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第八章 聚合物共混物的结构与性能 8.1 共混物的概念 一 共混物的概念 机械共混 接枝共聚 嵌段共聚 互贯网络结构 二 相容性 1）热力学相容 热力学角度，任何比例，分子分散，热力学稳定，均相体系 2）工艺相容性 相互分散，性能稳定，共混 三 共混改性特点 1) 消除弱点，综合性能均衡 2）改性剂 3）改善加工性能 4）制备新型材料 8.2 共混体系相容性的表征 1 热力学相容 2 溶解度参数 3）预测两种聚合物相容的步骤 A 计算每个聚合物的溶解度参数δ B 计算两聚合物之间的作用参数χ12 C 计算（χ12）cr 4）相容性对共混体系性质的影响 A 完全相容体系 B 部分相容体系 体系中组分分子存在氢键等特殊相互作用力形成相容体系。 体系中溶解度参数接近时形成相容体系 C 完全不相容体系 共混物的综合性能变差 5）增容剂对聚合物相容性的影响 A 增容剂定义：是指与两种聚合物组分都有较好的相容性或粘合性，可降低界面张力，增加两种聚合物混容性的物质。 B 主要的增容剂 C 选择增容剂的原则 1）AB嵌段或接枝共聚物 2）C聚合物上同时带有A和B所特有的极性基团 3）特有的极性基团 4）聚合物A上接枝聚合物B；聚合物B上接枝聚合物A 5）嵌段或接枝聚合物的链段分子量不宜过大 D 增容的作用 1）降低界面能，使不相容体系在混合时能更好的分散 2）使体系具有抵制宏观相分离的能力 3）增加相区间的粘合作用，使不同相之间能更好地传递所受到的各种应力的作用 6）共混体系相容性的测定方法 ①测定共混物薄膜的光学透明度 原理：若相容共混物薄膜是均相的，其光学性质也是均匀的，只有一个折射率，因而应是光学透明的，而不相容的聚合物的混合物薄膜则是不透明的。 以下几种例外情况也会光学透明 1）折光指数相同或相差过小 2）薄膜太薄 3）分散相尺度小于可见光波长 ②测定共混物的Tg 热力学相容体系只有一个Tg 出现两个或多个Tg时体系不相容 ③动态力学法 恢复模量和损耗模量 ④差示扫描量热法（DSC） 注意条件： 1）两组分Tg相差不到20℃ 2）两组分浓度差太大 ⑤光学显微镜法 透射光显微镜 反射光显微镜 偏光显微镜 相差显微镜 ⑥电子显微镜法 透射电子显微镜（TEM） 扫描电子显微镜（SEM） ⑦散射方法 可见光散射 小角X光散射 小角中子散射等 利用体系对不同波长的辐射的散射，测定体系内部某种水平上的不均匀性，以此推断聚合物的混容性和分散程度。 7）改善相容性的方法 1）改变聚合物的链结构 2）采用嵌段、接枝共聚 3）加入增容剂 4）互穿网络结构 8.3 聚合物共混物的形态结构 一 聚合物共混物形态结构的基本类型 1）单相连续结构 连续相 分散相 相区：多相聚合物体系中，每一相都以一定的聚集态形态存在。因为相之间的交错，所以连续性较小的相或不连续的相被分成很多的区域，称为相区。 按相区形态可分为以下几种： A 分散相形状不规则 分散相由形状不规则，大小极为分散的颗粒组成。 B 分散相颗粒较规则 分散相形状规则，一般为球形，颗粒内不含或含少量的连续相。 C 分散相为胞状结构或香肠状结构 形态结构较为复杂，分散相颗粒内包含连续相成分所形成的小颗粒。 2）两相连续结构 互贯聚合物网络，在这种共混物中，两种聚合物相互贯穿，整个样品成为一个交织网络。 两相连续 3）两相互锁或交错结构 特点是：每一组分都没有形成贯穿整个样品的连续相。 当两组分含量相近时常生成这种结构。两相交错成层状排列，难以区分连续相与分散相。 S-B-S 二 接枝与嵌段共聚物的形态结构 1）接枝共聚物 2）嵌段共聚物 三 相容性对形态结构的影响 PVC-PB NBR-PVC AN含量：20%左右 AN含量＞40% 分子量 分子量分布 8.4 聚合物共混物的性能 1 共混物性能与组分性能的一般关系 1）均相共聚物 2）单相连续的两相共混物 3）两相连续的共混物 2 聚合物共混物的Tg转变 Tg转变的强度有以下规律： 1）构成连续相的组分其tgδ峰值较大；构成分散相的组分tgδ峰值较小 2）其它条件相同时，分散相峰值随其含量的增加而提高 3）分散相峰值大小与分散相形态结构有关，起决定作用的是分散相的体积分数。当分散相组分重量含量不变时，分散相体积含量越大，其tgδ峰值越高 4）分散相颗粒的大小对Tg也有影响，当尺寸减小时，tgδ峰值下降。 3 聚合物共混物的力学性能 4 聚合物共混物的冲击性能 制备高抗冲聚合物共混物需满足以下三个条件： 1）Tg 2）两相结构 3）混容性 5 聚合物共混物的热性能 Tg 非晶热塑性材料 橡胶 共混物 6 聚合物共混物的燃烧性能 用聚合物作阻燃剂的优点： 1