高分子的聚集态结构概论.ppt

共聚物的聚集态 均相体系：二组分在分子水平上互相混合 非均相体系：二组分不能达到分子水平混 合，各自成一相，形成非均 相体系 低分子的相容性是指两种化合物能否达到分子水平的混合问题：能，就是相容；否则就是不相容。 可用 来判断：如果 就能相容。 两种高分子掺和在一起能不能混合？混合的程度如何？这就是高分子的相容性。 高分子相容性的概念与小分子有相似之处，也可用 来判断。 但由于高分子-高分子的混合过程一般是吸热的（破坏分子间力），所以 ，且高分子-高分子混合时，熵的变化 但数值很小，所以使 很困难。因此，绝大多数高分子-高分子混合物达不到分子水平的混合，或者说是不相容的，结果形成非均相体系，为二相体系或多相体系。而这正是我们要追求的，如果形成均相，反而得不出我们所希望的特性了。 常用容度参数判断 两种高分子的 值越接近， 值就越小，所以 值就越小，相容性就越好。但这一原则不是总是有效，有时要用实践来选择更可靠： ①把两种高分子分别溶解在相同的溶剂中，再相混合，看混合以后的情况了判断。 ②将混合的溶液浇到模子中，观察得到的薄膜的透明性来判断相容性。 ③两种高分子直接在辊筒上熔化轧片（或压力机热压成片），根据薄片的光洁度和透明性判断 7-2-1 热力学上处于准稳定态 ——既不是热力学的稳定态，又不是不稳定到那么容易发生相分离。 相容性好：混合得好，得到的材料二相分散得小且均匀。正是这种相容性适中的共混高聚物有很大的实用价值。外观上看均匀，但电镜可看到有二相存在，呈微观或亚微观相分离（肉眼看不见分层，甚至光学显微镜也看不到） 相容性太差时：混合程度很差，或者混不起来，或者混起来也明显有宏观的相分离，出现分层现象，无使用价值。 实际上的结构比以上结构要复杂些，也没有如此规则 可能有过渡态或几种形态共存。 如果其中一个组分能结晶，则结构中又增加晶相、非晶相的织态结构，情况更为复杂。 上面形态中二端的情况，即一侧是分散相。一侧是连续相的情况 根据二相“软”、“硬”情况可以分四类： 1 分散相软（橡胶）-连续相硬（塑料） 例如：橡胶增强塑料（ABS、HIPS） 2 分散相硬-连续相软 例如：热塑性弹性体（SBS） 3 分散相软-连续相软 例如：天然橡胶与合成橡胶共混 4 分散相硬-连续相硬 例如：PE改性PC 下面介绍第1种共混高聚物 大多数非均相共混高聚物是不透明的。因为 二相的密度不同，折射率不同，光线在两相 界面上发生折射和反射的结果。 例1 ABS是由连续相AS（丙烯腈-苯乙烯共 聚）塑料（透明）和分散相SBR（丁苯橡胶） （不透明）接枝共聚，ABS是不透明的。 例2 PMMA韧性不足，将 MMA和S共混后获得MBS塑料，抗冲击强度提高很多但成为不透明的材料。如果严格调节二相各自的共聚组成。使两相的折射率相接近，就可得到透明的MBS塑料。 例3 SBS塑性弹性体：分散相（硬）-PS塑料连续相（软）-PB橡胶。PS作为分散相分散在PB橡胶连续相中。但由于分散相尺寸很小，不影响光线通过，因而是透明的。 例1 对于有些塑料，为了增加韧性，采用加增塑剂的办法。例如PVC，由于它的加工温度接近分解温度，只好加增塑剂使它的Tg下降。也就是将用增韧的办法使韧性获得，却降低了作为塑料的使用温度。 例2 橡胶增强塑料HIPS，由于在PS塑料中加入了橡胶组分，所以抗冲性大大提高（韧性大大提高），但却不降低使用温度（因为形成二相体系，分散相为橡胶，它的存在对于连续相PS的Tg影响不大）这是共混高聚物的突出优点之一。 橡胶增韧塑料的力学性能上最突出的特点是：大幅度提高韧性的同时，不至于过多的牺牲材料的刚性和抗张强度，这是十分可靠的性能。 这就为脆性高聚物（低廉易得的PS，太脆）开辟了广阔的途径（HIPS）。因为塑料作为连续相起到了保持原有的刚性和抗张性能的作用，而引入的分散相橡胶达到了吸收冲击能量、分散冲击能量的作用。 b.侧链上引入极性基团 —OH、—NH2、—CN、—NO2、—CF3等。含有这些基团的高聚物的熔点都比聚乙烯高。例如： C.最好使高分子链间形成氢键 因为氢键使分子间作用力大幅度增加，所 以 大幅度增大。熔点高低与所形成的氢键的强度和密度有关。 2）提高熔点的第二条途径：减少 就是说增加高分子链的刚性，使它在结晶时