第四章+高分子的多组分体系.ppt

例如： 从广义上说，共混高聚物也可看成一种溶液。要使共混高聚物达到热力学上完全溶混,其混合自由能 必须小于零。但与高分子及溶剂混合时的情况不同，由于高分子的链节相互牵连，使其混合熵 很小。混合过程又常为吸热过程，因而，一般情况下， o。 高临界互容温度(UCST): 高温互容低温分相。 低临界互容温度(UCST): 低温互容高温分相。 假设含有xA个链段的聚合物与含有xB个链段的聚合物共混， 两种聚合物之间没有特殊相互作用而能完全互容的体系很少。 下面完全相容的共混体系（存在特殊相互作用：离聚物或氢键） 连续相和分散相 4.2 多组分高分子的界面性质 Helfand的平均场理论: 具有相同Kuhn链段长度的两种高分子的界面张力: 界面厚度 以相界面中心为起点z=0的界面轮廓的浓度公式: 4.3 高分子嵌段共聚物熔体与嵌段共聚物溶液 4.3.1 嵌段共聚物的微相分离 嵌段共聚物的另一个重要特点是在一定温度下也会像高分子共混物一样发生相分离时，但由于嵌段间具有化学键的连接，形成的平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米尺度，与单个嵌段的尺寸差不多，因此被称为微相分离。 与温度的依赖关系: 假设嵌段共聚物通过微相分离形成层状相，可得到最优的层状相周期： Deyue Yan,Yongfang Zhou,Jian Hou, Science, 2004,303,65-67 总结 基本问题： 理解高分子共混物的相容性 习题： P101: 1, 2 * 根据混合组分的不同，高分子混合物可以分为3大类：高分子—增塑剂混合物、高分子—填充剂混合物和高分子—高分子混合物。 所谓共混聚合物(polymer blend)是通过简单的工艺过程把两种或两种以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同分子量分布的同种聚合物混合而成的聚合物材料，也称聚合物合金。 通过共混可以获得原单一组分没有的一些新的综合性能，并且可通过混合组分的调配（调节各组分的相对含量）来获得适应所需性能的材料。 4.1 高分子共混物 第四章 高分子的多组分体系 4.1 高分子共混物分类 共混与共聚的作用相类似，共混是通过物理的方法把不同性能的聚合物混合在一起；而共聚则是通过化学的方法把不同性能的聚合物链段连在一起。 共混高聚物可以用两类方法来制备：一类称为物理共混，包括机械共混、溶液浇铸共混和乳液共混等。另一类称为化学共混，包括溶液接枝和溶胀聚合等，有时也把嵌段共聚包括在内。 从聚集态研究的角度出发，共混高聚物中有两种类型：一类是两个组分能在分子水平上互相混合而形成均相体系，另一类则不能达到分子水平的混合，两个组分分别自成一相，结果共混物便成为非均相体系。特别是这后一类非均相共混高聚物，它们具有与一般高聚物不同的聚集态结构特征，同时也带来了它们的一系列独特的性质，详细了解它们的结构及其与各种性能的关系正是高分子物理关心的问题。 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚 * 使用时为橡胶状弹性体 * 加工时为热塑性的塑料状 是一种很有用的热塑性弹性体，广泛用作鞋底材料、防漏、改性路面材料。 HIPS——高抗冲聚苯乙烯(丁二烯接枝聚苯乙烯) 是一种性能优良的工程塑料。 腈基（CN）——极性大、增强分子间相互作用，耐化学腐蚀 性强、表面硬度高、强度大 丁 二 烯——分子链柔顺性好提供聚合物的韧性 苯 乙 烯——高温流动性好，改善加工性能并使制品表面光洁度 好 4.1.2 共混高聚物的聚集态结构对性能的影响 光学性能：大多数非均相的共混高聚物都不再具有其组分均聚物的光学透明性。例如ABS塑料(即丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物)中，连续相AS共聚物是一种透明的塑料，分散相丁苯胶也是透明的， 但是ABS塑料是乳白色的， 这是由于两相的密度和折射率不同，光线在两相界面处发生折射和反射的结果。 通过共混可带来多方面的好处： （1）改善高分子材料的机械性能； （2）提高耐老化性能； （3）改善材料的加工性能； （4）有利于废弃聚合物的再利用。 共混与共聚相比，工艺简单，但共混时存在相容性问题，若两种聚合物共混时相容性差，混合程度（相互的分散程度）很差，易出现宏观的相分离，达不到共混的目的，无实用价值。 热性能 非晶态高聚物