高分子材料的改性十篇

高分子材料的改性篇1

1松香改性聚丙烯酸酯材料

丙烯酸酯聚合物是一类重要的高分子材料，广泛应用于包装、粘合、涂料等工业中。松香基衍生物改性聚丙烯酸酯类反应的研究已经取得了很大的进展。

Lee等以马来海松酸和富马海松酸为原料，经过酰氯化，再与带羟基官能团的丙烯酸酯进行酯化反应合成一系列的含有丙烯酸酯基的松香改性高分子聚合材料，结果发现聚合物的耐热性和耐溶剂性能都有大幅度的提高。而利用松香及其衍生物的乳液和丙烯酸酯乳液进行共混改性也已经取得进展，李明等用松香乳液和聚丙烯酸酯乳液共混，随着丙烯酸酯乳液的增加，松香树脂的软化点逐渐升高，胶黏剂的快黏力不变，持黏力升高。华南理工大学的陈平旭等采用半连续种子乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯/聚合松香混合乳液，分析表明松香改性丙烯酸酯得到的高分子材料具有良好的兼容性和热稳定性；另外，中国林科院林明涛等采用细乳液聚合法共聚得到歧化松香-丙烯酸酯复合高分子乳液，利用松香改性制备的高分子材料的高软化点克服了产品原来贮存稳定性差和应用性能不稳定等缺陷。

2松香改性醇酸树脂高分子材料

醇酸树脂是由多元醇、多元酸与脂肪酸制成的聚酯，主要应用在涂料领域。近年来，松香改性醇酸树脂生产松香基醇酸树脂高分子材料的研究逐渐升温，利用松香改性醇酸树脂后的产品具有附着力强，漆膜光泽与硬度高的优点。

山西应化所的马国章等用松香作为原料和亚麻油季戊四醇等在氢氧化锂催化下进行醇解后与对辛基酚醛与甲醛在碱性65～70 ℃条件缩合制备松香改性醇酸树脂高分子材料，软化点可达到150 ℃。南京工业大学的陶波等用马来海松酸酐、植物油等与丙烯酸预聚物通过单甘油酯法合成了松香改性丙烯酸基醇酸树脂，经测定软化点为145～170 ℃，且具有干燥时间短、硬度强、耐冲击性等优点。

柠檬酸改性合成松香改性醇酸树脂类高分子材料，制成品的化点高于150 ℃，具有优良的黏附力及优异的光泽、硬度和干燥性能。采用植物油及其脂肪酸改性醇酸树脂，存在漆膜干燥速度慢、硬度低、耐水性差、耐候性不佳等缺点。利用松香丙烯酸或马来酸酐的加成产物来代替苯酐与多元醇反应制备松香基醇酸树脂，可改善醇酸树脂漆膜性能。

3其它类型的松香改性高分子材料

松香不仅在改性酚醛、聚氨酯、聚丙烯酸酯和醇酸树脂高分子化合物有广泛的研究应用，松香改性环氧树脂、聚酰胺和聚酰亚胺类树脂等高分子材料的研究也具有重要应用价值。

中科院纤维素重点实验室的邓莲丽等制备了松香-乙二醇二缩水甘油醚（AR-EGDE）改性聚甲基苯基硅氧烷（PMPS），两者充分混合反应后得到松香改性环氧树脂材料，具有很好的阻燃特性。Roy等首先利用松香酸与丙烯酸的D-A加成反应来制备松香二酸（APA），同时为了降低松香二酸叔碳上羧基的活化能，又将松香二酸酰氯化，再与己二胺反应合成松香改性聚酰胺材料，这种无定形的高分子材料具有相当好的热稳定性，并且只溶于高极性溶剂中，结晶性较差。日本九州大学的Hiroo Tanaka等制备出了可以提高施胶能力的松香改性聚-N-乙烯基甲酰胺施胶剂。Maiti等采用马来松香与二元胺的摩尔比为2∶1，再加入过量的二元醇反应，减压蒸馏后将未反应的二元醇除去，获得松香改性聚酯酰亚胺树脂。

高分子材料的改性篇2

关键词：脉冲激光技术；高分子材料；材料加工

近年来，脉冲激光技术已经得到了相对比较广泛的应用，并且该种精密的加工技术越来越受到社会与人们的关注，主要原因在于脉冲激光技术能够在加工高分子材料的过程中得到比较高的加工精度，并且能够进行材料表面的加工，使得材料的表面形成多孔结构与周期结构等。更加能够实现对块体材料、透明材料的内部加工与改性等。可以说，脉冲激光技术比较适用于其他加工技术无法实现的复杂形状元器件的加工以及高精度元器件的加工。脉冲激光技术在高分子材料加工的过程中所产生的瞬间功率比较大，几乎能够与任何材料产生相互的作用，本文对脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用进行研究，希望能够促使高分子材料加工更加良好的依据脉冲激光技术获得发展。

1脉冲激光及其折射率改性

所谓脉冲主要便是指隔一段相同的是假案发出的电波、光波等机械形式。脉冲激光则主要是指脉冲工作方式的激光器发出的光脉冲，脉冲激光具有其独特的工作必要性，其能够进行信号的发送并且减少热量的产生。一般情况下，脉冲激光比较短，其时间几乎已经达到了“皮秒”的级别。脉冲激光器在工作中需要由激光泵浦源持续性的提供能量，由此方能够长期间产生并且输出脉冲激光。高分子材料加工领域目前对脉冲激光技术有所应用。就高分子材料而言，其材料的折射率与其密度之间呈现正比关系，并且包括末端基、添加剂与杂志等化学组成、分子趋向、链间结合力等均与热历史存在关系。在高分子材料加工应用脉冲激光技术时，与其他改性技术相比较而言，脉冲激光技术能够诱导高分子材料改性技术对其财力下性能产生最小的影响，并且脉冲激光技术能够在高分子材料的表面将原有的化学键打破，并且能够形成全新的化学键，以此改变高分子材料的特性。

2高分子材料加工对脉冲激光技术的应用

2.1激光烧烛产生表面多孔结构

激光烧烛产生表面多孔结构能够有效的促进高分子材料与生物组织交界面上的细胞黏附与增殖，使得生物医学领域的众多学者均对其予以了较高的关注。高分子材料表面的孔洞会在材料表面热化的情况下形成，并且应力在整个孔洞形成的过程中发挥着极为重要的作用。受应力波的影响，高分子材料的黏度会下降，而高分子材料本身又存在着因应力波作用而产生的孔洞长大的核，即自由体积孔洞，该自由体积孔洞的总体积会在温度上升的情况随着应力的下降而增加。就该方面高分子材料对脉冲激光技术的应用情况已经有部分学者展开了研究，并且认为在248nm的脉冲激光辐照下高分子材料胶原薄膜的链结构稳定性会发生一定改变，其能够将原有的氢键网络打破，并且经过红外吸收光谱、拉曼光谱、荧光分析等发现高分子材料胶原主链的部分会出现光热分解现象，在激光烧烛时会将光机械作为主要作用力，而后发生光化学转变。该种状态下生物的相容性会发生改善，即细胞黏着与细胞生长会发生改变。

2.2激光烧烛产生表面周期结构

高分子材料一般不会吸收长波长激光，其只有在激光强度十分高的情况下方能够有效的实现多光子的吸收。此时脉冲激光辐照在高分子材料表面时便会形成一定的表面周期结构，且存在波长效应，其中，长脉冲激光器只能够形成紫外波段激光器，而超短脉冲激光器则能够在紫外波段和红外波段均形成激光器。激光烧烛所产生的高分子材料表面周期结构一般可以向其纳入到波长量级，并且在对偏振态、激光波长与入射角度等参数进行改变的情况下，高分子材料表面结构亦能够发生相应的改变。经过对激光烧烛产生表面周期结构进行研究可以发现，其形成的机理主要包括两点：①入射脉冲激光束与高分子材料的表面散射光之间能够相互调制；②脉冲激光的强度调制能够转化成为高分子材料表面的改性结构。在激光烧烛产生表面周期结构的该两点形成机理相互联情况下，脉冲激光辐照将能够促使高分子材料产生表层的热化，继而在温度梯度的影响下导致高分子链不断扩散，最终形成表面周期结构。

2.3块体材料加工对脉冲激光技术的应用

高分子材料会对不同波长的光进行吸收，紫外脉冲激光加工需要对高分子材料的该点特性会产生依赖性。一般情况下，大部分的透明高分子材料均属于弱吸收体，其能够吸收的波段一般保持在193mm以下的真空紫外区。若入射的脉冲激光光子能量明显要大于高分子材料的化学键能时可以将原有的化学键直接打破，此时高分子材料将会被离解成为单体产生脉冲激光烧烛，但是并不会产生液相，属于典型的光化学过程，其所产生的热影响亦最小。对于块体材料加工对脉冲激光技术的应用方面，部分学者发现利用飞秒激光技术进行PCL片材的加工将能够在加工的过程中于加工边缘发现存在着热退火形成的晶球以及快速冷却形成的非晶组成热影响区域。与此同时，紫外波段光子能量若超过了高分子材料中大部分分子键能，则亦会产生光化学作用。

3结束语

综上所述，脉冲激光技术加工高分子材料具有十分复杂的机理，且不同的脉冲激光加工技术会对加工工艺、加工材料等提出不同的要求，因而高分子材料的脉冲激光烧烛在各界均有着比较大的争议性。比较典型的高分子材料在脉冲激光技术加工下的光热与光化学特点有：短波长激光的光子能量比较大，能够直接打破高分子材料的化学键，并且能够对高分子材料进行光化学降解。若将脉冲激光中脉冲的宽度缩短将能够有效地提高多光子吸收截面，此时的加工效率也将能够有效提高。鉴于此，脉冲激光能够成为我国现阶段以及未来工业高分子材料加工的首选技术，并且在不断地研究与探索下，脉冲激光技术将能够进一步的完善与应用，推动我国社会与经济水平全面提升，并且提高我国在国际方面的影响力。

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高分子材料的改性篇3

关键词：改性方法 碳纳米管 复合材料 研究进展

中图分类号：TB383

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）005-118-03

1 前言

自从1991年碳纳米管被Iijima发现以来，其凭借出众的力学、电学、热学、化学性能、极高的长径比（100—1000）以及纳米尺寸上独特的准一维管状分子结构，表现出运用在未来科技领域里所具有的巨大潜在价值，迅速成为物理、化学、材料科学领域里的研究热点。碳纳米管是由很多碳原子组合在一起形成的石墨片层卷成的中空管体，根据其石墨片层数的不同，可分为单壁碳纳米管(SWNTs)和多壁碳纳米管(MWNTs)。由于碳纳米管主要由碳元素组成，与聚合物的成分相似，所以可以使用CNT来增强聚合物纳米复合材料。随着的生产CNT方法越来越简便，其价格也越来越便宜，这种方法相对于在聚合物中添加含碳填料来改善聚合物性能等传统方法，改性效果更好，市场需求更广，经济前景更乐观。可以预见，在不久的将来CNT将会成为制备聚合物基复合材料的主要原料。

2 碳纳米管的处理

由于其自身固有缺陷，碳纳米管从合成到被应用到复合材料中，需要经过纯化和表面改性两个过程。

2.1 碳纳米管的纯化

目前合成碳纳米管的方法很多，但无论是经典的电弧放电法，还是新兴的水热法、火焰法、固相复分解反应制备法、超临界流体技术法制备成的碳纳米管都不可避免的被各种无定形碳颗粒、无定形碳纤维和石墨微粒等杂质附着，混杂在一起，影响其纳米粒子独有的小尺寸效应、界面效应、量子效应。它们的化学性质也相似，不但给后续制备复合材料带来困难，而且使其性能的发挥受到很大的影响，所以必须进行纯化处理。主要的方法是依靠碳纳米管和杂质对强氧化剂的敏感程度不一样，通过控制氧化剂的用量和氧化反应的时间来达到纯化的目的。目前主要的氧化方法有：气相氧化法、液相氧化法、固相氧化法和电化学氧化法。

2.2 碳纳米管的改性

经过纯化处理的碳纳米管仍然不能直接用来制备复合材料，由于它的惰性表面、管与管之间固有的范德华力、极大的比表面积和长径比，会使其在复合材料基体和溶液体系中产生非常严重的团聚与缠结，不利于创造良好的界面和在聚合物中的均匀分散及其优异性能的发挥。因此为了增加碳纳米管与聚合物基体间的界面粘结力，防止界面发生滑移，需要对碳纳米管实施表面改性。

目前从本质上来说，CNT改性方法主要有2种：共价键改性（化学改性）和非共价改性（物理改性）。

2.2.1 共价键改性

共价键改性是利用接枝、氧化等手段直接在CNT的侧壁上引入小分子化合物、活性官能基团（如-COOH、-OH和-NH2）等，提高CNT的活性，从而来达到增加其在溶液和聚合物中的分散度和相容性的目的。但是这种方法将SP2杂化的碳原子改变成了SP3杂化，使长径比大大下降，削弱了碳管的力学和电学性能，破坏了碳纳米管的结构，所以一般较少使用这类方法对CNT进行改性。近几年通过不断改良，发现浓硝酸常温处理法和重氮化技术处理法是其中两种较为成熟且对碳管结构损伤较小的优良改性方法。

2.2.2 非共价键改性

非共价键改性方法最大的优点是它在不破坏CNT结构的同时，也能克服自身固有缺陷提高其与聚合物的相容性和制备复合材料时的加工性。一般方法是通过加入阴离子、阳离子或非离子型表面活性剂（如十二烷基硫酸钠（SDS）和十二烷基苯磺酸钠（NaDDBS））使碳纳米管吸附在聚合物上而不发生团聚或者是加入生物大分子（如蛋白质、DNA或多糖类高分子）使聚合物分子中的%i键和CNT上的离域%i键发生相互作用来实现非共价键改性。为此本文还将介绍芳香二羧酸酰胺类%[成核剂(%[-NA)改性和离子液体改性两种改性方法。此外还可以对CNT实行包覆改性，但其缺点是包覆分子与CNT之间的范德华力较弱，使得CNT在复合材料中传递有效载荷的能力较低，改性效果较差，应用较少。

3 碳纳米管复合材料的制备

当碳纳米管经过纯化和表面改性处理后，会表现出某些优异的性能（因改性方法的不同而各具特点），将其应用到复合材料的制备中，可以进一步提高复合材料的力学、电学、化学、和生物特性等等。下文将以实验实例介绍。

3.1 浓硝酸常温处理CNT、水相沉淀聚合法制备聚丙烯腈基碳纳米管复合材料

把一定量的碳纳米管经过超声分散后，室温下浸泡在浓硝酸中,并每隔大约2h更换一次浓硝酸。24h后取出碳纳米管，经去离子水反复洗涤、抽滤直至呈中性，再加入到去离子水中，加水溶性引发剂APS，溶解后超声分散2h。然后将聚合单体AN、共聚单体IA按一定比例混合均匀溶入其中，以水相沉淀法制备聚合物基复合材料，整个过程需通N2保护防止CNT被氧化。实验测试表明，碳纳米管经浓硝酸常温处理后，不仅给碳管接枝上羧基，而且还保持了本身稳定的结构，使制备的复合材料预氧化温度提前，放热量和放热速率均降低,避免了集中放热；虽然结晶程度稍稍有所减弱，但并没有改变聚合物的结晶晶型和结构，但是却大大提高了导电性能。

3.2 重氮化技术处理CNT、原位氧化聚合法合成磺化碳纳米管改性聚苯胺复合材料

聚苯胺(PANI)，作为制作超级电容器的绝佳材料，具有价格低廉，良好的导电性，较高的比电容，独特的掺杂/脱掺杂机理和优异的氧化/还原特性等优点，然而PANI的循环稳定性差，却限制了它在电子行业里的广泛应用。CNT的稳定性好，同时也有高导电率和大比表面积的特点，采用重氮化技术处理，合成水溶性的磺化CNT，作为原位氧化聚合的载体与PANI复合，可降低PANI的内阻，提高其循环稳定性，赋予PANI碳纳米管复合材料极高的比电容(>300 F/g)。经红外和紫外-可见光谱分析表明，PANI与磺化CNT之间存在着%i电子间的相互作用，并形成了电荷转移复合物，在一定范围内碳纳米管直径的越小，电荷转移复合物越多。循环伏安实验结果显示，与单一的PANI纳米棒相比(271 F/g)，PANI碳纳米管复合材料拥有更高的比电容(309～457F/g)，呈现出更高的比电容和更快速的充放电特性。

3.3 溶液法制备聚丙烯(PP)/%[-NA-MWCNT复合材料

此法选用带有共轭苯环结构的芳香二羧酸酰胺类%[成核剂(%[-NA) 和MWCNT在冰水浴中混合，超声分散一段时间后使%[-NA吸附在MWCNT上，通过%i-%i共轭作用来提高碳纳米管的分散性，低温抽滤即可得到稳定性良好的%[成核剂改性的碳纳米管(%[-NA-MWCNT)，再通过溶液法使之与pp复合，得到聚丙烯/%[-NA-MWCNT纳米复合材料。通过广角X射线衍射(WAXD)分析了复合材料的结晶形态，结果表明%[-NA-MWCNT诱导聚丙烯在短时间内生成大量尺寸较小的%[球晶，增加了复合材料的结晶度，使得晶粒大小分布更窄，进一步提高了复合材料的电学和力学性能。

3.4 离子液体中碳纳米管复合材料制备

与传统的溶剂相比，离子液体(ionic liquids，ILs)作为一种新型的绿色环保溶剂及优良电解质，近几年来在碳纳米管复合材料制备中得到了广泛的应用。离子液体是一种主要由有机阳离子和各类阴离子组成的盐类，在室温下呈现为液态。作为“绿色”溶剂，离子液体拥有许多特异的性能：极高的热稳定性和化学稳定性；很宽的液态温度范围（-96℃到300-400℃）可以满足在恶劣环境下工作的需要；离子电导率强，电化学窗口宽；对许多物质表现出良好的溶解能力等。经试验测试表明：CNT能够均匀地分散在ILs中，而且ILs独特表面修饰作用，可以通过形成细束网格结构来实现CNT的表面功能化，赋予CNT复合材料更加优异的性能（因各种离子所带的官能基团不同而异）。目前，Zhang已经在ILs中采用电沉积法合成出了CNT/纳米AuPt/IL复合电极，ILs作为模板和活性剂提高了纳米AuPt在CNT膜上的分布密度，降低了电极的电子转移电阻。而且ILs还可以依靠其阴离子与纤维素中羟基的作用，破坏纤维素分子间的氢键，有效地提高CNT在纤维素中的溶解度，采用湿纺丝干喷法制备CNT复合纤维，大大提高纤维的储能模量和机械性能。

4 结语

近几年来，在材料领域里不断涌现出各种利用改性CNT与金属、聚合物复合的新型纳米复合材料，这些材料由于本身特殊复杂的纳米结构在物理、化学、生物上表现出优异的性能。而取得这些科技成果的重大挑战就是如何提高CNT分散度和改善界面性能，达到CNT的最佳改性。本文较全面的综述了目前关于碳纳米管改性及其复合材料的制备方法，其中包括技术较为成熟的浓硝酸常温处理法、效果显著的重氮化技术处理法和芳香二羧酸酰胺类%[成核剂(%[-NA)改性法、绿色环保的离子液体改性方法，以及相关的复合材料制备实例。总的来说，随着科技的不断发展，新方法的不断涌现，CNT的改性必将变得越来越高效，高性能的CNT复合材料的开发和应用势必会越来越广。

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高分子材料的改性篇4

[论文摘要] 本研究是针对产业升级、产品换代和市场需求而开发的家电彩板卷材新型功能涂料。通过纳米材料深加工制备纳米改性剂的方法对传统材料进行改性，研制的纳米改性彩板卷材涂料的性能得到了显著提高。通过这一研究，既为纳米材料 工业 化应用找到了市场，也为国内家电、汽车行业用彩板产品的升级换代做出了有益的探索。

彩板卷材的制造还是我国近年 发展 起来的新兴朝阳产业，深受建筑业和成型加工制造业的青睐。但是，我国目前彩钢板带产品还是以通用型为主，质量一般，品种单一，约85%的产量用于建筑业，而用于汽车、家电领域的高端产品，还是依赖进口。为了改变这种现状，我们在应用纳米材料对传统材料的改性技术方面进行了研究，使通用型卷材涂料的性能得到了全面改善和显著提高，为探索提高家电板卷材质量进行了有意义的尝试。

1 实验部分

1.1 原辅材料

①纳米氧化铝及纳米氧化锆粉体(大连路明纳米材料有限公司)；②小分子型纳米超分散剂(自制)； ③a370氨基交联树脂(首诺)； ④z-390聚酯、s-199封闭型聚氨酯(无锡阿科力化工有限公司)； ⑤adp、kc等涂料助剂(顺德赛富龙化工有限公司)；⑥通用着色颜料(市售)；⑦s-150芳烃溶剂、pma、dbe高沸点溶剂等(市售)。

1.2 设备仪器

①phn-06实验型珠磨机(德国派勒公司)；②lbm-t1变频高速分散机、lbm-t2实验室篮式砂磨机(东莞郎力机械有限公司)；③101-1a型数显电热干燥箱、xb12~25线棒涂布器、qjl型牛顿冲击试验器、mikrotest6g涂层测厚仪、tcb漆膜杯突仪、wxj-ii t弯机、pph-1铅笔硬度计、dc-p3型全自动测色色差计、mg268-f2光泽度仪、zhy自动划痕仪、fqy025a盐雾腐蚀试验(化玻仪器商店市售)、tem-ii型扫描隧道透射电镜(国产)。Www.133229.cOM

1.3 纳米改性剂的制备

在 电子 秤上称取原始粒径≤50nm的粉体纳米氧化铝200份于2000ml塑胶杯中， 加入800份n-甲基吡咯烷酮和5份小分子型超分散剂，置于lbm-t1高速分散机分散20~30min，再移至填充有ø0.05~0.1mm锆珠的phn-06实验。

1.4 新型家电板卷材涂料的制备

涂料设计配方见表1-1。面漆-ⅰ(空白对照)、面漆-ⅱ及面漆-ⅲ,均按常规涂料生产工艺制备，使用lbm-t2篮式砂磨机研磨分散细度至≤10µm，过滤、制板、检验。

表1-1 纳米材料改性家电板卷材涂料基础配方

原 材 料

重量份，wt

面漆-ⅱ

面漆-ⅲ

s-150芳烃溶剂

z-390聚酯

a370氨基交联树脂

纳米氧化铝超细粉体

adp助剂

kc助剂

中闪银颜料

涂料助剂 *

(al 2 o 2 ) n x- nmp 纳米改性剂 **

pma/dbe(混合比=4∶1)

8.0~12.0

50.0~55.0

6.0~10.0

1.0~3.0

1.0~1.5

0.2~0.5

5.0~8.0

2.0~3.0

--

5.0~8.0

5.0~10.0

50.0~55.0

6.0~10.0

--

1.0~1.5

0.2~0.5

5.0~8.0

1.0~2.0

5.0~15.0

3.0~5.0

* 涂料助剂包括: 分散剂、防沉剂、消泡剂、流变剂等；** 无需与其它组分混合研磨，后添加分散均匀即可；面漆-ⅰ不添加纳米材料。

2 结果与讨论

2.1 纳米氧化铝表面改性前后的微观表征

本研究对纳米改氧化铝改性前后进行了微观表征，见图2-1所示。

(a) 改性前的纳米氧化铝粒子的团聚状态

(b) 改性后的纳米氧化铝的分散状态

(c) 被小分子型超分散剂包覆的纳米氧化铝粒子

图2-1 纳米氧化铝改性前后的(tem)电镜照片

纳米粉体粒子大多是疏液的团聚体，因此常需要对其进行表面处理后，才能实际应用。利用表面活性剂使高分子化合物、无机物、有机物等物质覆盖于微粒子表面，以达到表面改性的目的。从以上电镜照片可以清晰地看到，纳米粒子改性前后的差异性。通过使用小分子型超分散剂对纳米粒子表面进行外膜层(胶囊式)修饰，在粒子表面包覆上一层膜物质，使粒子表面特性发生改变。图2-1(c)与(a)不同的是，包覆的这层膜是均匀的。

纳米改性剂一般都是先制备分散浆或悬浮液，再添加到聚合物或涂料体系中进行化学或物理改性。分散浆或悬浮液的制备过程多采用机械力的破坏作用，如采用高剪切、珠磨、球磨、辊压研磨等方式，消除纳米粒子团聚体微粒之间的库仑力和范德华力，从而使其均匀地分散在介质当中。由于辅助使用了纳米粒子表面活性剂(如超分散剂等)，其结构中的锚定基团，通过离子键、共价键和氢键等与纳米粒子形成多点吸附，就可以在纳米粒子表面形成一层单分子或多分子的保护层，从而降低了粒子的表面张力。当包覆了保护层的粒子做布朗运动相互接近时，保护膜互相压缩、重叠，导致体系能力升高和自由能增大，在粒子间产生空间位阻势垒，使其很难再发生团聚。高分子保护膜增大了粒子之间最接近的距离，减小了范德华力的相互作用，同时也增大了空间位阻效应，吸附层越厚，空间位阻就越大，分散就越好，分散体系就越稳定[1]。

当然，以上是从机械力的角度分析了高分子表面活性剂对纳米粒子分散原理。但还有另一种解释，就是采用同电相斥、异电相吸的原理，选择与纳米粒子所带相反电荷的高分子表面活性剂，通过异电荷吸附原理在纳米粒子表面形成均匀排列的保护膜层。由于高分子表面活性剂包裹在粒子外层空间形成了同电排斥的屏障，从而使纳米粒子的分散体系处于稳定状态。若纳米粒子在分散介质体系中的固体含量不超过颜基比的限值，该分散体系呈悬浮液状态；若颜基比超过限值，该分散体系呈浆稠状态[2]。

本文之所以在此讨论纳米粒子团聚体与分散态的重要性，是因为通过进一步的深入研究和实验，得出的数据结论具有普遍意义和代表性。

2.2 纳米材料对涂料性能的影响

2.2.1 (al2o2)nx-nmp改性聚合物的光谱表征

图2-2是表征纳米氧化铝改性剂对卷材涂料用的传统聚酯改性前后的红外图谱。毋庸置疑，二者存在显著的差异性。

unmodificd为改性前的图谱；modificd为改性后的图谱

图2-2 纳米氧化铝改性聚酯前后的红外光谱

2.2.2 涂层性能测试

纳米氧化铝不仅对传统聚合物的改性具有积极的作用，做为传统涂料用改性添加剂，为研究其对涂层性能带来的影响，依据hg/t3830-2006卷材涂料国家行业标准，本实验对面漆-ⅰ、面漆-ⅱ进行了性能对比检测试验，结果见表2-1。

表2-1 纳米材料改性家电卷材涂料物理机械性能 项 目

指 标

面漆-ⅰ *

面漆-ⅱ

面漆-ⅲ

细度,µm

粘度(涂-4杯),s

涂膜外观

涂层厚度,µm

漆膜密度,g/cm 3

光泽(60º),%

划格附着力,级

t弯试验,t

杯突试验,mm

耐mek擦拭,次

反向冲击性,j

铅笔硬度(擦伤)

人工老化试验

(uvb-313,1000h)

耐中性盐雾试验

5~10

110~115

平整光滑

25~35

1.1~1.2

88

3

6

100

9

3

变色2级

粉化1级

1000h,2级

5~10

115~120

平整光滑

25~35

1.1~1.2

85

3

6

100

9

3

变色2级

粉化1级

1000h,2级

5~10

100~105

平整光滑

25~35

1.4~1.6

92

2

8

300

9

6

变色1级

粉化0级

2000h,1级

注：试验钢板厚度0.75mm；漆膜为中闪银色；底涂为锶黄或锌黄

通用环氧或聚酯卷材底漆；*为空白对照。

以上检测结果执行标准：光泽度(60°): 采用mg268-f2光泽仪，按标准gb/t9754测定；铅笔硬度:采用pph-1型铅笔硬度计，按标准gb/t6789测定；耐冲击性:采用qjl漆膜冲击器，按标准gb/t1732测定；t弯试验:采用wxj-ii t弯机，按标准gb/t1731测定；耐盐雾性试验:采用日产fqy025a型盐雾试验箱，按照jisz2371盐雾试验方法测定。

2.2.3 纳米材料性状对涂层性能的影响

纳米氧化铝(al2o3)在对传统材料改性方面的应用，主要是利用其以下几方面的特性[3]：

1.特异的光学性能。在红外波段有很宽的强吸收效应，对波长在80 nm左右的紫外光也有很好的吸收效果。因而是优良的红外、紫外光屏蔽材料。

2.高表面化学活性。粒子表面有丰富的失配键和欠氧键，粒子本身富含孔洞(孔洞率高达30~40%)，具有很高的化学活性，在高分子合成方面具有广泛的应用前景。

3.优异的机械性能：高弹性、高硬度、高强度、耐高温、耐磨损。

4.优良的化学稳定性。用其制作耐腐蚀涂层材料，在纳米涂料应用方面已有成功的先例。

针对纳米氧化铝的这些特性，就不难解释表2-1的检测结果所表现出来的某些特异现象。

(1)纳米氧化铝做为改性剂，其添加形态和方式对影响涂层性能的差异性很大。以粉体形态添加到涂料组分中加工涂料与以制品添加剂(分散液)的形式后添加到研磨好的涂料制品中，对涂层性能的影响完全不同。前者对涂层性能的影响似乎不大；后者对涂层性能的影响则发生了质的飞跃。这种差异性说明，纳米材料在涂料中的应用，只有真正实现纳米化的添加，才能展现纳米现象和纳米效应，才能对传统材料实现真正意义上改性。

(2)纳米氧化铝改性剂对涂层性能的提高主要表现在涂层密度的变化，即同等干膜厚度，面漆-ⅲ比面漆-ⅱ的涂层密度平均增加了30%，这显示出面漆-ⅲ的涂层致密度的提高，导致了漆膜光泽度、附着性、坚韧性、耐磨性、抗划伤性、耐溶剂性等综合性能得到全面提升。一般情况下，漆膜硬度与柔性呈反比关系，而本实验的涂层机械性能却表现出非常规性，硬而不脆(6h/2t),杯突试验也达到8mm，耐mek擦拭超过300次而不露底…，这一系列的卓越性能，是纳米现象和纳米效应的展现。添加纳米粉体的涂料涂层，漆膜t弯性、光泽和硬度等性能与空白对照组没有明显差异；而添加纳米改性剂的涂料涂层，与空白对照组和添加纳米粉体组，则有显著提高。这说明，漆膜柔韧性提高，光泽增强，同时具有较好的硬度，是由于纳米改性剂粒径小、吸油量低等特点，因此能够增强漆膜的表面光滑性、硬度。

(3)由于纳米氧化铝具有很宽泛的光学效应，对紫外光有很好的吸收效果，因此经其改性后的涂层表现出优异的抗老化性(1000h的uvb辐照，变色1级、粉化0级)，可以防止光照引起的褪色，并提高色彩的稳定性。

(4)本实验表明，面漆-ⅰ与面漆-ⅱ的耐盐雾腐蚀没有明显差异,这可能与纳米团聚粉体的分散程度相关；添加纳米改性剂后的涂层(面漆-ⅲ)耐腐蚀性能增强，盐雾试验则通过了2000h，耐蚀程度达到1级。一般而言，固化后的有机涂层是由高分子基材和大的颜料颗粒组成的,这样就不可避免地产生微小的孔,也称为“结构孔”。而空气中的h2o和o2分解后产生的h+和oh-通过这些结构孔能不断地参与涂层的电化学腐蚀反应，导致漆膜被腐蚀。如果在传统涂料中加入分散状态的纳米材料，这些结构孔(孔径大于1nm)将会被填充，从而提高漆膜的致密度和耐腐蚀性能，实现腐蚀介质的“零渗透”。同时利用纳米材料大的表面积和表面能，可提高被保护金属和涂层之间的不饱和键之间的结合强度，增强涂层与基体(金属底材)以及涂层与涂层之间的结合力[4]。

3 结语

由于本实验辅助使用了纳米粒子表面活性剂(即小分子型超分散剂等)，其结构中的锚定基团，通过离子键、共价键和氢键等形式与纳米粒子形成多点吸附，就可以在纳米粒子表面形成一层单分子或多分子的保护层，从而降低了粒子的表面张力。当包覆了保护层的粒子做布朗运动相互接近时，保护膜互相压缩、重叠，导致体系能力升高和自由能增大，在粒子间产生空间位阻势垒，使其很难再发生团聚。高分子保护膜增大了粒子之间最接近的距离，减小了范德华力的相互作用，同时也增大了空间位阻效应，吸附层越厚，空间位阻就越大，分散就越好，分散体系就越稳定[5]。

运用纳米技术改进传统卷材涂料的方法很多，本文着重探讨了采用化学-机械制程法，添加纳米改性剂改性传统的卷材涂料，并测试涂料及涂膜各项性能，讨论纳米材料分散状态对涂层性能的影响。研究实验表明:

1.现有的通用涂料机械设备，是无法重新实现纳米粒子团聚体的纳米化过程，因此，也就无法展示纳米现象和纳米效应；

2.利用专用机械设备(如德国派勒公司的phn纳米珠磨机),配合使用小分子型超分散剂, 采用机械-化学制程法,可以实现纳米团聚体的二次纳米化过程，制备稳定态纳米改性剂；

3.只有稳定态的纳米材料才能实现对传统聚合物或涂料的改性，全面提升传统材料的理化性能，从而在真正意义上体现纳米科技效应。

参考 文献

[1] 张玉龙等. 纳米改性剂.国防 工业 出版社.2004版.

[2] 张玉龙等. 有机涂料改性技术.机械工业出版社.2007版.

[3] 童忠良主编. 纳米化工产品生产技术.化学工业出版社.2006版.

高分子材料的改性篇5

1.1胶原蛋白的生物学性质与功能

胶原蛋白的生物学性质与功能主要表现在:

(1)低抗原性,与其它具有免疫原性的蛋白质相比,胶原蛋白的免疫原性非常低。过去人们曾认为胶原不具有抗原性,近十年来的研究表明:胶原具有低免疫原性,不含端肽时免疫原性尤其低;

(2)可生物降解性(易被人体吸收);由于天然胶原紧密的螺旋结构,大多数蛋白酶只能打断胶原侧链,只有特定的蛋白酶才能使胶原蛋白肽键断裂。在胶原酶的存在下,胶原的肽键将逐渐打断而水解,胶原肽链的断裂随即造成螺旋结构的破坏,从而胶原将被蛋白酶彻底水解,这就是胶原的可生物降解性,可生物降解性是胶原蛋白能作器官移植材料被利用的基础。

(3)生物相溶性,是指胶原蛋白与宿主细胞及组织之间良好的相互作用。因胶原蛋白本身就是构成细胞外基质的骨架,胶原分子特有的三股螺旋结构及其交联形成的纤维或网络构成细胞重要组成成分,故胶原材料无论是在被吸收前作为新组织的骨架,还是被吸收同化进入宿主,成为宿主组织的一部分,都与细胞周围的基质有着良好的相互作用,表现出相互影响的协调性,并成为细胞与组织正常生理功能整体的一部分。

(4)细胞适应性和细胞增殖作用,可与细胞相互作用并能影响细胞形态,各种细胞可在体内及体外直接或间接与不同类型的胶原作用,并通过这种作用控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化;胶原有利于细胞的存活和生长,不仅能促进细胞的增值分化,而且对细胞的分裂机能也有效果;

(5)促进血小板凝聚;胶原纤维一旦与血液接触,流动血液中的血小板立刻与胶原纤维吸附在一起,发生凝聚反应,生成纤维蛋白,并形成血栓,进而血浆结块阻止流血,达到促凝血作用。

(6)力学性能;天然胶原紧密的螺旋结构对高强度的力学性能起重要作用,在生物体中,胶原是为结缔组织提供强度的主要蛋白组分,因而可在广范围内满足肌体对机械强度的要求。

1.2胶原蛋白制备生物医学材料的特点

前述生物学特性与功能,使得胶原蛋白成为最有用的生物材料之一,在生物医学领域具有广泛用途。因胶原易加工成型,故纯化的胶原蛋白可制成许多不同形式的材料,如膜,带,薄片,海绵,珠体等,但以膜形式应用的报道最多。胶原制备膜用于生物医学,除具有生物可降解性、组织可吸收性、生物相容性、弱抗原性外,还主要有:亲水性强,抗张强度高,具有类似真皮的形态结构,透水透气性好;高抗张强度和低延展性决定的生物塑性;官能团多,可进行适度交联改性,从而可控制其生物降解速度;可调节溶解(溶胀)性;与其它生物活性组分一起使用,具有协同效应;可与药物相互作用;交联或酶处理去端肽可使抗原性降低,可隔离微生物,有生理活性,如有血凝作用等优点。同时也存在以下缺点:胶原的分离纯化及加工处理复杂,分离的胶原交联密度、纤维大小等具有多样性。酶解胶原速度多变,条件难于控制;且纯胶原干燥后质地脆,成膜能力并不强,其膜延展性低,易干裂,抗水性差,遇水易溶胀,在体内易降解,潮湿环境中易受细菌侵蚀而变质,此外还可能导致一些副反应,如组织钙化等。故实际应用中,常常通过一定方法将胶原蛋白改性,通过改性避免胶原蛋白制备材料的缺点,提高胶原的拉伸强度及抗降解能力,降低膨胀率,改善胶原的力学性能与抗水性。

2改性方法

迄今为止,已见有许多对胶原蛋白改性的报道,其改性的手段主要有:(1)交联改性法,(2)通过与其它高分子材料共混改性,该法也是胶原基材料制作中常用的方法,以下分别阐述胶原蛋白的这些改性方法的研究现状。

2.1交联改性法

指使胶原分子内部和分子间通过共价健结合提高胶原纤维的张力和稳定性的方法。该法又分为物理方法、化学方法和低温等离子体法,生物学方法;其中物理方法、化学方法是最常用的交联改性方法,生物学方法改性胶原蛋白主要在研究有关动物老化的生命现象中涉及,在研制胶原基生物医学材料中少见报道。

2.1.1物理方法

通过物理手段对胶原蛋白改性有紫外线照射、重度脱水、λ射线照射和热交联等方法。胶原溶液如被紫外线等照射,将在分子间产生交联,粘度增加,生成凝胶。目前常用的紫外线交联胶原膜的方法是将胶原膜放在铝箔上,距离254nm紫外灯20cm高度,照射1～5h。前几年Weadock[3]对紫外线照射的胶原膜进行力学性能和胶原酶试验表明:交联胶原膜的萎缩温度Ts和抗胶原酶解的能力均显著高于未交联胶原膜。重度脱水也是胶原蛋白物理改性中常使用的方法,该法是通过脱水导致胶原分子间交联,从而增加变性温度,改善胶原的性能。近年有研究者用该法改性了胶原膜,结果表明:改性后胶原膜生物相容性提高,降低了水溶性,影响了膜与成骨细胞的生物相容性[4]。物理方法改性原蛋白的优点是可避免外源性有毒化学物质进入胶原内,缺点是胶原膜交联度低,且难以获得均匀一致的交联。

2.1.2化学方法

化学方法比物理方法改联度高,且能获得均匀一致的交联,对调节、控制胶原的各性质均有效。现已广泛应用于各种化学试剂交联胶原,以提高其交联度、力学性能及生物相容性。化学改性法具体又可分为使用化学试剂交联、侧链的修饰、生理活性物的固定化三种方法。化学试剂交联法中常用的化学交联剂有戊二醛、己异二氰酸酯、碳化二亚胺、叠氮二苯基磷等,其中戊二醛是目前应用最广泛的试剂,大量实验证明:戊二醛能提供有效交联,但有细胞毒性,且其用量难以控制。故人们一直希望有一种交联剂,既能用于胶原材料的交联,形成稳定、生物相容性好的交联产品,又毒性低,为了达到这一目的,人们不断开发着新的交联剂,近年人们使用的酰基叠氮化物、聚环氧化物或京尼平交联等,不会引入明显的毒性,且可获得理想的交联效果[5]。所见报道中,多是使用一种交联剂对胶原蛋白交联改性,但基于目的不同,也有几种交联剂结合使用对胶原蛋白交联改性的报道,如有研究者为了解决人工心脏瓣膜晚期钙化问题,筛选出环氧丙烷化学改性戊二醛处理生物瓣的方法,可明显减低瓣膜组织胶原蛋白末端游离羧基含量。动物实验表明,经改性后的瓣膜组织能保持较好的组织稳定性和机械抗张强度、免疫原性测试为阴性,符合临床应用[6]。侧链修饰就是对胶原分子侧链的氨基和羧基进行化学修饰,改善电荷分布,使胶原获得新的特性的方法,例如将胶原氨基丁二酰化,可变成负电荷丰富的胶原。与未修饰胶原蛋白相比血小板粘附能,血纤维蛋白形成能都弱,有抗栓性;然而如将胶原羧基甲基化获得的正电荷丰富的胶原,生理条件下血小板粘附能、活化能都高,生成大量血纤维蛋白,比未修饰的胶原蛋白显示了更强的血栓性,显然,侧链修饰可赋予胶原新的特性。与交联改性相比,在生物材料领域,利用侧链修饰对胶原改性所做的工作还较少,今后,除对胶原进行适当的交联处理改性外,还应考虑通过胶原的化学修饰来进行改性,通过将性质不同的支链接枝到胶原大分子上赋予胶原以新的特性,研制新一代改性材料和开发新的改性方法。生理活性物的固定化是以胶原为支撑体,将各种生物活性物质固定化后再使用,例如将表皮生长因子和骨形成因子等生物活性蛋白包容于胶原中,它能促进皮肤组织和骨组织的再生。化学方法虽然可获得均匀一致的交联,但存在着引入外源有毒试剂,残留试剂难清除等缺点,近几年人们又研究了低温等离子体技术、辐射引发等交联改性胶原材料的新方法,一些报道[7～9]表明,低温等离子体技术改性胶原或胶原复合膜可使材料表面引入不同基团,改变材料表面化学组分和结构,从而改变材料的特性,如使之更具有细胞识别位,提高表面能,改善表面极性等。

2.2其它高分子共混

胶原因其具有优良的生物学性质和功能,在生物材料领域倍受关注,但单独使用,性能单一,且因有亲水性强,在体内易被胶原酶降解等不可避免的弱点限制了它的应用。但如将胶原与其它物理、化学性质不同的合成或天然高分子共混,组成一种多相固体材料,在性能上胶原与其它高分子取长补短,互相补充,既可改善胶原材料的性能,又可制备出单一胶原材料所不具有的许多特性的新材料,从而扩大胶原材料的应用范围,并向实现发展“理想”生物材料的目标迈进。胶原基“复合材料”的概念由此产生,以下介绍胶原与其它高分子共混形成复合材料的研究现状。

2.3.1与合成高分子共混

已见报道的与胶原共混的合成高分子有许多,其中有不可生物降解的聚甲基烯酸酯及丁烯酸酯、聚氨酯、聚酰胺和可生物降解的聚乙烯醇、聚乳酸、聚谷氨酸、聚乙醇酸等,20世纪80～90年代初最有代表性的研究是聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)和聚乙烯醇与胶原共混,其报道集中于复合方法、复合机理、理化及生物学性能、材料表面和整体结构、表面修饰的方法和机理以及水凝胶的溶胀扩散等的研究,相关研究中聚甲基丙烯酸羟乙酯和聚乙烯醇主要用于与胶原复合制备水凝胶[10～11],作软组织替代、药物缓释等。近几年随着人们对胶原蛋白以增殖细胞为首的许多生物功能的认识,利用可生物降解的聚乳酸、聚乙醇酸、聚酸酐、聚谷氨酸、聚亚乙基四乙酸等与胶原共混改性制备可吸收外科缝线、组织工程支架材料(如组织引导再生材料)的相关研究相对增多[12～13]。合成高分子与胶原蛋白共混复合制备胶原基材料存在以下问题(以膜形式的人工皮肤为例):(1)聚氨酯、尼龙等不降解高分子材料,因不能进行生理代谢,与胶原蛋白复合后只能用做外层敷料不能永久代替皮肤;(2)聚酯、聚谷氨酸等可生物降解材料,生物性能好,可降解、可代谢,是目前研究组织工程支架材料之一,但如果相对分子质量小则强度不够,相对分子质量大难溶于水,溶解时出现降解,影响材料的机械强度,并且其降解之后的产物将使其周围组织的酸度提高,出现无菌性炎症。

2.3.2与天然高分子共混

高分子材料的改性篇6

关键词：聚丙烯；层状硅酸盐；复合材料

引言

作为一种热塑性通用塑料，聚丙烯具有良好的性能，在进行生产时对机械化程度要求比较低，而且，成型收缩率比较大，冲击韧性不高，因此，在进行应用的时候受到了很大的限制，在工程塑料中不能进行应用。层状硅酸盐无机矿物粒子填充聚丙烯成为了研究的热点，其中，复合材料中的刚性粒子能够更好的起到增韧作用，而且还不会对聚丙烯材料的刚性、耐热性以及加工性能产生影响。层状硅酸盐/聚丙烯复合材料是一种非常特殊的复合材料，能够更好的对其中层状硅酸盐加以利用，这样能够形成复合材料，复合材料在收缩率方面进行了降低，热变形温度得到了提升，在工业领域和家用电器领域中取得了非常好的效果。文章对层状硅酸盐填充聚丙烯复合材料进行分析，在应用方面进行了展望。

1 高岭土/PP复合材料

高岭土填充的聚丙烯在使用时具有很好的强度和韧性，同时具有很好的阻隔性，在尺寸方面比较稳定，在热能方面也比较稳定。高岭土呈现疏松土状，具有一定的滑腻感，相对密度比较低，层面间能够相互吸引，因此，其内部具有很大的内聚能，导致插层分子非常难进入。高岭土复合材料是一种开发潜力非常高的材料，在环境工程、导电材料以及吸附材料等领域具有很好的应用前景。

对高岭土复合材料的力学和热力学性能进行研究，得出高岭土复合材料并不具备聚丙烯材料的拉伸强度，因此，在这方面要进行改善，同时，要对高岭土复合材料的冲击强度以及弯曲强大进行提高，这样材料在承受强大冲击力时能够表现出更好的性能。在聚丙烯材料中添加高岭土能够更好的提高其结晶温度，能够加快其结晶速度，促进内部的异相成核。在聚丙烯材料中添加高岭土能够提高其熔融温度，对耐热性能能够进行提高。

很多的研究人员利用高岭土作为表面改性对聚丙烯材料进行了改性，将改性高岭土复合材料和未改性的高岭土的复合材料进行对比，在缺口冲击强度方面得到了提高，拉伸强度也得到了提高，在改性高岭土中聚丙烯基体分散比较均匀，在结晶状况方面也有很大的变化，因此，利用扫描量热仪对结晶速率进行研究，能够在比较低的温度下诱导出聚丙烯结晶，使其结晶速率得到提高。

2 滑石粉/PP复合材料

滑石粉的化学式为：Mg3（Si4O10）（OH）2，内含MgO31.8%、SiO263.5%、H2O4.8%和微量的CaO、Fe2O3和Al2O3，密度为2.7～2.8g/cm3，在水中略显碱性，基本形状为片状或鳞片状，有滑腻感。滑石粉在所有无机填料中硬度最小，化学性质稳定，加热至380～500℃时失去结合水，800℃以上才失去结晶水，所以在塑料应用中不仅对设备无磨损，而且稳定。采用滑石粉填充的聚丙烯复合材料耐热性好、收缩率低、尺寸稳定性好、硬度高，已广泛应用于汽车部件及日常用品的生产。

研究发现聚丙烯/滑石粉复合材料的拉伸强度以及弯曲强度会随着滑石粉母料填充量增加而增大，在增加母料时，滑石粉的含量也会出现不断增加的情况，在填充量不断增加时，滑石粉的含量会逐渐降低，缺口冲击强度会随着滑石粉含量的增加也会出现逐渐降低的情况。滑石粉填充的复合材料拉伸强度、弯曲强度在相同的粒径情况下具有更好的碳酸钙，在这种情况下，复合材料的刚性材料能够得到提高，在这种情况下，韧性出现了降低的情况，对于高分子材料来说，刚性越好，收缩率会出现降低的情况，变形性能逐渐降低，耐热性也能进行提高。将好的滑石粉填充到聚丙烯中，在聚丙烯中进行滑石粉的添加也有不同粒径和比例，这样在性能方面也得到了提高。在聚丙烯中是否添加滑石粉对聚丙烯的性能有很大影响，在滑石粉含量不断增加的情况下，滑石粉复合材料的拉伸强度会出现先下降后上升的情况，滑石粉的添加量要进行严格的控制，这样能够更好的提高拉伸强度。对聚丙烯次啊了的成品性能和成本进行考虑，通过不断的对比研究得出滑石粉的填充量控制在百分之三十到四十最佳。在填料量小于一定值的时候，复合材料的强度也会受到滑石粉用量情况的影响。滑石粉填充量出现过小的情况是会导致聚丙烯基体分散浓度出现降低的情况，而且，对其韧性的增强也有不利影响。填充量过大会导致粒子间的距离出现问题，因此，界面会出现粘结缺陷，材料在使用过程中非常容易出现裂纹和塑性变形的情况，出现开裂的问题会导致材料的强度受到很大的影响。

3 蒙脱土/PP复合材料

蒙脱土是一种含水的2B1型层状硅酸盐粘土矿物，其结构单元主要是二维排列的Si-O四面体和二维排列的Al（或Mg）-O-OH八面体，此两类片层的对称性相似。由于蒙脱土独特的结构优势而受到研究者的青睐，蒙脱土与聚丙烯在纳米尺度的复合使材料具有比重轻、耐热性好、阻隔性、耐老化性、阻燃性优良等特点，并且复合材料具有较好的尺寸稳定性和透明性，容易回收，目前已在汽车保险杆、脚踏板、汽车内外装饰材料上得到广泛应用。

Yeh Wan等人在研究温度对蒙脱土在聚丙烯接枝马来酸酐中分散的影响时也得到了类似的结论：当混度低于170℃时，温度的降低不利于蒙脱土的分散，因为这时的PPMA分子未有完全熔融，分子链的缠结较严重，难以插层到蒙脱土的片层间，当温度高于170℃时，温度的升高会使XRD的衍射角向大角方向移动，对应的蒙脱土的层间距变大，蒙脱土的分散状态变差，因为温度的升高会使体系的粘度降低，蒙脱土在熔融共混的过程中所受的剪切力变小，所以蒙脱土的分散效果逐渐变差。

4 结束语

聚丙烯材料是一种无毒、无色的物质，而且在强度、刚度以及硬度方面效果非常好，在使用时能够对高温问题进行解决，耐热性能非常好。这种材料在使用过程中，具有很好的电性能，但是，聚丙烯材料也存在着缺点，在使用过程中如果遇到低温的情况，其会出现变脆的问题，也非常容易老化。在很多的机械零件以及绝缘零件中有非常好的应用，因为其存在的缺点，导致其在应用过程中要对性能进行改善。作为功能型复合材料，其环保性能也非常好，可以在聚丙烯材料中添加其他物质，对其性能进行改善。层状硅酸盐/PP复合材料正日益引起人民的关注，开发新型的层状硅酸盐有机改性试剂，探究层状硅酸盐/PP复合材料新性能是值得关注的热点研究课题。随着研究的深入进展，层状硅酸盐/PP复合材料的种类势必将越来越多，性能将会越来越优异，会有越来越多的层状硅酸盐/PP复合材料应用食品包装、电子器件封装、汽车塑料、航空航天新材料等新领域。

参考文献

高分子材料的改性篇7

【关键词】脲醛树脂基高分子材料，改性，耐电击穿强度

引言

脲醛树脂基高分子材料在我国的发展已经有40多年的历史，随着国民经济的持续快速发展，以及石油危机的不断临近，作为煤化工后加工产品之一的脲醛树脂基高分子材料正受到各行各业的重视。脲醛树脂基高分子材料是一个很有生命力的热固性塑料，其原料来源丰富，生产工艺简单，价格便宜，具备良好的性能，由此被各行各业广泛应用。其制品拥有良好的机械和电性能，尤其是阻燃性能优良，加工方便，所生产的制品广泛的代替陶瓷，具备良好的发展前景，但是，目前我国在日用电器方面应用的原料还依赖于进口。由此，本文就脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿性能进行了系统的研究。

1 实验部分

1.1主要原材料

甲醛、尿素、乌洛托品、硬酯酸锌：均为工业级，市售；

固化剂D：自配。

1.2 设备、仪器

捏合机：ZNH-2型，如皋市昇光捏合机厂；

网带干燥烘箱：南京湘宝钛白制品实业有限公司；

四柱液压机：Y71M-500和Y71M-1000，浙江省余姚恒泰轻工机械有限公司；

电热鼓风干燥箱：HG101-4A型，南京奥坂干燥设备厂；

检测用模具、小型球磨机：自制；

简支梁冲击试验机：XJJ-50型，承德市金建检测仪器有限公司；

微机控制电压击穿试验仪：DJC-50kv，吉林省泰和试验机有限公司。

1.3 试样制备。在四口烧瓶中按配方加入一定量的甲醛，在搅拌下依次加入乌洛托品和尿素，将温度升至58℃，反应1h左右。将反应后的物料倒入烧杯中，加入固化剂D及一定量纸浆、硬酯酸锌和其它助剂，在64℃以下捏合40 min。捏合后的物料在烘箱内进行干燥，控制干燥温度、干燥时间、空气排出量、料层厚度及翻料次数等，直到低分子化合物挥发完毕。然后经粉碎、球磨、过筛得到脲醛树脂基高分子材料。

1.4性能测试：脲醛树脂基高分子材料的流动性按GB13454-1992测试；脲醛树脂基高分子材料缺口冲击强度按GB/T1043-1993测试；脲醛树脂基高分子材料耐电击穿强度按GB1408-1989测试。脲醛树脂基高分子材料的固化成型时间：将脲醛树脂基高分子材料放入一定温度的检测模具内，按照脲醛树脂基高分子材料成型步骤测定成型固化时间。测试工艺条件：上模150℃，下模145℃，模压25 MPa，成型总时间在60 s左右，放气时间视固化时间而定，在15 s和25 s各排气一次。

2 结果与讨论

2.1 纳米蒙脱土对脲醛树脂基高分子材料耐电击穿性能的影响。从纳米蒙脱土加入量对脲醛树脂基高分子材料耐电击穿性能的影响分析，加入纳米蒙脱土后， 各个脲醛树脂基高分子材料试样的耐电击穿电压升高趋势。这可能是由于当纳米蒙脱土分散于脲醛树脂基高分子材料当中，由于纳米蒙脱土和脲醛树脂基高分子材料中脲醛树脂的氨基键的相互作用，使得其中的极性基团转动困难，导致耐击穿电压升高。脲醛树脂处于纳米蒙脱土片层之间， 受到纳米蒙脱土片层的限制作用， 抑制了其中极性基团的运动，也导致极化困难，从而使纳米蒙脱性之后的耐击穿电压有升高趋势，但是不是很显著，超过7%后升高的更不明显，趋于平缓。

2.2 玻璃纤维对脲醛树脂基高分子材料耐电击穿性能的影响

玻璃纤维具有高的比电阻和低的电介质常数。玻璃纤维的电性能主要取决于玻璃的化学成分，特别是碱氧化物的含量。本文所选用的是无碱玻璃纤维，其碱含量小于0.8%，是一种铝硼硅酸盐成分。它的化学稳定性、电绝缘性能、强度好。从图3 可以看出， 加入无碱玻璃纤维后， 脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿电压升高，而且提高的程度比加入纳米蒙脱土明显。这可能是由于当无碱玻璃纤维分散于脲醛树脂基高分子材料当中，由于纳米蒙脱土和脲醛树脂基高分子材料中脲醛树脂的氨基键强烈的相互作用，使得其中的极性基团难以转动， 导致极化困难，从而使脲醛树脂基高分子材料耐击穿电压升高。

2.3 丁腈橡胶对脲醛树脂基高分子材料耐电击穿性能的影响

随着丁腈橡胶粉用量的增加，脲醛树脂基高分子材料试样的耐电击穿强度有明显的下降趋势，这主要是因为丁腈橡胶大分子中存在的易被电场极化的腈基，从而导致脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿强度下降。

2.4 玉米淀粉对脲醛树脂基高分子材料耐电击穿性能的影响

随着玉米淀粉用量的加入，对脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿性能影响不是很显著，维持在空白样的基础上。这是因为玉米淀粉是由单一类型的糖单元组成的多糖，依靠植物体天然合成。玉米淀粉的加入对脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿强度没有什么影响。

2.5 改性脲醛树脂基高分子材料耐电压性能的影响

在进行改性脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿强度测试结果的基础上，又对上述试样的耐电压性能进行了测试，具体结果见表1。统一设定的压力为33KV，所有增强剂用量为7%，测试温度25℃，湿度50%，媒质为变压器油。明显可以看到采用玻璃纤维为增强剂，耐压时间在100s以上。

结语。经过对脲醛树脂基高分子材料改性对耐电击穿强度和耐电压性能的研究，得到如下结论：（1）通过玻璃纤维、纳米蒙脱土、丁腈橡胶粉和玉米淀粉的对比分析，得到选用玻璃纤维作为增强剂对脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿强度影响最为明显，纳米蒙脱土次之，玉米淀粉的加入对脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿强度影响不明显，而丁腈橡胶的加入对脲醛树脂基高分子材料的耐电击穿强度有明显的下降趋势；

高分子材料的改性篇8

【关键词】阻尼材料；国内外；聚合物

目前， 聚合物基阻尼材料的改性研究主要集中在将阻尼峰相距较大的两相通过共混或共聚的方式复合，通过控制两相间的微相结合程度达到提高峰强度及峰间温域范围的阻尼因子的目的。聚合物基阻尼材料的改性主要集中在如下几个方面。

1 共混改性

如苗传威等[1]的研究发现，聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯酸乙酯/聚丙烯酸正丁酯以共混比为33/33/33混合后， 共混物的阻尼性能较好，共混体系在0℃以上形成了一个tanδ值大于0.7、温域达100 ℃的阻尼平台。Kaneko 等[2]在研究聚乙基丙烯酸酯（AR）/氯化聚乙烯（CPE） 体系时发现，共混使材料的阻尼性能得到了很大的改善。在加入功能小分子后，AR 和CPE 玻璃化转变区的凹谷上升为平坦区，阻尼效果更佳。

2 共聚改性

如Hill等[3]用甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙二醇酯碳酸盐得到共聚物，随着甲基丙烯酸甲酯接枝含量和接枝率的提高，共聚物的阻尼峰位置会向高温方向移动，从而使材料能适合不同的场合和环境条件。彭伟江等[4]合成由两种成分嵌段共聚而成的聚醋酸乙烯酯-丙烯酸酯类橡胶阻尼材料，损耗因子变大，阻尼性能明显改善。

3 填充改性

如韩俐伟等[5]在丁腈橡胶和聚氯乙烯共混物中加入层状填料云母后，共混物的玻璃化转变温度向高温方向移动，高阻尼温域范围变宽，同时材料的弹性模量提高。Hajime等[6]将碳纤维填充到环氧树脂基体，然后与各种热塑性弹性体进行叠层复合，复合材料不仅具有很高的硬度，而且阻尼效果显著。

4 互穿网络改性

如李强等[7]研究了聚苯基硅氧烷/聚甲基丙烯酸酯同步互贯聚合物网络（SIN）。结果表明，若聚合物组分相容性好，则SIN 材料阻尼值最高，tanδ 极大值可达1.4，但只有一个玻璃化温度转变峰，其微观结构为两相连续；若聚合物组分介于相容与不相容之间时，则SIN 样品的tanδ≥0.3 的温度范围最宽，可达170 ℃，微观结构为单相连续； 若组分相容性差，则SIN 阻尼材料有两个独立的内耗峰；所以该类材料的阻尼性能可以通过调节组分的相容性进行控制。晏欣等[8]制备了聚乙酸乙烯酯/聚丙烯酸正丁酯乳胶互穿网络结构阻尼材料，在两聚合物组分半相容情况下，其tanδ>0.3的温度范围可达90℃，是一种宽温域的阻尼材料。

5 导电压电改性

如晏雄等[9]用具有压电、介电效应的有机材料替代无机压电陶瓷，在高分子材料氯化聚乙烯（CPE）中，填充导电的气相成长超细碳纤维和具有强介电性能的N，N-二环己基-2-苯并噻唑基亚磺酸胺，制备导电压电型阻尼材料。结果表明，当导电网络形成时，材料的阻尼效果较好，因为这时复合材料内部的能量损耗主要是靠振动机械能电能热能的转换损耗来实现的。

6 有机杂化改性

如Wu等[10]将AO-80、AO-60等位阻胺、位阻酚类有机添加剂加入氯化聚乙烯、聚丙烯酸酯等聚合物中，形成的二元有机杂化体具有特别优异的阻尼性能。极性的氯化聚乙烯与含有双官能团的有机添加剂共混形成杂化体阻尼材料，tanδ值高达5。Zhang等[11]利用小分子、预聚体功能性添加剂和另一使阻尼性能稳定的有机添加剂与极性聚合物杂化，获得了阻尼性能优异的阻尼材料。

【参考文献】

[1]苗传威，夏宇正，石淑先，等.乳液共混法制备丙烯酸酯系阻尼材料[J].北京化工大学学报，2002，29（5）：42-45.

[2]Kaneko H， Inoue K， Tom inaga Y， et al. Damping performance of polymer blend organic filler hybrid materials with selective compatibility[J].Materials Letters， 2002， 52： 96-99.

[3]Hill D， Perera M， Pomera P. Dynamic mechanical properties of homopolymers and interpenetrating networks based on diethylene glycol-bis-allyl carbonate[J]. Polymer， 1998， 39（21）： 5075-5083.

[4]彭伟江.PS/PCEACEA-NBA 乳胶IPN 阻尼性能的研究[D].天津：轻工业学院，1994.

[5]韩俐伟，聂玉梅.丁腈橡胶和聚氯乙烯共混合金隔振降噪阻尼性能研究[J].化学工程师，2003，2：17-18.

[6]Hajime K，M anabu K， Sato shiM ， et al. Damping properties of thermoplastic-elastomer interleaved carbon fiber-reinforced epoxy composites[J].Composites Science and Technology， 2004， 64： 2517-2523.

[7]李强，黄光速，江璐霞.PM PS/PMA c 相容性与同步互贯聚合物网络的阻尼性能研究[J].高分子学报，2003，3：409-413.

[8]晏欣，姚树人.PVA/PBA 乳胶互穿聚合物网络阻尼材料的研究[J].高分子材料科学与工程，2003，19：92-96.

[9]晏雄，张慧萍，住田雅夫.新型减振高分子复合材料研究[J].高分子材料科学与工程，2001，17（5）：86-89.

高分子材料的改性篇9

关键词：高分子材料；加工；形态控制

一、引言

高分子材料的性能与大分子的化学与链结构有着密切的关联，且材料形态也是重要影响因素之一。聚合物氛围结晶、取向等几种形态，多相聚合物择优扩相形态。聚合物制品形态的形成源自于加工中复杂的温度场与外力场作用。由此可见，关于加工过程中高分子材料形态控制具有重要的研究意义。

二、我国高分子材料加工中形态控制研究现状

高分子材料形态与物理力学性能之间的关联十分紧密，这也是高分子材料的重点研究课题。相较于其他材料，高分子材料具有非常复杂的形态，具体表现为高分子链的拓扑结构、共聚构型以及刚柔性非常复杂，在分子设计与结构调整中，可以对一些合成方法加以运用；其次，在高分子长链结构的影响下，其熔体的粘弹性非常突出；此外，高分子具有非常宽的弛豫时间，就是受到很小的应变作用，其产生的非线也会非常强烈。

对于聚合物的成型过程而言，在非等温场、不同强度的剪切与拉伸场的影响之下，就分子尺度而言，其大分子链会发生一系列化学反应；就纳米与亚微米尺度而言，大分子会有结晶与取向现象发生，如此一来就会有超分子结构的形成；而根据亚微米与微米尺度，多相聚合物会有不同相形态的形成，甚至会出现一些缺陷。而这些形态的影响因素非常广泛，例如加工中的外场强弱、作用频率、作用方式以及时间等。然而，现阶段关于这些问题的研究虽然有所深入，但相应的理论体系尚未成熟。此外，随着新聚合物的开发不断深入，在高分子材料加工中涌现出越来越多的成型加工方法，显然这使聚合物加工中的形态控制成为了一个长期的研究课题，对于高分子物理领域的发展无疑有着重要的影响。

在我国，关于新材料的研究起步以跟踪模仿为主，在知识产权与创新理论方面有所欠缺，并且基础研究与技术推广的通畅性也有待提升。其次，相关人员并不重视传统材料的升级与优化，很多高性能材料品种对进口的依赖性依然较强。再者，材料成型与加工设备也没有得到应有的关注，与一些发达国家相比，我国材料研究与整体发展依然存在诸多不足，显然这与国民经济与设备的发展需求不相适应。

聚合物的性能取决于形态，因此，在高分子材料领域中，聚合物形态与性能关系的研究一直以来都受到高度重视，然而在实践中，我们在二者之间的结合方面的研究上依然有所欠缺，具体可以从以下几个方面得到体现：

第一，在剪切速率与剪切应力非常低的情况下，聚合物共混物相形态的演化研究不断深入，然而在实践中，一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?～104s-1范围内，显而易见，相关研究成果对实际生产的指导作用依然有所欠缺。

第二，基于不同条件的不同特性聚合物，其共混物形态发展与演化研究依然是主要研究内容，而形态与性能关系的研究依然有所欠缺。

第三，在加工过程中，受到部分特殊外场的作用，聚合物凝聚态结构与相形态结构的研究有待深入。

截至今日，在聚合物及其复合物的成型加工中，就算成型设备与工艺条件属于常规，在外场作用下，人们依然没有彻底了解结构形态受到的影响，仅仅对一些粗略的定性关系有所认识，甚至有的推断还是错误的。以双螺杆挤出过程为例，人们仅对不同螺杆原件组合下外力场作用的不同会改变温度场，进而对产品产量、外观与内在性能产生影响这一规律有所了解。然而这一影响的具体方式却没有清楚的认识，业界研究人员也无法制定出定量的指导方案。在管材生产中，不管是落锤冲击不达标，还是纵向收缩产生波动，都没有搞清楚原因，也无法拿出改进方案，大部分情况下都是凭借经验进行处理。因此，现阶段很多成型设备与工艺控制的效果是否取得理想效果，我们依然难以准确判定。

一直以来，关于生产实践中的问题研究一直没有得到基础工作研究人员的关注。在成型设备与工艺技术的研究与开发中，相关规划也缺乏系统性。现阶段，我国塑料制品年产量超过了2200万吨，塑料机械工业取得了迅猛发展。然而在很多企业生产实践中，整个效率与质量依然有待提升，产生的能耗也没有得到有效控制。鉴于此，高分子材料成型加工将会成为未来高分子材料领域的研究重点，必须将侧重点放在高分子材料制品的研究上来，而不是过分的关注材料这一因素，只有如此，才能够提高高分子材料志制品质量。

三、高分子材料加工中形态控制的研究趋势

第一，基于常规的成型设备条件，聚合物及其复合物典型制品成型或型材生产在成型加工时，在设备与工艺条件改变的情况下，其形成的外场会有所差异，进而发生相应变化，例如塑化、结晶、赋型以及流动等，这些变化会改变制品形态、结构以及性能。

第二，极端的加工条件极端会改变聚合物及其复合物的形态结构变化规律，例如结晶结构、晶体大小等，在这类条件下，还需要尽可能对大尺寸高分子晶体的制备进行探究。

第三，在对新外场条件的分析、推断以及设定之下，通过对聚合物及其复合物结构形态与性能受到的影响研究，才能够围绕新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制备进行探索，进而实现高分子材料性能的改善，并将节能性、经济性等方面的优势充分发挥出来。

四、结束语

总而言之，在未来工业领域的发展中，高分子材料的应用具有重要意义，而高分子材料加工中的形态控制则成为发展高分子技术的关键。作为相关研究人员，必须结合高分子材料加工中的形态控制研究与实践中存在的问题，采取相应的改进与优化对策，提高高分子加工整体水平，如此才能够从真正意义上推动我国高分子材料加工领域的进步。

参考文献：

[1]李忠明，马劲.加工过程中高分子材料形态控制的研究进展[J].中国科学基金，2004，18（3）：154-157.

[2]李又兵，申开智.形态控制技术获取自增强制件研究[J].高分子材料科学与工程，2007，23（1）：24-27.

高分子材料的改性篇10

关键词：渗漏 防水材料 设计 施工

建筑工程中屋面漏雨、厕浴间漏水、地下室和外墙板板缝渗漏等现象依然是常见的建筑质量“通病”。据报告分析，在造成房屋渗漏的原因中，材料占22%，设计占18%，施工占45%，管理占15%。仅屋面维修一项，国家每年投入的维修费用就高达十几亿元，可见房屋渗漏的问题相当严重。下面就建筑屋面防水材料的选择、防水设计及施工等方面作如下简述：

一、屋面防水材料及其性能

1、柔性防水材料

柔性防水材料常用的有沥青、改性沥青类油毡、涂膜防水材料、合成高分子材料和超高分子等品种。

二十世纪八十年代起，沥青油毡在屋面防水工程中占主导地位，是一种传统的防水材料，它的特点是造价经济，有一定的防水能力，但由于热熔沥青对大气产生污染，部分城市环保部门原则上已禁止使用。它容易产生低温脆裂、高温流淌、起鼓、老化、龟裂等现象，且施工程序复杂。近几年，沥青油毡在住宅楼、大型工程中已很少使用。

改性沥青防水卷材是在原有的沥青卷材的基础上加以技术处理，以形成经济、实用的新型防水材料。主要有SBS弹性体改性沥青和APP改性沥青防水材料两种。SBS弹性体改性沥青防水材料是以聚脂毡或玻纤毡为胎基，SBS热塑性弹性体作改性剂，两面覆以隔离材料或表面粘连塑料薄膜而制成的建筑防水材料（简称SBS卷材）。具有防水性能好，延伸率高、耐低温、使用寿命长、施工方便等特点。APP的构造与使用性能与SBS卷材基本相同，只是表面是用APP改性沥青浸涂而形成的，也是目前使用较多的防水卷材之一。

涂膜防水材料，系可塑性和粘结力较强的高分子防水涂料，直接涂制在屋面基层上，形成一层满铺的不透水薄膜层，以达到层面防水的目的。目前，在橡胶沥青防水材料中，主要有溶剂型和水乳型防水材料两种，在工程中使用较为广泛。如SBS弹性多功能防水涂料、克渗防水涂料（js复合防水涂料）。其中SBS弹性防水涂料是由高性能弹性SBS和优质石油沥青为基料，添加若干其它助剂而制成的溶剂型水溶性单组份防水材料。它解决了低档防水涂料延伸率低、粘结性差、耐低温性差问题，具有优良的耐高低温性能，耐候性和稳定性也比较可靠。为防太阳辐射及色泽需要，可适量加入银粉作着色保护，成膜后要加以保护，以防硬杂物破坏。由于涂膜材料防水性能好，粘结力、延伸性大，冷作业、施工方便，故一段时期内一直程发展趋势。

高分子卷材以橡胶和树脂为主体制成，具有弹性好、使用寿命长、易施工、质量轻、污染性低等优点。近些年来建筑上常用的防水材料有三元乙丙橡胶卷材、聚氯乙烯（PVC)防水卷材防水卷材等系列产品。它们原则上都是塑料或橡胶经过改性，或两者复合以及多种材料复合，得到满足防水的制品。目前，科技含量较高的超高分子聚氯乙烯（UHMWPVC）改性氯化聚乙烯（CPE）防水卷材已经问世。其强度、耐老化、耐高低温等综合性指标均超过高分子材料。高分子或超高分子卷材防水主要取决于卷材和粘结剂质量和相应的施工工艺，且价格较贵，给推广带来一定的难度。

2、刚性防水材料（主要为混凝土刚性防水）

细石混凝土虽具有憎水性和密实性，但不足以防水。由于水中多余水的蒸发形成了许多空隙和毛细管网造成渗漏，细石混凝土只有通过增加防水剂、采用微膨胀和严格控制水灰比、加强振捣以提高密实性才能作为屋面的刚性防水层。为适应刚性防水层变形，需要配制钢筋网片。刚性防水层的主要优点是施工方便、节约材料、造价经济和维修方便。但由于混凝土温度收缩裂缝，以及较多的节点，这些都构成了渗漏的隐患。

二、堵导结合防渗漏

按照建筑的防水功能来讲，利用屋面材料形成一个封闭的防水覆盖层以达到防水的目的，这仅是从堵的角度来解决屋面渗漏。现在的防水不仅要堵而且还要疏导，即通过设置合理的排水坡度和排水方式，使得屋面的雨水迅速地排离屋面，这也是解决屋面渗漏的关键。对平屋面来说，一般采用以堵为主、以导为辅的方式予以处理，两者相辅相成，效果比较好。

三、提高设计质量

防水设计不合理也是造成建筑物渗漏的主要原因之一。设计不合理主要有两方面原因：一是对防水设计不够重视，只注重建筑和结构的设计，从而给建筑工程留下了渗漏的隐患；二是新型防水材料品种繁多，发展迅速，设计人员未能全面了解材料的性能、规格、防水机理、使用技术等问题，导致选材不当，出现渗漏。为防止渗漏，设计人员应重视整体设防，确立“防排结合，刚柔结合，节点密封，复合防水，多道设防”等设计原则。根据不同工程的结构，结合各个工程各自的防水要点和特点，选用拉伸强度高、延伸率大、耐老化年限长、对基层伸缩或开裂变形适应性强的弹性或弹塑性的新型防水材料，以提高防水工程的质量。

设计部门还应充分考虑工程特点和使用功能要求，结合当地气候及环境条件，选取合理的排水方式和排水坡度。构造节点的设计力求易于施工。防水层上还应设计合理的保护层，如油毡防水惯用的保护层是撒绿豆砂，既可以使防水层少受暴风雨的冲刷，同时也使防水层的表面温度下降，有利于建筑防水材料的使用年限。

四、适应新型防水施工技术发展、加强建筑防水施工管理

防水施工工艺的发展是现代新型建筑防水技术发展的重要标志之一。各种新型防水材料如改性沥青、热溶油毡、玻纤胎和化纤胎油毡、高分子材料等的出现，需要有与之相配套的施工方法。与防水卷材相对应的施工方法的研究与发展迅速得到各国重视。如防水卷材施工工艺由传统的热粘贴发展到冷粘贴、热溶粘贴、热风焊接、自粘法、压埋法和机械固定法；粘贴方法除满贴外，出现了空铺、占粘、条粘等方法。防水涂料施工出现了冷刷涂、喷涂等工艺。这些施工方法经不断完善而形成一套完整的施工技术体系，大大提高了建筑物的防水性能和防水层的耐久年限。

其次，加强施工队伍管理，确保防水施工队伍专业化是提高防水工程质量的有效措施。建设部明文规定：“屋面防水工程必须由防水专业队伍或防水工施工”。要求对尚未使用过的新材料、新技术，必须经过中间实验，证明合格后方可使用。同时要加强防水施工人员的技术岗位培训及职业道德教育，以免在施工过程中，由于施工人员对防水材料的性能和施工设计不了解，施工漫不经心，而造成渗漏后果。