聚合物共混改性原理第2章ppt课件.ppt

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1、Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/281 第二章第二章 聚合物之间的相容性聚合物之间的相容性n2.1 聚合物之间相容性的聚合物之间相容性的基本特点基本特点n2.2 聚合物聚合物相容性理论聚合物聚合物相容性理论n2.3 研究聚合物之间相容性的方法研究聚合物之间相容性的方法Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没

2、有错：表里边有一个活的生物2022/7/2822.1聚合物之间相容性的基本特点聚合物之间相容性的基本特点油水水/乙醇互溶Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2831. 相容性相容性n相容：组分之间在分子水平上，至少是相容：组分之间在分子水平上，至少是在链段水平上达到均匀混合，形成均相在链段水平上达到均匀混合，形成均相体系体系-Miscible 要求：要求：Gmix0n不相容不相容-ImmiscibleDept. Polym. Sc

3、i. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2842.聚合物聚合物相容性特点聚合物聚合物相容性特点n完全相容：均相体系，非常少完全相容：均相体系，非常少n部分相容：较少部分相容：较少n不相容：较多不相容：较多Krause研究了研究了342对聚合物相容性发现：对聚合物相容性发现：完全相容：完全相容：33对对部分相容：部分相容：46对对不相容：不相容：264对对Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一

4、个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/285相容的聚合物对相容的聚合物对Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/286不相容的聚合物对不相容的聚合物对Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/287n2.2.1Flory-Hu

5、ggins聚合物共混体系热聚合物共混体系热力学理论力学理论热力学第二定律：热力学第二定律：两种液体等温混合时两种液体等温混合时Gm= Hm -T Sm Gm: 摩尔混合自由焓摩尔混合自由焓 Hm: 摩尔混合热摩尔混合热 Sm ：摩尔混合熵：摩尔混合熵2.2聚合物聚合物/聚合物相容性理论聚合物相容性理论Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2881949年：年：Huggin和和Flory从晶格理论出发：从晶格理论出发：HmRT12 1

6、 1 Sm=-R(n1ln1 1+ + n2ln2 2 )n1， n2:组分组分1和和2的摩尔分数的摩尔分数1 1 ，2 2 ：组分：组分1和和2的体积分数的体积分数12 ： Huggin-Flory相互作用参数相互作用参数Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/289聚合物间热力学相容的聚合物间热力学相容的必要条件：必要条件：Gm0即：即： Hm 0但熵增很小，且随分子量上升，但熵增很小，且随分子量上升， Sm下降，下降，Sm 0D

7、ept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2810HmVm( 1- 2)2 1 1 2 2 为满足热力学相容的条件：为满足热力学相容的条件：Hm 0， Gm 0 不相容不相容例：聚苯乙烯例：聚苯乙烯 聚聚 -甲基苯乙烯甲基苯乙烯聚异戊二烯聚异戊二烯 聚丁二烯聚丁二烯结构相似，但相容性较差？结构相似，但相容性较差？Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢

8、？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2814v若两组分聚合物间有特殊相互作用，如若两组分聚合物间有特殊相互作用，如氢键、强的偶极氢键、强的偶极-偶极作用、离子偶极作用、离子-偶极偶极作用、离子作用、离子-离子作用、电荷转移络合离子作用、电荷转移络合作用、酸碱作用等。作用、酸碱作用等。Hm 0 Gm UCST，完全，完全相容，均相体系相容，均相体系 T0体系体系 （相互间无强烈相互作用）（相互间无强烈相互作用）Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证

9、实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2826T LCST，完全相，完全相容，部分相容容，部分相容具有最低临界相容温度（具有最低临界相容温度（LCST）（Lower critical solution temperature）Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2827对于对于LCST体系，体系，T 相容相容故多为：故多为：Hm 0 体系体系 （相互间有强烈相互作用）（相互间有强烈相互作用）因为因为T 对放热反应有利

10、对放热反应有利Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2828UCST T LCST，完，完全相容，均相体系全相容，均相体系T LCST完全相容，部分相容完全相容，部分相容同时存在UCST、 LCSTDept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2829相互交叠，形成两相区相互交叠

11、，形成两相区Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2830表现出多重的表现出多重的UCST和和 LCST的行为的行为Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2831具有具有UCST和和 LCST的共混物对的共混物对Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一

12、跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2832表明：温度对聚合物相容性影响显著表明：温度对聚合物相容性影响显著Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2833改善相容性的方法改善相容性的方法改变聚合物的链结构改变聚合物的链结构 如改变聚合物如改变聚合物 链长度（分子量）、链长度（分子量）、立构规整性及化学组成等；立构规整性及化学组成

13、等；采用嵌段、接枝共聚采用嵌段、接枝共聚加入相容剂加入相容剂互穿网络结构互穿网络结构交联交联Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28342.3研究聚合物之间相容性的方法研究聚合物之间相容性的方法测定共混物薄膜的光学透明度测定共混物薄膜的光学透明度原理：原理：若相容共混物薄膜是均相的，其光若相容共混物薄膜是均相的，其光学性质也是均匀的，只有一个折射率学性质也是均匀的，只有一个折射率（介于两组份之间），因而是光学透明（介于两组份之间）

14、，因而是光学透明的，而不相容的聚合物的混合物薄膜是的，而不相容的聚合物的混合物薄膜是不透明的。不透明的。对折光指数相差较大的体对折光指数相差较大的体 系简便可行，且灵敏度高。系简便可行，且灵敏度高。Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2835 两组份折光指数相同或相差过小；两组份折光指数相同或相差过小； 薄膜太薄，以致光线通过薄膜时只遇薄膜太薄，以致光线通过薄膜时只遇到其中一相；到其中一相； 分散相尺度小于可可见光波长分散相尺度小

15、于可可见光波长 当不相容的组分形成的共混体系当不相容的组分形成的共混体系的微区尺寸小于的微区尺寸小于100nm100nm时，也是光学透时，也是光学透明的，此时的光学透明只能说明体系的明的，此时的光学透明只能说明体系的分散相尺寸小于分散相尺寸小于100nm100nm。例外：以下几种情况也会光学透明：例外：以下几种情况也会光学透明：Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2836 热力学方法热力学方法 用用 和和12判断相容性，判断相容性

16、， 相近原则相近原则 显微镜法显微镜法 用显微镜观察高分子合金的形态结用显微镜观察高分子合金的形态结构（第三章），相畴越小或看不到明显构（第三章），相畴越小或看不到明显相界面，相容性越好。相界面，相容性越好。Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2837玻璃化转变法玻璃化转变法1.原理原理a.如果某聚合物对如果某聚合物对完全相容完全相容，则形成的共混物只，则形成的共混物只有有一个一个玻璃化转变温度（玻璃化转变温度（Tg）；）；b.如

17、果某聚合物对如果某聚合物对部分相容部分相容，则形成的共混物具，则形成的共混物具有有两个两个Tg峰，且这两个峰，且这两个Tg峰较每一种聚合物本峰较每一种聚合物本身的身的Tg峰更为接近；峰更为接近；c.如果某聚合物对如果某聚合物对完全不相容完全不相容，则形成的共混物，则形成的共混物具有具有两个两个Tg峰，且这两个峰，且这两个Tg峰的位置与每一种峰的位置与每一种聚合物本身的聚合物本身的Tg峰基本相同。峰基本相同。Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2

18、022/7/2838Tg行为的特点被定性地用来评定相容性的程度行为的特点被定性地用来评定相容性的程度 Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28392.测试方法测试方法a.传统方法：传统方法：体积膨胀计法测Tg，比容突变b.动态粘弹谱法：动态粘弹谱法：动态力学热分析仪（DMTA，Dynamic mechanic thermal analysis），研究聚合物共混物的动态力学性质。Dept. Polym. Sci. & Eng., 我

19、吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2840 在一定范围内，在较小的振幅下测定样品的在一定范围内，在较小的振幅下测定样品的模量和损耗正切随温度变化的情况。模量和损耗正切随温度变化的情况。E ：储能模量，：储能模量，E ：损耗模量：损耗模量tan E /E :损耗正切，表征内耗损耗正切，表征内耗内耗：力学损耗内耗：力学损耗Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错

20、：表里边有一个活的生物2022/7/2841Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2842vTTg :变形量小，主要是键角与键长的变化，变形量小，主要是键角与键长的变化，速度很快，几乎能跟得上应力的变化，速度很快，几乎能跟得上应力的变化， （力学损耗角）很小，（力学损耗角）很小， tan 很小；很小；vT ：向高弹态过渡，链段开始运动，：向高弹态过渡，链段开始运动， 大，大，链段运动阻力大，高弹形变显著落后应力的链段运动阻力大，高弹

21、形变显著落后应力的变化，变化， 较大，较大， tan 很大；很大；vT ：链段运动比较自由，：链段运动比较自由， 较小，较小， tan 。在玻璃化转变区域将出现内耗的极大值，在玻璃化转变区域将出现内耗的极大值，称为内耗峰，内耗峰所对应温度即为称为内耗峰，内耗峰所对应温度即为Tg。Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2843c. 示差扫描量热法（示差扫描量热法（DSC）原理：在原理：在Tg附近，聚合物的比热有急剧附近，聚合物的比热有

22、急剧变化。变化。优点：试样量很少，几优点：试样量很少，几mg，测量快，灵，测量快，灵敏度高。敏度高。Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2844注意条件注意条件：. 若两组份若两组份Tg相差不到相差不到20 oC，则分辩能，则分辩能力较差；力较差；. 两组份浓度差太大，对检测微量组份两组份浓度差太大，对检测微量组份的灵敏度较差；的灵敏度较差；. 微区结构尺度微区结构尺度15 nm时，只有一个时，只有一个Tg峰。峰。Dept. Po

23、lym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2845 可见：可见：PVC只有一个只有一个Tg ，HIPVC与与ABS各有两个各有两个Tg，分别对应于基体聚合物及橡胶分，分别对应于基体聚合物及橡胶分散相的散相的Tg。Dept. Polym. Sci. & Eng., 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2846本章重点本章重点1. 聚合物相容性

24、理论；聚合物相容性理论；2. 影响聚合物之间相容性的因素；影响聚合物之间相容性的因素；3. 研究聚合物之间相容性的方法。研究聚合物之间相容性的方法。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28473.1 聚合物聚合物共混物形态结构的基本类型共混物形态结构的基本类型3.2 聚合物聚合物共混物的界面层共混物的界面层3.3 影响影响聚合物聚合物共混物形态结构的因素共混物形态结构的因素3.4 聚合物聚合物共混物形态结构的测定方法共混物形态结构的

25、测定方法第三章第三章 聚合物聚合物共混物的形态结构共混物的形态结构Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28483.1 聚合物聚合物共混物形态结构的基本类型共混物形态结构的基本类型相结构决定共混物构决定共混物性能性能的重要因素的重要因素组成组成化学结构化学结构相对含量相对含量相结构相结构均相均相非均相非均相两相两相相界面相界面相尺寸相尺寸性能性能Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，

26、为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28491.均相体系均相体系分子水平上的混合，相容的聚合物对较少分子水平上的混合，相容的聚合物对较少Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28502.海岛结构海岛结构 两相体系，一相两相体系，一相为连续相，一相为分为连续相，一相为分散相，分散相分散于散相，分散相分散于连续相中，就像海岛连续相中，就像海岛分散于大海中。分散于大海

27、中。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28513.海海结构海海结构两相体系，两相皆为连续相，相互贯穿。两相体系，两相皆为连续相，相互贯穿。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2852 由于均相体系较少，而且均相体系由于均相体系较少，而且均相体系的力学性能介于各组分单独存

28、在时的性的力学性能介于各组分单独存在时的性能，而两相体系较多，且共混物的性能能，而两相体系较多，且共混物的性能有可能超出各组分单独存在时的性能，有可能超出各组分单独存在时的性能，故两相体系更有实际应用价值。故两相体系更有实际应用价值。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28533.2 聚合物聚合物共混物的界面层共混物的界面层 界面层的结构，特别是两种聚合物之间的粘界面层的结构，特别是两种聚合物之间的粘接强度，对共混物的性质，特别是力

29、学性能有决接强度，对共混物的性质，特别是力学性能有决定性影响。定性影响。两种聚合物的共混物存在三种区域结构两种聚合物的共混物存在三种区域结构:两相之间的交界面两相之间的交界面(界面层界面层，也称过渡层，也称过渡层)两种聚合物各自独立的相两种聚合物各自独立的相Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28541.界面层的形成界面层的形成 增加两相之间的接触面增加两相之间的接触面积，有利于大分子链段积，有利于大分子链段之间相互扩散，提高两之间

30、相互扩散，提高两相间的粘合力。相间的粘合力。分两步分两步两相之间的相互接触两相之间的相互接触两种聚合物大分子链段之间的相互扩散两种聚合物大分子链段之间的相互扩散两相之间高两相之间高度分散，适度分散，适当减小相畴当减小相畴尺寸。尺寸。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2855促进措施促进措施提高分散度，可采用高效率的共混机械，如双提高分散度，可采用高效率的共混机械，如双螺杆挤出机；螺杆挤出机；采用采用IPN技术；技术；最可行方法：采

31、用增容剂最可行方法：采用增容剂如如A PA，B PB，在，在PA/PB共混物中共混物中添加嵌段共聚物添加嵌段共聚物A-b-B或接枝共聚物或接枝共聚物A-g-B，这些非反应性增容剂分布在界面区，起桥梁作这些非反应性增容剂分布在界面区，起桥梁作用，用，A嵌段与嵌段与PA相容性好，相容性好， B嵌段与嵌段与PB相容相容性好，从而提高了性好，从而提高了PA与与PB的相容性。的相容性。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2856实例：实例：P

32、A/PE高阻隔膜高阻隔膜聚酰胺（聚酰胺（PA）：极性聚合物）：极性聚合物聚乙烯（聚乙烯（PE）：非极性聚合物）：非极性聚合物加入反应性增容剂：加入反应性增容剂：PE-g-MAH（聚乙（聚乙烯接枝马来酸酐），烯接枝马来酸酐）， PA上的上的-NH2与与MAH反应，形成了反应，形成了PAMAHPE的接枝共聚物，分布于的接枝共聚物，分布于PE/PA界面层，界面层，提高了提高了PE与与PA的相容性。的相容性。相容性差相容性差Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活

33、的生物2022/7/28572.共混物相界面的形态共混物相界面的形态两个模型：两个模型：不相容体系：组分与组分没有过渡层部分相容体系：组分与组分存在一个过渡层Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2858 由于热运动产生的两种大分子相互扩散对由于热运动产生的两种大分子相互扩散对流流，使得两相界面形成两种大分子相互交叉的，使得两相界面形成两种大分子相互交叉的区域，在这个区域中存在两种大分子的浓度梯区域，在这个区域中存在两种大分子的浓度梯

34、度，相界面及两相界面间具有浓度梯度的区域度，相界面及两相界面间具有浓度梯度的区域就构成了两相间的界面层，而就构成了两相间的界面层，而最终扩散的程度最终扩散的程度主要决定于两种聚合物的热力学相容性主要决定于两种聚合物的热力学相容性。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28593. 界面层厚度界面层厚度一般而言：一般而言： ：1nm几十几十nm如：如：PS/PMMA，TEM观察观察 =5 nm完全相容：分子水平混合，相界面消失，完全相容

35、：分子水平混合，相界面消失， 不相容：不相容： 0部分相容：存在部分相容：存在 Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2860Ronca等人提出，界面层厚度等人提出，界面层厚度 可表示为：可表示为： 2k1MTcQ(Tc-T)M : 聚合物分子量聚合物分子量K1 : 比例系数比例系数Tc : 临界混溶温度临界混溶温度Q : 与与Tc、 M有关的常数有关的常数Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和

36、恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2861 根据根据Helfand理论，对非极性聚合物，当理论，对非极性聚合物，当分子量很大时，界面层厚度为：分子量很大时，界面层厚度为： 2(k/ 12 )1/2 k:常数常数12 ： Huggin-Flory相互作用参数相互作用参数Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2862动力学因素动力学因素：共混时增大剪切

37、应力、剪：共混时增大剪切应力、剪切速率、进而提高两相间相互分散的程切速率、进而提高两相间相互分散的程度，减小相畴尺寸，增加接触面积，增度，减小相畴尺寸，增加接触面积，增加两组分大分子链段相互扩散的能力。加两组分大分子链段相互扩散的能力。提提高高 方方法法热力学因素热力学因素：熵和能，混合构象熵越大，：熵和能，混合构象熵越大，两组分间的相互作用能越大，界面层越厚。两组分间的相互作用能越大，界面层越厚。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7

38、/28634. 相界面的效应相界面的效应在共混材料受到外力作用时，作用于连续在共混材料受到外力作用时，作用于连续相的外力通过相界面传递结分散相，分散相颗相的外力通过相界面传递结分散相，分散相颗粒受力后发生变形，又会通过界面将力传递给粒受力后发生变形，又会通过界面将力传递给连续相。为实现力的传递，要求两相之间具有连续相。为实现力的传递，要求两相之间具有良好的界面结合。良好的界面结合。对于相容性差的两种聚合物共混，界面层对于相容性差的两种聚合物共混，界面层厚度薄，组分间的结合强度小，共混物的性能厚度薄，组分间的结合强度小，共混物的性能比较差，尤其是力学性能，会比纯基体树脂还比较差，尤其是力学性能，

39、会比纯基体树脂还低。低。力的传递效应力的传递效应Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2864如：如：PS和和PMMA均为均为透明透明材料，但材料，但PS/PMMA合金合金为具有为具有珍珠光泽珍珠光泽的材料，为什么的材料，为什么光学效应光学效应 利用两相体系相界面的光学效应，可以制备利用两相体系相界面的光学效应，可以制备具有特殊光学性能的材料。具有特殊光学性能的材料。双折射双折射nAnB相界面相界面？PS nA = 1.491PS n

40、B = 1.590Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2865声学、电学、热学效应等声学、电学、热学效应等诱导效应诱导效应 如诱导结晶，以结晶高聚物为基体的共混体系如诱导结晶，以结晶高聚物为基体的共混体系中，适当的分散相组成可以通过界面效应产生诱导中，适当的分散相组成可以通过界面效应产生诱导结晶的作用，可形成微小的晶体，避免形成大的球结晶的作用，可形成微小的晶体，避免形成大的球晶（异相成核），从而提高材料的韧性。晶（异相成核），从而

41、提高材料的韧性。其它效应其它效应Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28663.3 影响影响聚合物聚合物共混物形态结构的因素共混物形态结构的因素热力学相容性热力学相容性是聚合物之间均匀混合是聚合物之间均匀混合的的主要推动力主要推动力，两组分相容性越好，越容，两组分相容性越好，越容易相互扩散而达到均匀的混合，过渡区也易相互扩散而达到均匀的混合，过渡区也就宽广，相界面模糊，相畴越小，两相之就宽广，相界面模糊，相畴越小，两相之间的结合力越

42、大。间的结合力越大。1.热力学相容性热力学相容性Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2867两两种种极极端端完全不相容完全不相容：两种聚合物链段之间相互扩：两种聚合物链段之间相互扩散的倾向极小，相界面很明显，相之间结散的倾向极小，相界面很明显，相之间结合力弱，共混物性能不好。合力弱，共混物性能不好。完全相容完全相容：两种聚合物可相互完全溶解而两种聚合物可相互完全溶解而成为均相体系或相畴极小的微分散体系，成为均相体系或相畴极小的微分散

43、体系，但力学性能是两组分的平均值，没有突出但力学性能是两组分的平均值，没有突出性能。性能。 不利于共混改性的目的不利于共混改性的目的（尤其是力学性能的改性）（尤其是力学性能的改性）Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2868 一般而言：一般而言：我们所需要的是两种聚合物有适中我们所需要的是两种聚合物有适中的相容性，从而制得相畴大小适宜，相之间结合力的相容性，从而制得相畴大小适宜，相之间结合力较强的复相结构的共混物。较强的复相结构的共

44、混物。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2869例：例：PVC/NBR合金合金AN%(重量重量) 51 41 33 29 21 0 (cal/cm3)1/210.2 9.6 9.4 9.1 8.6 8.2 PVC的的 为为9.7 (cal/cm3)1/2 ，NBR的的 与与丙烯腈的含量有关，见下表：丙烯腈的含量有关，见下表：Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样

45、一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2870根据根据DMTA与与SEM分分析：析：PVC（极性聚合（极性聚合物）与物）与PB（非极性聚（非极性聚合物）不相容，相畴合物）不相容，相畴粗大，相界面明显，粗大，相界面明显，两相之间结合力弱，两相之间结合力弱，冲击强度低。冲击强度低。 当当AN含量为含量为0时，时，NBR即为聚丁二烯（即为聚丁二烯（PB）。）。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物20

46、22/7/2871当当AN含量为含量为20%时，是部分相容体时，是部分相容体系，相畴适中，两系，相畴适中，两相结合力较大，冲相结合力较大，冲击强度很高。击强度很高。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2872表明：相容性对形态结构影响显著表明：相容性对形态结构影响显著 当当NBR中中AN含量超含量超过过40%时，时，PVC与与NBR二者二者 很接近，基很接近，基本上完全相容，共混物本上完全相容，共混物近乎均相，相畴极小，近乎均相，相

47、畴极小，冲击强度也较低。冲击强度也较低。Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/28732.共混组分的配比共混组分的配比 共混组分之间的配比是影响共混材料形态共混组分之间的配比是影响共混材料形态结构的一个重要因素，决定哪一相是连续相，哪结构的一个重要因素，决定哪一相是连续相，哪一相是分散相。一相是分散相。两两相相体体系系连续相：连续相：主要影响共混材料的模量与强度主要影响共混材料的模量与强度分散相：分散相：影响冲击、光学、及抗渗透等性能

48、影响冲击、光学、及抗渗透等性能Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2874 以以SBR（丁苯胶）（丁苯胶）/PS共混物为例，共混体系共混物为例，共混体系的形态随两组分的体积比变化如下图所示：的形态随两组分的体积比变化如下图所示：Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2875

49、当当 SBR/PS体积比为体积比为40/60或或10/90时，组分含时，组分含量多的量多的PS为连续相，组分含量少的为连续相，组分含量少的SBR为分散相为分散相的的“海岛结构海岛结构”。当当SBR/PS体积比为体积比为90/10或或60/40时，组分时，组分含量多的含量多的SBR为连续相，组分含量少的为连续相，组分含量少的PS为分为分散相的散相的“海岛结构海岛结构”；当当SBR/PS体积比为体积比为50/50时，形成两相连续的时，形成两相连续的“海海结构海海结构”；Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但

50、是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/2876组分含量少的是分散相组分含量少的是分散相?有人通过理论推导，求有人通过理论推导，求出连续相（或分散相）出连续相（或分散相）组分的理论临界含量，组分的理论临界含量，假设分散相颗粒是直径假设分散相颗粒是直径等的球形以等的球形以“紧密填充紧密填充”的方式排布，如下图：的方式排布，如下图：组分含量多的是连续相组分含量多的是连续相Dept. Polym. Sci. & Eng.,我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2022/7/