相平衡与相分离-s.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * The change of Gibbs free energy of polymer alloys A ?1; B ?2 Binodal curve Spinodal curve Critical point Bi-component polymer alloy The coordinate of C point Where xA and xB are the mean numbers of segments on A chain and B chain, respectively. xA 和 xB 分别为高聚物A和高聚物B分子链上的平均链段数目 For polymer alloys 对高分子合金 xA?? and xB ?? Therefore, the homogenous phase of the polymer alloy is very difficult to obtain. 高分子均为长链分子，链段数都趋于无穷大 Hildebrand equation ?1, ?2 – the volume fraction of two different polymers ?1, ? 2 – the solubility parameter of two polymers VM - the total volume after mixing 高分子溶度参数相近，这两种高分子就互容。 对 错 溶度参数也作为研究高分子合金相溶性的一种常用方法 判断互容的实验方法——实地试验 （1）两种高分子溶解在相同的溶剂中，然后相混合，根据溶液混合的情况来判断两种高分子的相容性好坏。 （2）混合溶液浇膜 （3）直接在滚筒上熔融轧片以及热压成片 两种高分子在溶液中共溶，在固相中即能够相容。 对 错 根据透明度来判断 The mechanism of phase separation 分相机理 Binodal curve 旋节线 Spinodal curve 双节线 B. 微粒涨落(旋节线): two-phase region A. 成核生长机理：metastable region 当体系处于旋节线包含的区域内时，是不稳定的，其分相过程是通过微小涨落得以实现的，相分离过程中相区浓度保持不变，体系分为两相。此过程通常进行得较快，扩散是由低浓度向高浓度扩散，相分离是自发的和连续的。 当体系处于双节线和旋节线之间的区域内时，体系是亚稳定的。如果能分成两相体系，自由能是降低的。但其分相无法通过浓度的涨落来实现，而必须首先在体系中形成分散相的“核”。“核”一旦出现，就会逐渐长大，从而实现体系分相过程，通常这个过程进行得较慢。此时相分离过程中相区浓度保持不变，核逐渐长大，形成海岛结构。 B. 旋节线机理SD: two-phase region A. 成核生长机理NG：metastable region 海岛结构 双连续相结构 ?0 ?0 ?’ ?” ?’ ?” Spinodal分解机理 以小振幅组分涨落起始 扩散由低浓→高浓 不需活化能 波长不变振幅变 先生成双连续相 成核增长机理 以生成稳定颗粒起始 扩散由高浓→低浓 需要活化能 振幅不变波长变 直接生成海岛结构 成核增长机理 旋节分解机理 以生成稳定颗粒起始 以小振幅组分涨落起始 扩散由高浓→低浓 扩散由低浓→高浓 需要活化能 不需活化能 振幅不变波长变 波长不变振幅变 直接生成海岛结构 先形成双连续相 两种相分离机理的比较 Example 例 Rubber reinforced plastics 橡胶增韧塑料 Pesticide bottle 农药瓶 海岛结构 双连续相结构 Research method for blended materials 共混材料的研究方法 共混体系形态 共混体系物理性质 热力学方法 光学显微镜 电镜 小角X射线散射 小角中子散射 共混体系的玻璃化转变温度 直接测定共混聚合物间的混合热，或分子间相互作用参数 SEM - Scanning Electron Microscopy 扫描电镜 SEM for PET/PA66 and PET/PA66/PP-g-MAH PET/PA66 (80/20) PET/PA66 (60/40) PET/PA66/PP-g-MAH (80/20/15) PET/PA66/PP-g-MAH (60/40/15) High MW PE/ Low MW PE TEM