二元高分子共混体系的相行为课件.pptxVIP

二元高分子共混体系的相行为

;第一节二元高分子共混体系的相转变

一、二元高分子共混体系的相转变和相图

（phasediagram）

物质一般随温度变化会出现三种状态：固、液、气，一些物质还会出现介于这三种状态的液晶态、超临界态等中间状态。

聚合物因其巨大的内聚能使其无法气化，即不能以气态出现，但聚合物有一个其它种类物质不具备的玻璃化转变，为了讨论问题方便，在本节中我们把聚合物的玻璃化转变看作是聚合物的一个固—液相转变。;（1）液—固相转变

对于非结晶型聚合物随着温度变化会出现一个转变即玻璃化转变，而对于结晶型聚合物除了玻璃化转变外还有一个真正意义上的热力学相转变即结晶的熔融。

?A组分和B组分均为非结晶型聚合物的完全相容体系;?A组分为结晶型、B组分为非结晶型聚合物的完全相容体系;?A组分和B组分均为结晶型聚合物的完全相容体系;（2）液—液相转变和临界溶解温度

?定义：随温度或组成变化，部分相容高分子共混体系会发生相分离，这种相分离一般在玻璃化转变温度以上才能发生，因此把它称作液—液相转变，对应的相分离温度叫做临界溶解温度（Criticalsolutiontemperature）。

小分子混合体系的溶解度一般随温度升高而增大，而某些聚合物共混体系温度越高反而会发生相分离，所以聚合物共混体系的临界溶解温度有上临界溶解温度（uppercriticalsolutiontemperature，UCST）和下临界溶解温度（lowercriticalsolutiontemperature，LCST）。一般来讲，具有正混合热（吸热）的体系有UCST，如PIB/PS，具有负混合热（放热）的体系有LCST，如PS/PVME;?液—液相转变的相图;二、二元高分子共混体系的相分离条件

一个体系处于相平衡的充分必要条件是体系中任一组分i在各相中的化学势相等。;Scott的结果：二组分高分子共混体系的相分离临界条件为：;三、影响二元高分子共混体系相分离的因素

影响一个体系化学势的因素很多，这些因素直接影响这二元高分子共混体系的相平衡。;（1）分子量的影响

一般规律：分子量越大越容易发生相分离;（2）热膨胀系数的影响

一般规律：相对热膨胀系数差越大越容易发生相分离;（3）热压系数的影响

一般规律：热压系数越大越容易发生相分离;（4）相互作用能参数的影响

一般规律：相互作用能参数越大越容易发生相分离;;第二节二元高分子共混体系的相结构

一、二元高分子共混体系的相结构

（1）相结构

二元高分子共混体系的相结构与其相容性一一对应，一般来讲，完全相容体系为均匀的一相体系，完全不相容体系一般为多相体系，而部分相容体系在一些条件下为均匀的一相体系，而在另一些条件下可能为多相体系。

多相体系一般是由一个组分构成连续相，另一组分构成分散相，分散在连续相中，也就是说其相结构为海—岛结构。;二组分不相容聚合物共混体系相结构示意图;多相体系组分的含量和粘度是决定组分为连续相还是分散相的重要因素。;除了连续相和分散相之外，绝大多数多相体系还存在一个界面相，不同体系，界面相的差距很大。

两个组分混合时，它们的链段会互相扩散和渗透形成一个扩散层，这个扩散层就是共混体系的界面相，扩散层的厚度称做界面相厚度。界面厚度与组分间的相容性有关，相容程度越高，界面厚度越大。在界面相中两个组分的浓度呈梯度变化。;（2）相结构与体系性质的关系

聚合物共混体系的相结构是决定体系宏观性质的重要因素，其中界面相虽然在整个体系中所占有的比例很小，但确是体系许多性质的决定因素，例如，多相体系的机械强度等。

界面相的无论是在结构形态上还是在性质上，都与本体相有很大差别，例如它有自己的玻璃化转变温度、密度小于平均密度等。

Kaplan指出二元共混体系的Tg随着分散相粒子（相区）的半径而变化，当分散相尺寸大于0.1?时，共混体系有两个分别等于纯组分的Tg；当分散相尺寸介于0.02～0.1?时，共混体系有两个内移的Tg，且粒子尺寸越小内移程度越大；当分散相尺寸小于0.015?时，共混体系有一个介于两个纯组分之间的Tg。;二、影响相区结构的因素

二元高分子共混体系的相区结构主要取决于组分间的相容性，相容性越好，分散越好，越趋于形成均相体系。

对于一个特定共混体系，组分浓度、分子量等因素对相区结构也有明显影响。

（1）浓度对相区结构的影响

大多数部