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第三章 聚合物间的相容性 1 3.1 聚合物间相容性的热力学分析 从热力学角度讲: ♦聚合物间的相容性就是聚合物之间的相互溶解 性，是指两种聚合物形成均相体系的能力。 ♦相容是指两种聚合物在分子(链段)水平上互溶形 成均一的相。更明确地说 ，是两种高分子以链 段为分散单元相互混合。/ 2 如果两种聚合物可以任意比例形成大分子水 平均匀混合的均相体系，称之为完全相容； 如果仅在一定组成范围内才形成稳定的均相体 系，称为部分相容。 一般情况下，当部分相容性大时，称之为相容 性好； 当部分相容性较小时，称之为相容性差 ； 当部分相容性很小时，称之为基本不相容或不 相容。/ 3 什么情况下 部分相容? ♦什么情况下 什么情况下 ♦不相容呢?/ 两种聚合物 完全相容? 4 两种聚合物共混能否相容，是由它们的热力学 性质所决定的。 要使两种聚合物相容，共混体系的混合自由能 (ΔFM)必须满足下列条件： ΔF ＝ΔH -TΔS ＜0 M M M 式中的ΔH 和ΔS 分别为摩尔混合热和混合熵， M M T是绝对温度。 对于聚合物合金体系，若两种聚合物分子之 间没有特殊的相互作用(如形成氢键)，混合过 程ΔHM ＞0，即混合时吸热。/ 5 ΔF ＝ΔH -TΔS ＜0 M M M 由式可知，高的混合热不利于两者相容。 混合过程虽然熵是增加的，但由于高分子和高 分子混合,熵的增加很有限， 一个由x个链节组成的高分子比x个小分子对体 系熵的贡献要小得多。 因此，熵项不足以克服热项对ΔF的贡献，即 大多情况下不能满足上式的条件， 所以，多数聚合物合金是不相容体系。/ 6 聚合物间相容的必要、充分条件 ♦从Flory—Huggins晶格模型出发。 ♦假定 聚合物A和聚合物B的大分子分别含有xA 和 xB 个链段， ，均为 –A与B链段的摩尔体积相等 Vs ； –共混物中含A、B的摩尔数分别为n 、n ， A B –其体积分数分别为φ 、φ ， A B ♦那么，共混前后熵的变化 ，即混合熵为: (3— 1)/