能并不适合，只是目前尚没有建立评价这种材料的不相容性的测定方法[2]。 聚合物改性沥青的安全要求是由克立夫兰杯闪点最低要求规定的，要求现场所使用的沥青闪
高分子材料的分类
高分子材料的分类 高分子材料分类标准有：①按来源分类②按应用分类③按应用功能分类④高分子主链结构分类等等 高分子材料按来源分类：高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。 高分子材料按应用分类：高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 ③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。 ⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 ⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。高分子复合材料也称为高分子改性，改性分为分子改性和共混改性。 ⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。 高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。 高分子材料按应用功能分类：高分子材料分为通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料三大类。 按高分子主链结构分类：①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如：PP、PE、PVC ②杂链高聚物：分子主链由C、O、N、P等原子构成。如：聚酰胺、聚酯、硅油。③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶 其它分类：按高分子主链几何形状分类：线型高聚物，支链型高聚物，体型高聚物。 按高分子微观排列情况分类：结晶高聚物，半晶高聚物，非晶高聚物。
沥青考试试卷(全国公路水运工程检测人员继续教育
第1题 在延度试验中，通常采用拉伸速率为 cm/min。 A.6？0.25 B.10？0.25 C.5？0.25 D.1？0.05 答案:C 第2题 在沥青延伸度试验中，如发现沥青细丝浮于水面，应在水中加来调整水的密度与沥青试样的密度相近后，重新试验。 A.食盐 B.洒精 C.甘油 D.丙酮 答案:B 第3题 沥青延度试验，当试验结果（）100cm时，重复性试验的允许差为平均值的20%，复现性试验的允许差为平均值的30%。 A.大于 B.小于 答案:B 第4题 测定针入度值大于的沥青试样时，每次试验后需将针留在试样中，直到3次平行试验完成后，才能将标准针取出。 A.150 B.200 C.250 D.300 答案:B 第5题 测定沥青针入度的针和针连杆组合件总质量为（）。 A.50g？0.1g B.50g？0.05g C.100g？0.05g D.100g？0.1g 答案:B 第6题 沥青针入度的单位为“°”1°=( )mm。 A.0.01；
B.0.1； C.1.0； D.10。 答案:B 第7题 沥青针入度试验温度控制精度为（）℃。 A.？1 B.？0.5 C.？0.2 D.？0.1 答案:D 第8题 改性沥青的加工温度不应超过。 A.175℃ B.170℃ C.180℃ D.160℃ 答案:C 第9题 在沥青与粗集料的粘附性试验中水煮法宜将集料过( )筛,水浸法试验宜将集料过（）筛。 A.13.2-19mm,9.5-13.2mm B.9.5-13.2mm,13.2-19mm C.13.2-16mm,9.5-13.2mm D.9.5-13.2mm,13.2-16mm 答案:A 第10题 沥青与集料的粘附性等级高，说明沥青混合料。 A.粘附性好 B.粘附性差 C.使用的是碱性矿料 D.使用的是酸性矿料 答案:A 第11题 延度试验条件有（）。 A.拉断长度 B.拉伸速度 C.试验温度 D.试件大小 答案:B,C
改性沥青技术
改性沥青技术 一、改性沥青目标及应用场合 1、目标 a：改善感温性 b：提高水稳定性 c：提高耐久性 2、应用场合 a：普通沥青改性后用于高等级公路 b：提高路面使用品质，延长使用寿命 c：特殊要求之处，如自然条件或交通条件严厉，机场跑道，桥面、SMA、OGFC。 二、改性剂分类 1、聚合物类 a.橡胶类如丁苯橡胶（SBR） b.热塑性弹性体类如苯已烯、丁二烯嵌段聚合物（SBS） c.热塑性树脂类如聚乙烯（PE）、乙烯、乙酸乙烯脂（EVA）、APAO等 2、其他a.抗剥落剂如高分子有机胺 b.抗老化剂如受阻酚（胺）c.矿物添加剂如碳黑、硫磺、石棉、木质素、博尼维等狭义的改性沥青指聚合物改性（PMA 或 PMB） 三、常用聚合物改性剂 1、SBS 高低温 以丁二烯—1.3苯已稀为单位，通过离子聚合而成为嵌段聚合物——聚苯乙烯为硬段（S）段，聚丁二烯为软段（B段）。 SBS按其分子结构分为线型和星型，其玻璃化温度有两个 Tg1—— -80℃（聚丁二烯） Tg２—— +80℃ - +100℃（聚苯乙烯） 型号用四位数表示 第一位：1一线型； 4一星型第二位：于S/B 3-3/7 4-4/6 第三位：充油与否 0-未充油 1-充油 第四位：分子量 1-〈10万、 2- 14~16万、3- 23~28万星型：分子量大，高温效果好，但加工困难 充油：可改善加工工艺 S/B：视改性目的的而定，高温4/6，低温3/72．SBR 主要用于改善低温性能SBR 改性沥青加工工艺有；搅拌法、母体法、溶剂法和胶乳法。1、搅拌法：胶体磨或高速剪切机 2、母体法：用溶剂法制成橡胶：沥青=1：4的母体，施工时与沥青拌和3、溶剂法：将SBR 切片→与溶剂（二甲苯）溶胀→与液态沥青共混→回收溶剂4、胶乳法（1）直接加入法 利用合成橡胶制造过程中间产品（胶浆），再制成高浓度胶乳。在沥青混合料拌制过程中直接喷入拌和锅中（先拌沥青再喷胶乳）。 （2）预混法 将胶乳预先与沥青共混，脱水后再使用，能与沥青均匀混合，效果明显。 3、PE主要改善高温性能
聚烯烃类热塑性弹性体
聚烯烃类热塑性弹性体 烯烃类热塑性弹性体包括TPO和TPV(ThermoplasticVulcanizate)两种，热塑性聚烯烃弹性体(TPO)是由软链段(大于20％)的橡胶和硬链段的聚烯烃构成的共混物。通常橡胶组分为三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)及天然橡胶(NR)；聚烯烃组分主要为聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。当前用得较多的是EPDM与PP的共混物，也称改性聚丙烯或改性聚乙烯。TPO硫化后的硫化弹性体称为TPV．是与TPO不可分割的、相辅相成的热塑性聚烯烃弹性体，是今后TPO主要的发展趋势。 改性塑料用的聚烯烃类弹性体的主要品种及特性：聚烯烃型的热塑性弹性体，包括 （1）乙烯-α烯烃共聚物，丙烯-α烯烃共聚物，1-丁烯均聚物和共聚物，丙烯—α烯烃共聚物(茂金属催化) ①非结晶或部分结晶的聚烯烃,即使在低温下仍具有良好的柔软性；②无色透明,折射率和其他烯烃无显著差别,新品种的透明性没有下降；③和各种聚烯烃之间有良好的亲和性,在干混条件下可以成型；④有良好的均匀性,薄膜形成时无凝胶、无胶浆疙瘩； ⑤和PE、PP相同,具有良好的耐热老化性、耐天候性。使用茂金属类催化剂催化后,和XR 相比,分子量分布均匀,具有25 ℃～35 ℃的低熔点,热密封性良好,可防止粘连。 （2）乙烯、12辛烯共聚物（EOM）①结晶度低,具有可挠性、橡胶弹性、压缩永久变形性、耐热性、透明性等性能；②利用内部催化技术,可得到均匀的分子结构；③在分子主链上能接枝大分子长链,具有熔融张力等性能；④在PP中能良好地分散,作为TPO类耐冲击改性材料,生产成本低于EPDM。 （3）乙烯、2丁烯共聚物①通过扩大分子量分布范围,改善工艺性能；②通过控制接枝长链的分子量,提高熔融张力,改善熔融破坏性、挤出膨胀性。保持了所拥有的力学性能；③由于高分子量、高黏度类型的新产品的线形结构所具有的力学性能,提高了熔融黏度等。
改性沥青弹性恢复率作业指导手册
改性沥青弹性恢复率作 业指导手册 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
改性沥青弹性恢复率试验作业指导书 一、作业目的： 本方法测定热塑性橡胶类聚合物改性沥青的弹性恢复率,即测定用延度试验仪拉伸一定长度后的可恢复变形的百分率,评价其弹性恢复性能。非经注明,试验温度为25℃,拉伸速率为(5± cm/min。 二、作业前准备、确定事项： 仪器准备： 1、试模:采用延度试验所用试模,但中间部分换为直线侧模,如下图,制作的试件截面积为1cm2。弹 性恢复试验用直线延度试模。 2、恒温水槽:能保持规定的试验温度,变化不超过℃。水槽的容积不小于10L,高度应满足试试件浸没深度不小于10cm,离水槽底部不少于5cm的要求。 3、延度试验机。 4、温度计：0℃～50℃，分度为℃。 5、剪刀 试验前准备工作： （1）检查温控测力延度仪是否正常启动加热控温功能是否正常。设定水槽温度为试 验温度如仪器能够正常启动温度能够控制在试验温度±℃范围内则在温 控测力延度仪使用记录“使用前”一栏中填写“正常”若不能正常使用则在 “使用前”一栏中填写“故障”并填写温控测力延度仪设备台账和设备维修单 通知设备管理员进行维修。 (2)设定恒温水浴温度为试验温度检查控温精度是否满足要求。若不能正常使用 则填写恒温水浴设备台账和设备维修单通知设备管理员进行维修。 (3)设定烘箱温度170℃±10℃。
(4)烘箱预热道路石油沥青140℃±5℃改性沥青170℃±10℃。 (5)样品带盖置烘箱中加热至充分流动并用玻璃棒搅拌均匀。 三、标准依据： 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20-2011T0662-2011。 四、作业流程： 1取小样来回数次倒入试模样品略高出试模如右图 2试模底板贴上样品标签置室温下冷却35分钟。 3将试样放入达到试验温度±℃的水浴中保温30分钟。 4取出试样进行刮模刮模时控制好刮刀温度由中间向两边用热刮刀刮平试样。 5试样刮模后放入水浴中继续保温。 6到达保温时间后取出试样开始试验，试样拉伸到10cm时停止。 7用剪刀从中间剪断试样在水浴中保温1h后量取残留长度。 8读取试验数据精确到。 试样剪断残留长度 五、结果整理： 计算公式 按下式计算弹性恢复率 D=(10-X)/10 式中D——试样的弹性恢复率（%），X——试样的残留长度（cm） 六、注意事项： 1、在停止拉伸后至剪断试样之间不得有时间间歇，以免拉伸应力松弛 2、取下两个半截的回缩的沥青试样轻轻捋直，但不得施加拉力，移动滑板使改性沥青试样的 尖端刚好接触，测量试件的残留长度。
改性沥青弹性恢复率作业指导手册
改性沥青弹性恢复率试验作业指导书 一、作业目的： 本方法测定热塑性橡胶类聚合物改性沥青的弹性恢复率,即测定用延度试验仪拉伸一定长度后的可恢复变形的百分率,评价其弹性恢复性能。非经注明,试验温度为25℃,拉伸速率为(5± 0.25)cm/min。 二、作业前准备、确定事项： 仪器准备： 1、试模:采用延度试验所用试模,但中间部分换为直线侧模,如下图,制作的试件截面积为1cm2。弹性 恢复试验用直线延度试模。 2、恒温水槽:能保持规定的试验温度,变化不超过0.1℃。水槽的容积不小于10L,高度应满足试试件浸没深度不小于10cm,离水槽底部不少于5cm的要求。 3、延度试验机。 4、温度计：0℃～50℃，分度为0.2℃。 5、剪刀 试验前准备工作： （1）检查温控测力延度仪是否正常启动 0.1 通知设备管理员进行维修。 (2) 设定恒温水浴温度为试验温度 则填写恒温水浴设备台账和设备维修单通知设备管理员进行维修。 (3) 设定烘箱温度170℃±10℃。
(4) 140℃±5℃170℃±10℃。 (5) 样品带盖置烘箱中加热至充分流动并用玻璃棒搅拌均匀。 三、标准依据： 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011 T0662-2011。 四、作业流程： 1取小样来回数次倒入试模样品略高出试模如右图 2试模底板贴上样品标签置室温下冷却35分钟。 3将试样放入达到试验温度±0.1℃的水浴中保温30分钟。 4取出试样进行刮模刮模时控制好刮刀温度由中间向两边用热刮刀刮平试样。 5试样刮模后放入水浴中继续保温1.5h。 6到达保温时间后取出试样开始试验，试样拉伸到10cm时停止。 7用剪刀从中间剪断试样在水浴中保温1h后量取残留长度。 8读取试验数据精确到0.1cm。 试样剪断残留长度 五、结果整理： 计算公式 按下式计算弹性恢复率 D= (10-X)/10 D——试样的弹性恢复率（%），X——试样的残留长度（cm） 六、注意事项： 1、在停止拉伸后至剪断试样之间不得有时间间歇，以免拉伸应力松弛 2、取下两个半截的回缩的沥青试样轻轻捋直，但不得施加拉力，移动滑板使改性沥青试样的 尖端刚好接触，测量试件的残留长度。
聚烯烃弹性体
聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer)(POE)是美国DOW化学公司以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。这种弹性体的主要性能非常突出，在很多方面的性能指标超过了普通弹性体。 POE分子结构与三元乙丙橡胶(EPDM)相似，因此POE也会具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，通过对POE进行交联，材料的耐热温度被提高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。多用途的POE弹性体能够超过PVC、EVA、SBR、EMA和EPDM，今后POE可能取代传统的EPDM。由于POE的优异性能使其在汽车行业、电线电缆护套、塑料增韧剂等方面里都获得了广泛应用。 由于POE有较高的强度和伸长率，而且有很好的耐老化性能，某些耐热等级、永久变形要求不严的产品直接用POE即可加工成制品，可大大地提高生产效率，材料还可以重复使用。交联普通聚乙烯的研究已经有几十的时间，但对交联茂金属弹性体的报道还很少。 1 POE的结构与性能 1.1 POE的结构特点 POE之所以具有优异的性能，可实现高速挤出，与以下特点有关：(1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使其具有优异的韧性又具有良好的加工性；(2)相对分子质量分布窄，与聚烯烃相容性好，具有较佳的流动性；(3)没有不饱和双键，耐候性优于其它弹性体；(4)较强的剪切敏感性和熔体强度，可实现高挤出，提高产量；(5)良好的流动性可改善填料的分散效果，同时亦可提高制品的熔接痕强度。 1.2 POE的性能特点 POE采用溶液法聚合工艺生产的，其中聚乙烯链结晶区(树脂相)起物理交联点的作用，一定量的辛烯的引入削弱了聚乙烯链的结晶区，形成了呈现橡胶弹性的无定型区(橡胶相)。聚合物的微观结构决定其宏观性能，与传统聚合方法制备的聚合物相比，一方面它有很窄的相对分子质量分布和短支链，因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能；又由于其分子链是饱和的，所含叔碳原子相对较少，因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能；窄的相对分子质量分布使材料在注射和挤出过程中不易产生挠曲。另一方面，限定几何构型催化剂技术(CGCT)可以控制在聚合物线型短支链支化结构中引入长支链，从而改善了聚合物的加工流变性能，还可以提高材料的透明度。 POE分子结构的特殊性赋予了其优异的力学性能、流变性能和抗紫外线性能。此外，它还具有和聚烯烃亲和性好、低温韧性好、性能价格比高等优点，因而被广泛应用于塑料改性，这种新材料的出现引起了全世界塑料和橡胶工业界的强烈关注，也为聚合物的改性和加工带
聚烯烃热塑性弹性体
聚烯烃热塑性弹性体 热塑性弹性体（thermoplastic elastomers-TPE）是一类在常温下具有橡胶性能，而在高温下又可塑化成型的高分子材料，兼具两者特点。聚烯烃类热塑性弹性体(olefinic thermoplastic elastomers-TPO)主要是由合成橡胶和聚烯烃两组分构成，橡胶组分通常为二元乙丙橡胶 (EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)或丁腈橡胶，塑料组分通常为PP、PE、EVA等，目前以EPDM/PP为主。 热塑性乙丙橡胶的合成 (一)部分结晶型热塑性乙丙橡胶 部分结晶型热塑性乙丙橡胶是特种乙丙橡胶和聚烯烃的共混料，其主要特点在于乙丙橡胶分子链中存在着部分结晶的链段，这种部分结晶链段，由于分子间凝聚力很大，显示出硬段的性质，起到了物理“交联”作用。这种物理“交联”点，在加热时呈现塑性行为，具有流动性，因而可以用热塑性塑料加工工艺进行成型加工；而聚合物中的弹性橡胶链段，借助于物理“交联”作用，表现出类似硫化橡胶的性能。 1．部分结晶型热塑性乙丙橡胶的合成 采用四氯化钛—苯甲酸乙酯-三乙基铝催化体系，或者改性的铝钛载体催化剂，都可以合成部分结晶型特种乙丙橡胶。单体原料及其配比，温度、压力，溶液浓度、催化剂浓度等因素，是影响乙丙橡胶的重要参数。部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶的特点，在于共聚物弹性体的结构赋予该共聚物部分结晶的性质。其结晶度一般为10～20%(占共聚物的重量)。 2．部分结晶型乙丙橡胶与聚烯烃的共混与部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶共混的聚烯烃树脂，通常为聚乙烯或聚丙烯。在高密度、中密度、低密度聚乙烯中，以低密度(<940kg/m3)效果为好。全同或间同结构聚丙烯中，以全同结构为佳。理想的聚烯烃树脂为聚丙烯，共混比例随用途而异，理想的配比为100份乙丙橡胶混入25～100份聚丙烯。 混炼可以在开炼机、本伯里密炼机、挤出机等设备上实现。根据加工要求和橡胶制品的性能及应用要求，混炼过程中可以加进如防老剂、增塑剂、增粘剂、填充剂等各种添加剂。本伯里密炼机是最有效的混炼设备。要使乙丙橡胶和聚丙烯(或聚乙烯)达到最好的混炼，有几个基本因素。①强棍使物料产生高剪切应力；②避免局部过热；③保证充分的混炼时间，以便分散组分的颗粒能达到理论平衡尺寸。事实上，本伯里密炼机至少可以借助于控制上顶栓压力及胶料停留时间来调整每批混炼胶料的剪切应力和所需的排胶温度。以实现良好混拣。局部过热虽然不会使所加工的材料本身发生降解或发生交联密度的变化，但大大增加了聚丙烯相的流动性，从而引起熔融的聚丙烯和变软的橡胶相界面的技伸强度和耐撕裂性能下降。 (二)部分硫化型热塑性乙丙橡胶 部分硫化型热塑性乙丙橡胶是无定型乙丙橡胶与聚烯烃如聚丙烯、聚乙烯的共混料，其主要特点是控制无定型丙橡胶的硫化程度仅仅达到部分硫化(而不是大部分硫化或完全硫化)的程度。部分硫化所采用的硫化剂，主要是产生自由基的过氧化物或其它交联剂。也可以选用上述交联体系与硫黄硫化体系并用。可以通过测定凝胶含量、交联密度以及结合硫的多少，用以检验乙丙橡胶的硫化程度。实验证明，部分硫化用硫化剂为完全硫化时用硫化剂的1/4～2/3。部分硫化是与混炼过程同时进行的，因此这种硫化作用称作动态硫化，硫化温度为70～200℃，时间为5～10分钟。 部分硫化乙丙橡胶与聚烯烃树脂的共混采用开炼机或本伯里密炼机进行。共混温度应高于热塑性聚烯烃的软化点。参与共混的聚烯烃树脂与部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶一样，可以采用各种密度的聚乙烯，也可以采用结晶度高的全同或间同结构的聚丙烯。聚丙烯树脂较聚乙烯更加理想。 二、热塑性乙丙橡胶的结构特征和性能 (一)结构特征 热塑性弹性体高分子链结构的最大特点在于它同时串联或接枝一些化学结构不同的塑料段和橡胶段。热塑性乙丙橡胶之所以呈现热塑性塑料的加工特性和常温下显示橡胶特性的性能，同样是因为在大分子链结构中存在着硬段和软段的结构特征。由特种乙丙橡胶和聚烯烃共混而成的部分结晶型热塑性乙丙橡胶，其物理交联是由该乙丙橡胶中的结晶链段与热塑性聚烯烃界面之间的较强的凝聚作用形成的。而乙丙
对高分子材料改性的认识
对高分子材料改性的认识 高分子材料(macromolecular material)是以高分子化合物为基础的一大类材料的总称，是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。高分子材料在我们生活的用途很广，但纯的高分子材料的品种较少而且性能并不能完全满足人们的需要，对高分子材料的改性增加了高分子材料的品种，完善了高分子材料的性能，使高分子材料尽可能的满足人们的需要。 高分子材料的改性是通过物理、机械和化学等作用使高分子材料原有性能得到改善。改性过程中既可发生物理变化，也可发生化学变化。高分子材料的改性一般分为共混改性；化学改性；表面改性；填充与纤维增强改性。高分子材料改性的依据是高分子材料的结构决定了高分子材料的性能。如果某种高分子材料无法满足实际需求，可以通过对其结构的变化，使其性能发生改变进而满足实际需求。所以研究高分子材料的结构对其性能的影响，对延伸材料的性能有着重要的意义。 共混改性的方法一般有物理共混法；共聚-共混法，互穿高分子网络法。共混改性重点是两种高分子材料的相容性，如果相容性较好，则共混物的性能结合了两种材料的优点，两种材料的缺点得到了改善。例如将超高分子聚乙烯（UHMWPE）掺入聚丙烯（PP）中以提高PP的冲击强度。PP材料由于分子链中有甲基的存在，导致分子链比较刚性，而且PP的分子链比较规整，导致PP 材料的结晶性较好，刚性较好但PP材料较脆，冲击强度较低。而UHMWPE颗粒的加入，使PP材料中出现了应力集中物，当共混的材料受到应力时，能较好的引发应力集中产生银纹，分散共混材料受到的应力，改善PP材料的冲击强度。但影响这种共混材料的因素有UHMWPE颗粒的大小，以及UHMWPE掺杂进去的量和UHMWPE颗粒的分布情况。一般情况掺杂物的颗粒越小，分布越均匀，掺杂量适中则共混材料的性能越好。互穿高分子网络法一般是两种或多种聚合物在聚合反应时，形成的共混物，这种共混材料的分散度很均匀，材料的性能很好，
热塑性弹性(TPE)材料常见的四大类x
热塑性弹性（TPE）材料常见的四大类 热塑性弹性体即TPE，是一种兼具橡胶和塑料性能的材料，在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型的高分子材料。 热塑性弹性体高分子链的基本结构特点是它同时串联或接枝某些化学组成不同的塑料段（硬段）和橡胶段（软段）。硬段间的作用力足以凝集成微区（如玻璃化微区或结晶微区），形成分子间的物理“交联”。软段则是自有旋转能力较大的高端性链段。 热塑性弹性体是弹性体重要组成，常见的热塑性弹性体有以下几类：苯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体。 一、乙烯类热塑性弹性体 苯乙烯类嵌段共聚物型热塑性弹性体是最早研究的热塑性弹性体，是目前世界上产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体。主要包括SBS、氢化SBS(SEBS)、SIS 和氢化SIS 等。 苯乙烯类热塑性弹性体室温下的性能与硫化橡胶相似，弹性模量异常高，并且不随相对分子质量变化。其凭借强度高、柔软、具有橡胶弹性、永久变形小的特点，在制鞋业、塑料改性、沥青改性、防水涂料、液封材料、电线、电缆、汽车部件、医疗器械部件、家用电器、办公自动化和胶粘剂等方面具有广泛的应用。 二、聚氨酯类热塑性弹性体 聚氨酯类热塑性弹性体（TPU）一般是由平均相对分子质量为600～4000 的长链多元醇（聚醚或聚酯）和相对分子质量为61～400 的扩链剂及多异氰酸酯加成聚合的线性高分子材料。TPU 大分子主链中长链多元醇（聚醚或聚酯）构成软段，主要控制其低温性能、耐溶剂性和耐候性，而扩链剂及多异氰酸酯构成硬段。由于硬、软段的配比可以在很大范围内调整，因此所得到的热塑性聚氨酯既可以是柔软的弹性体，又可以是脆性的高模量塑料，也可制成薄膜、纤维，是TPE 中唯一能够做到的品种。 TPU 具有极好的耐磨性、耐油性和耐寒性，对氧、臭氧和辐射等都有足够的抵抗能力，同时作为弹性体具有很高的拉伸强度和断裂伸长率，还兼具压缩永久变形小、承载能力大等优良性能。 TPU已在国民经济的许多领域如制鞋行业、医疗卫生、服装面料和国防用品等行业得到了广泛的应用，但其缺点是耐老化性差、湿表面摩擦系数低、容易打滑。而且TPU 具有强极性，在加工过程中，当剪切作用强烈时，内部易发热，从而发生降解，其熔体粘度对温度依赖性强，较小的温度变化就能引起其粘度的急剧变化，因而加工温度范围窄，再加之成本较高，价格昂贵，进一步限制了TPU 的推广应用。 三、聚烯烃类热塑性弹性体 聚烯烃类热塑性弹性体（TPO）主要包括嵌段共聚物、接枝共聚物和共混物3 种类型，其中采用茂金属催化剂合成的聚烯烃热塑性弹性体乙烯—辛烯共聚物（POE）和动态硫化法制备的热塑性动态硫化胶是两种主要的聚烯烃类热塑性弹性体。 1、聚烯烃热塑性弹性体乙烯—辛烯共聚物（POE） 茂金属聚烯烃弹性体乙烯—辛烯共聚物茂金属催化剂与一般传统的Ziegler-Natta 催化剂相比，具有理想的单一活性中心，因而能精密控制相对分子质量分布、共聚单体含量及其在主链上的分布和结晶结构。合成的聚合物是高立构规整聚合物，相对分子质量分布很窄，从而能准确控制聚合物的物理机械性能和加工性能。 采用茂金属催化剂合成的聚烯烃热塑性弹性体乙烯—辛烯共聚物（POE）一方面有很窄的分子量和短支链分布，因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能，又由于其分子链是饱和的，所含叔碳原子相对较少，因而具有优异的耐热化和抗紫
AC-13改性沥青混凝土表面层试验段施工方案
江西省金溪至抚州高速公路建设项目 P1合同段 （K0+720-K19+000）AC-13改性沥青混凝土表面层 试验段施工方案
山东省公路建设（集团）有限公司 金溪至抚州高速公路P1标段项目经理部 AC-13改性沥青混凝土表面层试验段施工方案 一、工程概述 由我山东省公路建设（集团）有限公司承建的金抚高速P1合同段，起讫桩号K0+720-K19+000，主线全长18.280Km，总工期20个月，设金溪枢纽互通、琅琚互通、琅琚收费站，包括路面工程、路基排水工程、安全设施、绿化环保设施等。 依据设计图纸在中粒式沥青砼下面层之上施工完毕改性乳化沥青粘层后施工AC-13改性沥青混凝土表面层。 我部拟在K3+700—K4+000左幅进行表面层的试铺工作，试验路段长度为300米，表面层设计厚度4.0cm，主线半幅正常路段设计宽度为11.25m。 试验段计划铺筑时间：2015年5月22日。 二、编制依据 1、《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004) 2、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004) 3、《江西省高速公路项目标准化管理指南（规范化施工标准）》 4、《金抚高速公路路面工程质量管理办法》（赣高速金抚办字〔2014〕34号） 三、试验段铺筑目的 1、验证沥青混合料的生产配合比设计，确定大面积施工的沥青混合料配合比。
2、通过试验段施工确定合理的施工机械型号、数量、组合方式、最佳工艺流程和生产效率。 3、通过试拌确定拌和机的上料速度、拌和时间、拌和温度、沥青和集料变化与波动的调控手段等。 4、通过试铺确定混合料的摊铺温度、摊铺速度、松铺系数、初步振捣夯实的方法、自动找平方式等施工工艺，避免或减少离析的措施。 5、通过碾压确定适应的压路机类型和数量、压路机组合方式、碾压温度、碾压速度和碾压遍数等施工工艺以及横向施工缝的处理方式。 6、确定压实标准密度。 7、全面检查材料及施工质量。 8、确定施工组织及管理体系、人员机械的协调方式等。 四、施工参数 1、AC-13改性沥青混凝土表面层，压实厚度为4.0cm，暂定松铺系数 1.25、松铺厚度5.0cm，主线正常路段路面宽度为11.25m。 2、现场压实度不小于试验室标准密度的98%，空隙率为4～6%； 3、AC-13细粒式改性沥青混凝土表面层目标配合比及生产配合比如下表： 目标配合比表
高分子材料改性
1填充改性：在聚合物基体中或在聚合物加工成型过程中加入一系列在组成结构不同固体添加物。 2混杂增强：是一种以上不同品种的增强纤维或其他增强材料匹配在一起用于聚合物得到复合材料。3纤维的临界长度lc：以基体包裹纤维的复合物在顺纤维轴上拉伸。当从整体传到纤维上的应力刚能使纤维断裂时纤维的应有长度。 4IPN：是两种或两种以上的共混聚合物，分子链相互贯穿并至少一种聚合物分子链以化学键的方式交联而形成的网络结构。 5高分子合金：在显微镜下观察可以聚合物共混物具有类似金属合金的相结构（即宏观不分离，微观非均相结构）称为高分子合金。 6相容性：指聚合物彼此互相容纳，形成宏观均匀材料的能力。 7纳米复合材料：指其中至少有一相物质是纳米级（1—100nm）范围内的多相复合材料。 8海-岛结构：是一种两相体系，且一项为连续相，一相为分散相，分散相分散在连续相中，就好像海岛分散在大海中一样。 9等粘点：A组分与B组分熔体黏度相等的这一点，称为“等黏点” 问答可能题 1.熔融态化学反应类型及各自的影响因素？ 答：类型：交联反应、接枝反应、降解反应、官能团反应。 影响交联因素：1过氧化物的品种与用量2交联时 间与温度3环境气氛4抗氧剂5酸性物质6填充剂 7助交联剂 影响接枝因素：1接枝单体的含量2引发剂3反应 温度4反应时间5交联或降解的控制6共单体 2填料的性质？ 答：（1）几何形态特征：球状（加工流动性）：玻璃微珠片状（刚性）：云母、滑石粉 （2）粒径小，填充效果好（分散均匀） 粒径表示方法：1.平均粒径（） 2.目数（每平方英寸筛网上的筛孔数） 3.比表面积（）（3）表面形态与性质：光滑（加工流动性）、粗糙（机械互锁、有大量微孔（有一定互锁作用） 3.填料的分散混合过程？ 答：大致分四个过程。<1>使聚合物添加剂粉碎。将聚合物和填料加入到体系中，在外界作用下将大块聚合物和添加剂破碎成较小粒子。 <2>使添加剂渗入到聚合物中。聚合物在剪切热和传导热作用下，降到黏流状时，使速度加快，较小粒子克服聚合物内聚力，渗入到聚合物中。、 <3>分散。较小粒子进一步减小，直到粒子大小，固相粒子逐渐分散。 <4>分布均化。分散固相粒子逐渐混合，直至均匀分散到聚合物中。 5增强纤维种类及各有那些常用的表面处理方法？答：玻璃纤维、碳纤维和植物纤维等。 玻璃纤维的表面处理方法：硅烷偶联剂处理、表面接枝处理、酸碱刻蚀处理。 碳纤维表面处理法：气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法、等离子体氧化法。 植物纤维的表面处理方法：热处理法、碱处理法、改变表面张力法、偶联法、表面接枝法。 7纤维状加工过程易碎问题？措施：1.后期加入纤 维 2.提高熔融温度 3.降低剪切力 8简述制造纤维增强材料片材的常用方法？ （1）熔融浸渍法。首先将连续纤维或短切纤维制成毡或针刺毡，经预热与挤出机挤出的热塑性树脂薄层，通过浸渍，冷却固化，最后切割。 （2）悬浮沉积法。将纤维和树脂均匀分布在水中，使纤维釜单丝分散，树脂单粒分散，通过流浆箱和成型网加入絮凝剂，凝聚与水分离形成湿片，通过干燥，黏合，压扎成片材。 （3）静电吸附热压法。将热塑性树脂制成薄膜带电，通过短纤维槽时，纤维吸附在薄膜上，然后压合。（4）液态化床法。将一定粒度粉末树脂放在流动床的孔床上，使其带一定量静电荷，并翻腾是树枝附在接地纤维上通过切断器被切成定长再通过热轧区和冷却区而制成片材。 9影响共混物结构形态的因素？ 答：1相容性。相容性越好，聚合物越容易扩散而 达到均匀混合。2配比与黏度的综合影响。（P157. 图4-16）3.内聚能密度。内聚能密度大的聚合物，其分子间作用力大，不易分散，因此在共聚物体系 中更趋于分散相。4制备方法不同的制备方法会产 生不同的形态结构。 10提高共混物相容性的方法？ 答：（1）对聚合物进行化学改性（2）加入增溶剂（3） 改善共混加工工艺（4）在共混组分间交联（5）共 溶剂法和IPN法。 12.聚合物的填充效果通过哪几方面评价？为什么 答：1聚合物填充改性的经济效果利用填料实现 聚合物的填充改性，其目的是降低成本改善材料的 某些性能。2填充聚合物的力学性能作为材料使 用强度是应用的基础。3填充聚合物的热性能。 12.无机纳米粒子增韧机理？ 答1.刚性无机粒子产生应力集中效应，引发周围树 脂产生微开裂，吸引一定的变形功： 2.刚性粒子存在使基体树脂裂纹扩展受阻和钝化， 终止裂纹继续开裂： 3.填料的微细化，例子比表面积增大，产生微开裂， 吸引更多冲击能量阻止材料的断裂： 6界面结合对力学性能的影响？ 界面强度高低，对聚合物各方面的影响显著，最突 出的是力学性能。（1）拉伸强度：在平行于取向方 向，拉伸强度提高。垂直于取向方向时，若纤维与 聚合物结合强度比较好时，则强度提高，否则不提 高。当纤维无取向时，则各同性时，各方向强度均 有所提高。（2）韧性与冲击强度：当纤维自身的强 度小于界面强度与摩擦力之和时，即受到作用时， 纤维发生断裂。此时对其冲击性能不利，当纤维自 身的强度大于两者之和时，则会发生脱出，对冲击 作用有吸收作用，提高其冲击强度。 11层状纳米材料的性能？ 答：1.力学性能和耐热性 2.高阻隔特性 3.阻燃性 4.导电功能 5.抗菌功能 6.吸波特性 7.各向异性 14什么是混杂增强、是混杂效应？混杂方式有哪 些？ 答：增强聚合物复合材料是由两种或两种以上不同 品种的增强纤维或其他增强材料匹配在一起用于 聚合物二得到的材料。混杂效应：混杂效应是由 于多种纤维货增强材料与树脂基体的相互作用产 应的结果，有正效应和负效应。常见的形式：（1） 纤维——纤维混杂 2）纤维——无机离子混杂增强（3）纤维原位混杂 增强如 4填料体积成体的计算？P76 22配比与黏度的综合影响。（P157.图4-16） 高概率填空题 1充母料的理想横型：1填料核2偶联层3分散层4 增混层填充母料的方法1挤出法2密炼法3造粒法 4 开炼法 1改性的分类：物理改性：共混、填充、增强 化学改性：接枝、交联、嵌段、降解 2交联分为：物理交联：结晶或缠结 化学交联：以化学键形成交联 3化学反应形式：溶液形式，熔融形式（多数） 4熔融态化学反应器：密炼机、螺杆挤出机、高校 连续混合机组 5熔融态化学反应类型：交联、接指、断链、能团 反应 7填料的作用：增量，增强，赋予功能 8填料的种类：1.阻燃性的；2.增大硬度，石英 3. 减小硬度，滑石粉 9填料处理的目的：1.增加与聚合物的相容性 2. 提高界面粘合不产生分离 10常用的表面处理剂：1.表面活性剂 2.偶联剂（钛 酸酯，铝酸酯）3.有机高分子处理剂 4.无机物处 理剂 5.其他 11填充改性交联：1.经济效果 2.力学性能 3.热性 能 4.电性能，光学性能，加工性能 12加入纤维的作用：增强 13增强纤维种类：1.玻璃纤维 2.碳纤维 3…. 14纤维表面处理原则：1.极性相近原则 2.界面酸 碱匹配原则 3.形成界面化学键原则 4.引入可塑 界面原则 17共混改性方法：物理方法：机械共混法，干粉共 混法，熔融共混法，溶液共混法，乳液共混法。 化学方法：共聚-共混法，反应共混法，IPN法 18共混物的形态，结构 1.均相结构 2.非结晶聚 合物构成的多相共混体系 3.两相互锁成交错结构 4.相互贯穿的两相连续结果 5.结晶非结晶聚合物 共混物的形态，结构 19增溶剂类型 1.非反应型增溶剂 2.反应型增溶 剂 3.低分子增溶剂 20热塑性弹性体是由塑料和橡胶构成的，其中塑料 是连续的，橡胶是分散的。 21改善共混物透明性的方法 1.使参与共混的分散 相与连续相折射率相同 2.使共混物分散粒径小于 可见光波长 22在硬质PVC中加氯化PE起增韧改性作用：在软 质PVC中加氯化PE起增塑改性作用 23纳米复合材料的制备方法 1.溶胶-凝胶法 2.原 位聚合法 3.插层法 4.共混法 24共混物的形态首先划分为均相体系和两相体系。 两相体系又分：海-岛与海-海结构