第三章 高分子材料溷合与制备课件.pdf

第三章高分子材料混合与制备

高分子材料是以高分子化合物为主体，加上其它添加

剂组成的多相复合体系。

对绝大部分高分子材料而言，都不是单独使用高分子

化合物。

加入其它物料的目的：

1、改善高分子材料制品的使用性能

2、改善成型工艺性能

3、降低成本

高分子材料成型加工前的准备工艺

由于高分子材料由多种组分组成，因此在成型前必须要

将各种组分相互混合，制成合适形态的物料再进行成型加工，

这一过程就称为混合，又称为配料，实际上是成型加工前的

准备工艺。

第一节混合与分散理论

一、混合机理

混合的定义：

混合是一种操作，是一个过程，是一种趋向于减少

混合物非均匀性的操作，是在整个系统的全部体积内各

组分在其基本单元没有发生本质变化的情况下的细化和

分布过程。

分子扩散

由浓度梯度驱使自发地发生的一种过程，各组分的

微粒由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域，从而达

到各处组分的均化。

不同物态的物料，其分子扩散的程度不同。

聚合物的混合是高粘度熔体间的混合，不是靠分子

扩散实现。但低分子组分在聚合物熔体中的混合，可通

过分子扩散实现。

混合物料的状态与分子扩散程度的关系

混合物料的状态分子扩散的程度

气体与气体间的混合较快地、自发地进行

低粘度液体与低粘度液体间的混合也能较显著地进行

低粘度液体与固体间的混合

高粘度液体与高粘度液体间的混合不显著，较困难进行

高粘度液体与固体间的混合

固体与固体间的混合极慢，很难进行

涡流扩散（紊流扩散）

紊流扩散的必要前提是体系粘度很低，或物料运动

的速度很高，达到紊流的程度。由于高分子熔体或浓溶

液粘度很高，要达到紊流，必须有很高的流速。

聚合物熔体的流速很高时，剪切速率一定也很高，

会造成聚合物降解，成型加工中不允许。因此，聚合物

加工中通常很少发生涡流扩散。

混合机理

2、混合过程要素

混合的目的：

使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料

从一种物料按照可接受的概率分布到另一种物料

中去，以便得到组成均匀的混合物。

混合的问题

在没有分子扩散和分子运动的情况下，为了达到物料所需

的良好的分散，混合问题就变成一种物料发生形变和重新分布

的问题，同时，还要防止分散颗粒的凝聚趋势。

这样，混合就需要有外加的作用力（主要是剪切力），这

种外加作用力主要起两个作用：

（1）使物料发生形变和重新分布；

（2）克服颗粒的凝聚。

剪切

粘性流体的混合要素分流

位置交换

搅拌

混合操作混合

混炼

压缩

混炼三要素剪切

分配置换

二、混合的分类

1、按混合形式分类