高分子的聚集态结构模板优秀PPT.ppt

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1、第一第一节 概述概述其次其次节 分子分子间作用力作用力第三第三节 晶晶态结构和非晶构和非晶态结构构 第四第四节 高聚物的高聚物的结晶晶过程程 第五第五节 结晶晶对高聚物性能的影响高聚物性能的影响 第六第六节 取向取向结构构 第七第七节 共混物的共混物的织态结构构 51 结晶晶对高聚物性能影响高聚物性能影响 力学性能、密度、光学性力学性能、密度、光学性热性能、其它性能、其它 性能性能 52 加工条件加工条件对性能的影响性能的影响53 熔点熔点 熔限熔限 熔点、加工条件熔点、加工条件对Tm的影响、如何的影响、如何 提高提高Tm （链结构构对Tm 影响）影响）同一种同一种单体，用不同的聚合方法或不同

2、的成型条件，体，用不同的聚合方法或不同的成型条件，可以可以获得得结晶或不晶或不结晶的高分子材料。晶的高分子材料。例一例一 PP PP：无：无规PPPP不能不能结晶，常温下是粘稠液或晶，常温下是粘稠液或弹性体，性体，不能用作塑料；等不能用作塑料；等规PPPP，有，有较高的高的结晶度，熔点晶度，熔点176176，具有确定，具有确定韧性、硬度，是很好的塑料，性、硬度，是很好的塑料，还可可纺丝或或纤维。例二例二 PE PE：LDPELDPE支化度高，硬度低，塑料；支化度高，硬度低，塑料；HDPEHDPE支化支化少，少，结晶度高，硬度高，塑料；晶度高，硬度高，塑料；LLDPELLDPE（乙（乙烯与与 烯

3、烃共聚物）接上共聚物）接上较规整的支整的支链，密度仍低。，密度仍低。例三例三 PVA PVA：由于含：由于含OHOH，所以遇到，所以遇到热水要溶解水要溶解（结晶度晶度较低），提高低），提高结晶度可以提高它晶度可以提高它们的耐的耐热性和耐溶性和耐溶剂性。所以将性。所以将PVAPVA在在230230热处理理85min85min，结晶度晶度30%65%30%65%，这时耐耐热性和耐溶性和耐溶剂侵侵蚀性提高（性提高（9090热水也溶解很少）。但是水也溶解很少）。但是还不能作衣料，所不能作衣料，所以接受以接受缩醛化来降低化来降低OHOH含量。含量。PVAPVA等等规PVAPVA，结晶度高不用晶度高不用缩

4、醛化也可用作性能好、化也可用作性能好、耐耐热水的合成水的合成纤维。例四例四 橡胶：橡胶：结晶度高晶度高则硬化失去硬化失去弹性；少量性；少量结晶会使机械晶会使机械强度度较高。高。结晶度晶度对高聚物力学性能的影响要看非晶区高聚物力学性能的影响要看非晶区处于何种状于何种状态而定（是玻璃而定（是玻璃态还是橡胶是橡胶态）结晶度增加晶度增加时，硬度、冲，硬度、冲击强度、拉伸度、拉伸强度、伸度、伸长率、蠕率、蠕变、应力松弛等力学性能会力松弛等力学性能会发生生变更更 这一部分我一部分我们在在讲力学性能一章中力学性能一章中讲解解A.密度结晶度增大，密度增大；统计数据得到：那么从总密度是由晶区和非晶区密度的线性加

5、和假定动身：是晶区占的体积百分数，即结晶度所以只要测知未知样品的密度，就可以粗略估计样品的结晶度（可查表得到）物物质对光的折光率与物光的折光率与物质本身密度有关，晶区非本身密度有关，晶区非晶区密度不同，因而晶区密度不同，因而对光的折光率也不相同。光的折光率也不相同。1)1)光光线通通过结晶高聚物晶高聚物时，在晶区与非晶区面上能，在晶区与非晶区面上能 干脆通干脆通过，而，而发生折射或反射，所以两相并存的生折射或反射，所以两相并存的 结晶高聚物通常呈乳白色，不透亮，如尼晶高聚物通常呈乳白色，不透亮，如尼龙，聚，聚 乙乙烯等。等。结晶度削减晶度削减时，透亮度增加。，透亮度增加。完全非晶的高聚物如无完

6、全非晶的高聚物如无规PSPS、PMMAPMMA是透亮的是透亮的2）并不是结晶高聚物确定不透亮，因为：a.假如一种高聚物晶相密度与非晶密度特别接近，这时间线在界面上几乎不发生折射和反射。B.当晶区中晶粒尺寸小到比可见光的波长还要小，这时也不发生折射和反射，仍旧是透亮的。如前面讲到的利用淬冷法获得有规PP的透亮性问题，就是使晶粒很小而办到的，或者加入成核剂也可达到此目的。对塑料来塑料来讲，当，当结晶度提高到晶度提高到4040以上以上后，晶区相互后，晶区相互连接，形成接，形成贯穿整个材料穿整个材料的的连续相。因此相。因此 以上也不以上也不软化，最高化，最高运用温度可提高到运用温度可提高到结晶的熔点（

7、而不是晶的熔点（而不是 ）可可见结晶度上升，塑料耐晶度上升，塑料耐热性上升。性上升。结晶中分子晶中分子规整密整密积累，能更好的阻累，能更好的阻挡溶溶剂渗入，所以渗入，所以结晶度上升，耐溶晶度上升，耐溶剂性性上升。上升。加工成型条件的加工成型条件的变更，会更，会变更更结晶高聚物的晶高聚物的结晶度、晶度、结晶形晶形态等，因而也影响了性能。等，因而也影响了性能。下面下面举三个例子三个例子说明：明：例例1：聚三氟：聚三氟氯乙乙烯（）缓慢慢结晶，晶，结晶度可达晶度可达8590%淬火淬火结晶，晶，结晶度可达晶度可达3540%两种两种结晶方式，冲晶方式，冲击强度度：ab；伸伸长率率：ab这种高聚物由于耐腐种

8、高聚物由于耐腐蚀性好，常将它涂在化性好，常将它涂在化工容器的内表面防腐工容器的内表面防腐蚀。为了使了使这层爱护膜膜的机械的机械强度提高，限制度提高，限制结晶度特晶度特别重要，重要，结晶度高，密度也高，晶度高，密度也高，刚性好但脆性大。性好但脆性大。为了提高了提高韧性，就性，就须要用淬火来降低要用淬火来降低结晶度，晶度，以以获得低得低结晶度的涂晶度的涂层，抗冲，抗冲击性好。性好。120120是个重要的温度界限，在是个重要的温度界限，在120120以下以下工作工作时，结晶度低的聚三氟晶度低的聚三氟氯乙乙烯的零件的零件韧性好，不会性好，不会变脆，因此脆，因此对韧性要求高的聚三性要求高的聚三氟氟氯乙乙

9、烯零件不能高于零件不能高于120120以上工作。以上工作。例例2 2：对于于PEPE：作作为薄膜薄膜时，希望有好的，希望有好的韧性和透亮性，性和透亮性，所以所以结晶度宜低。晶度宜低。作作为塑料塑料时，希望有好的，希望有好的刚性和抗性和抗张强度，所以度，所以结晶度宜高。晶度宜高。例例3 3：聚：聚酯熔化的聚熔化的聚酯从从喷丝头出来快速冷却（淬出来快速冷却（淬冷），冷），结晶度低，晶度低，韧性好，性好，纤维牵伸伸时倍数就大，分子倍数就大，分子链取向性好，取向性好，纤维性能匀整。所以要性能匀整。所以要严格限制格限制纺丝吹吹风窗的温度。窗的温度。5-3-1 结晶高聚物的熔限和熔点晶高聚物的熔限和熔点熔

10、限熔点从以上两种曲从以上两种曲线可看出高聚物的熔化和低分子可看出高聚物的熔化和低分子熔化的相像点和区分：熔化的相像点和区分：相像点：熔化相像点：熔化过程都有某种程都有某种热力学函数的突力学函数的突变。区分：区分：1 1）低分子晶体熔点几乎是一个常数）低分子晶体熔点几乎是一个常数 ；而；而结晶高晶高聚物的熔化聚物的熔化发生在一个生在一个较宽的温度范的温度范围内（熔限）内（熔限），把熔限的，把熔限的终点点对应的温度叫熔点。的温度叫熔点。2 2）低分子晶体在熔化）低分子晶体在熔化过程中温度不程中温度不变；结晶高聚晶高聚物在熔限范物在熔限范围内，内，边熔化熔化边升温。升温。探探讨发觉，这并不是本并不是

11、本质上的区分。高分子和低分上的区分。高分子和低分子的熔化都是相子的熔化都是相变的的过程，但是程，但是结晶高聚物中含晶高聚物中含有完善程度不同的晶体，不完善的晶体在有完善程度不同的晶体，不完善的晶体在较低的低的温度下熔化，完善的晶体在温度下熔化，完善的晶体在较高的温度下熔化，高的温度下熔化，因而有一个温度范因而有一个温度范围。区分：区分：3 3）低分子反复熔化和）低分子反复熔化和结晶，熔点是固定的；晶，熔点是固定的；结晶高聚物的熔点和熔限都受晶高聚物的熔点和熔限都受结晶温度的晶温度的影响：影响：结晶温度低，熔限晶温度低，熔限宽，熔点低；，熔点低；结晶温度高，熔限窄，熔点高。晶温度高，熔限窄，熔点

12、高。因因为在在较低的温度下低的温度下结晶晶时，分子，分子链活活动实力不力不强，形成的晶体，形成的晶体较不完善，完善的不完善，完善的程度也不大，程度也不大，这种不完善的晶体自然在种不完善的晶体自然在较低温度下被破坏，所以熔点低，熔限也低温度下被破坏，所以熔点低，熔限也宽；在在较高温度下高温度下结晶，分子晶，分子链活活动性大，排性大，排列好，形成晶体列好，形成晶体较完善，完善程度差完善，完善程度差别也也小，所以熔点高，熔限窄。小，所以熔点高，熔限窄。较高温度下慢速高温度下慢速结晶得到的晶片厚而匀整，晶得到的晶片厚而匀整，不同晶片的厚度差不多，所以熔限窄，熔点不同晶片的厚度差不多，所以熔限窄，熔点高

13、；高；较低温度下快速低温度下快速结晶得到的晶片薄而不晶得到的晶片薄而不匀整（有多种厚度的晶片同匀整（有多种厚度的晶片同时存在），所以存在），所以熔限熔限宽，熔点低。，熔点低。拉伸有利于拉伸有利于结晶（所以熔融晶（所以熔融纺丝总要要牵伸），伸），也有利于提高熔点。也有利于提高熔点。熔点是熔点是结晶塑料运用温度的上限，是高聚物材晶塑料运用温度的上限，是高聚物材料耐料耐热性的指性的指标之一之一要提高熔点有两条途径：要提高熔点有两条途径：HH和和SS1）H增加分子增加分子间作用力，使作用力，使结晶高聚晶高聚物熔化前后的物熔化前后的H增加增加（内聚能内聚能E=H-RT，E，H）基本原基本原则a主主链上引

14、入极性基上引入极性基团例如：主例如：主链上可以引入以下基上可以引入以下基团：酰胺胺 酰亚胺胺 酰基甲酸基甲酸酯 脲 b.侧链上引入极性基上引入极性基团 OH、NH2、CN、NO2、CF3等。等。含有含有这些基些基团的高聚物的熔点都比聚乙的高聚物的熔点都比聚乙烯高。例如：高。例如：C.最好使高分子链间形成氢键 因为氢键使分子间作用力大幅度增加，所 以 大幅度增大。熔点凹凸与所形成的氢键的强度和密度有关。2）提高熔点的其次条途径：削减 就是说增加高分子链的刚性，使它在结晶时 ，。基本原则a.主链上引入共轭双键，氢键或环状结构。b.侧链上引入浩大而刚性的侧基，用定向聚 合方法使侧基规则排列后解结晶

15、下面举例说明：例例1 1可可见主主链上的上的 能特殊有效的使能特殊有效的使链变僵僵硬，使硬，使结晶晶时 减小，减小，增大。增大。例例2例例3例例4叔丁基是个大而叔丁基是个大而刚性的性的单元，位阻很大，元，位阻很大，使高分子主使高分子主链僵化，提高僵化，提高 。例例5 5缘由：由：对称的原因，称的原因，对位基旋位基旋转180180度，使度，使构象不构象不变，减小，所以减小，所以 高；高；间位基位基转动后构象后构象变更，更，大，所以大，所以 低。低。例例6 6 聚四氟乙聚四氟乙烯（PTFEPTFE）由于高度由于高度对称，称，结晶晶实力很力很强，又由于，又由于F F的的电负性很性很强，F F原子之原

16、子之间斥力大，所以高分子斥力大，所以高分子链是是刚性的，故性的，故 高，高，为327 327。TmTdTmTd（分解温度，（分解温度，250250时起先分解，起先分解，450450时明明显分解），因此分解），因此PTFEPTFE在温度已达在温度已达到分解温度到分解温度时，还不能使之流淌，所以不不能使之流淌，所以不能用能用热塑性塑料的方法塑性塑料的方法进行加工（只能用行加工（只能用烧结的方法）。的方法）。例例8 共共轭，高高例例9 主主链上含双上含双键，柔性，柔性较好，好，较低低顺式（式（对称性差）不易称性差）不易结晶，是橡胶；反式（晶，是橡胶；反式（对称称性好）易性好）易结晶晶6-1 取向取向

17、现象象 6-2 取向方式取向方式 6-3 取向度取向度 6-4 取向取向应用用 1 取向 线性高分子充分伸展时，长度与宽度相差极 大（几百、几千、几万倍）。这种结构上时 悬殊的不对称性使它们在某些状况下很简洁 沿某个特定方向占优势平行排列，这种现象 就称为取向。2 取向态和结晶态 相同：都与高分子有序性相关 相异：取向态是一维或二维有序，结晶态是三 维有序3 3 取向单元取向单元非晶高聚物非晶高聚物结晶高聚物结晶高聚物分分子子链链作作为为单单元元：分分子子链链沿沿外外力力方方向向平平行行排排列列，但但链链段段未未必必取取向向（粘粘流态时）流态时）晶片，晶粒，晶带（晶区）晶片，晶粒，晶带（晶区）

18、分子链，链段（非晶区）分子链，链段（非晶区）链链段段：链链段段取取向向，分分子子链链可可能能仍仍然然杂乱无章（高弹态）杂乱无章（高弹态）由熔体结晶时大部分获得球晶，所以拉伸取向事由熔体结晶时大部分获得球晶，所以拉伸取向事实上是球晶的变形过程实上是球晶的变形过程4 取向机理:取向过程是分子在外力作用下的有序化过程。外力除去后，分子热运动使分子趋向于无序化，即称为解取向过程。高分子有二种单元：链段和整链。所以高聚物取向有链段取向和分子链取向取向的过程是在外力作用下运动单元运动的过程。必需克服高聚物内部的粘滞阻力，因而完成取向过程要确定的时间链段受到的阻力比分子段受到的阻力比分子链受到的阻力小，所受

19、到的阻力小，所以外力作用以外力作用时，首先是，首先是链段的取向，然后是段的取向，然后是整个分子整个分子链的取向。在高的取向。在高弹态下，一般只下，一般只发生生链段的取向，只有在粘流段的取向，只有在粘流态时才才发生大分生大分子子链的取向。的取向。取向取向过程是程是热力学不平衡力学不平衡态（有序化不是自（有序化不是自发的）；解取向的）；解取向过程是程是热力学平衡力学平衡态（无序（无序化是自化是自发的。在高的。在高弹态下，拉伸可使下，拉伸可使链段取段取向，但外力去除后，向，但外力去除后，链段就自段就自发解取向，复解取向，复原原状。在粘流原原状。在粘流态下，外力可使分子下，外力可使分子链取向，取向，但

20、外力去除，分子但外力去除，分子链就自就自发解取向。解取向。为了了维持取向状持取向状态，获得取向材料，必得取向材料，必需在取向后快速使温度降低到玻璃化温需在取向后快速使温度降低到玻璃化温度以下，使分子和度以下，使分子和链段段“冻结”起来，起来，这种种“冻结”仍旧是仍旧是热力学非平衡力学非平衡态。只有。只有相相对稳定性，定性，时间长了，温度上升或被了，温度上升或被溶溶剂溶溶胀时，仍旧有，仍旧有发生自生自发的解取向的解取向性。性。取向快，解取向也快，所以取向快，解取向也快，所以链段解取向段解取向比分子比分子链解取向先解取向先发生。生。取向取向结果：各向异性。果：各向异性。6-2-1 单轴取向取向 材

21、料材料仅沿一个方向拉伸，沿一个方向拉伸，长度增大，厚度和度增大，厚度和宽度减小，高分子度减小，高分子链或或链段段倾向沿拉伸方向排列，向沿拉伸方向排列，在取向方向上，原子在取向方向上，原子间以化学以化学键相相连。例例1 1：合成：合成纤维牵伸是最常伸是最常见的例子。的例子。纺丝时，从，从喷嘴孔嘴孔喷出的出的丝已有确定的取向（分已有确定的取向（分子子链取向），再取向），再牵伸若干倍，伸若干倍，则分子分子链取向取向程度程度进一步提高。一步提高。例例2 2：薄膜也可：薄膜也可单轴取向。目前广泛运用的取向。目前广泛运用的包扎包扎绳用的全同用的全同PPPP，是，是单轴拉伸薄膜，拉伸拉伸薄膜，拉伸方向特方向

22、特别牢固（原子牢固（原子间化学化学键），），Y Y方向上方向上特特别简洁撕开（范氏力）。撕开（范氏力）。例例3 3：尼：尼龙丝未取向的抗未取向的抗张700-800kg/cm2700-800kg/cm2；尼尼龙双取向双取向丝的抗拉的抗拉4700-5700 kg/cm24700-5700 kg/cm2。材料沿两个相互垂直的方向（材料沿两个相互垂直的方向（X、Y）拉伸，面）拉伸，面积增大，厚度减小，高分子增大，厚度减小，高分子链或或链段段倾向于与拉伸向于与拉伸平面（平面（X、Y平面）平行排列，在平面）平行排列，在X、Y平面上分子平面上分子排列无序，是各向同性的（即在排列无序，是各向同性的（即在X、Y

23、平面上各个平面上各个方向都有原子与原子方向都有原子与原子间的化学的化学键存在）。存在）。y原理原理：生：生产过程中，使薄膜在其程中，使薄膜在其软化化点以上，熔点以下的温度范点以上，熔点以下的温度范围内急内急剧进行拉伸，分子行拉伸，分子产生取向排列，当薄生取向排列，当薄膜急膜急剧冷却冷却时，分子被，分子被“冻结”，当薄，当薄膜重新加膜重新加热到被拉伸到被拉伸时的温度，已取的温度，已取向的分子向的分子发生解取向，使薄膜生解取向，使薄膜产生收生收缩，取向程度大，取向程度大则收收缩率大，取向程率大，取向程度小度小则收收缩率小。率小。例例1 1：薄膜厂：薄膜厂应用的双用的双轴拉伸工拉伸工艺：将熔化：将熔

24、化挤出的片状在适当的温度下沿相互垂直的两个出的片状在适当的温度下沿相互垂直的两个方向同方向同时拉伸（拉伸（电影胶片的片基，影胶片的片基，录音、音、录像的像的带基）基）例例2 2：吹塑工：吹塑工艺：将熔化的物料：将熔化的物料挤出成管状，出成管状，同同时压缩空气由管芯吹入，使管状物料快速空气由管芯吹入，使管状物料快速胀大，厚度减小而成薄膜（大，厚度减小而成薄膜（PEPE，PVCPVC薄膜）薄膜）性能特点：双性能特点：双轴取向后薄膜不存在薄弱方向，取向后薄膜不存在薄弱方向，可全面提高可全面提高强度和耐褶性，而且由于薄膜平度和耐褶性，而且由于薄膜平面上不存在各向异性，存放面上不存在各向异性，存放时不不

25、发生不匀整生不匀整收收缩，这对于作于作摄影胶片的薄膜材料很重要，影胶片的薄膜材料很重要，不会造成影象失真。不会造成影象失真。例例3 3：外形较简洁的塑料制品，利用取始终提高强：外形较简洁的塑料制品，利用取始终提高强度：取向（定向）有机玻璃度：取向（定向）有机玻璃可作战斗机的透亮可作战斗机的透亮航罩。未取向的有机玻璃是脆性的，经不起冲击，航罩。未取向的有机玻璃是脆性的，经不起冲击，取向后，强度提高，加工时利用热空气封平板，吹取向后，强度提高，加工时利用热空气封平板，吹压成穹顶的过程中，使材料发生双轴取向。压成穹顶的过程中，使材料发生双轴取向。例例4 4：ABSABS生生产平安帽，也接受真空成型平

26、安帽，也接受真空成型（先（先挤诞生成管材，再将管材放到模具中生成管材，再将管材放到模具中吹塑成型）吹塑成型）获得制品。各种中空塑料制品得制品。各种中空塑料制品（瓶，箱，油桶等）接受吹塑工（瓶，箱，油桶等）接受吹塑工艺成型，成型，也包含通也包含通过取向提高制品取向提高制品强度的原理度的原理例例5 5：PVCPVC热收收缩包装膜（包装膜（电池外包装用得池外包装用得最多）具有受最多）具有受热而收而收缩的特点，特点是的特点，特点是强度高，透亮性好，防水防潮，防度高，透亮性好，防水防潮，防污染，染，绝缘性好，用它作包装材料，不性好，用它作包装材料，不仅可以可以简化化包装工包装工艺，缩小包装体小包装体积，

27、而且由于收，而且由于收缩后的透亮薄膜裹后的透亮薄膜裹紧被包物品，能清晰的被包物品，能清晰的显示物品色示物品色泽和造型，故广泛运用商品包装和造型，故广泛运用商品包装1.取向函数取向函数 取向角取向角：材料中分子材料中分子链主主轴方向取方向取 向方向向方向间的的夹角角 单轴取向：分子取向：分子链平行于取向方向平行于取向方向 2 2 测定取向度的方法定取向度的方法 声波声波传播法，光学双折射法，广播法，光学双折射法，广义X射射 线衍射，衍射，红外二向色性法，偏振外二向色性法，偏振荧光光 法等。法等。纺丝时拉伸使拉伸使纤维取向度提高后，取向度提高后，虽然抗然抗张强度提高度提高 ，但是由于取向，但是由于

28、取向过度，分子排列度，分子排列过于于规整，分子整，分子间相互作用力太大，分子的相互作用力太大，分子的弹性却性却太小了，太小了，纤维变得僵硬、脆。得僵硬、脆。为了了获得确定的得确定的强度和确定的度和确定的弹性的性的纤维，可以在成型加工，可以在成型加工时利用分子利用分子链取向和取向和链段取向速度的不同，用慢段取向速度的不同，用慢的取向的取向过程使整个分子程使整个分子链获得良好的取向，以得良好的取向，以达到高达到高强度，然后再用快的取向度，然后再用快的取向过程使程使链段解段解取向，使之具有取向，使之具有弹性。性。工工艺：纤维在在较高温度下（粘流高温度下（粘流态）牵伸，伸，因高聚物具有因高聚物具有强的

29、流淌性，可以的流淌性，可以获得得整整链取向，冷却成型后，在很短取向，冷却成型后，在很短时间内用内用热空气和水蒸气很快吹塑一下，空气和水蒸气很快吹塑一下，使使链段解取向收段解取向收缩（这一一过程叫程叫“热处理理”）以）以获得得弹性。未性。未经热处理的理的纤维在受在受热时就会就会变形（内衣，汗衫）。形（内衣，汗衫）。7-1 概念概念 7-2 聚集聚集态特点特点 7-3 性能影响性能影响 7-1-1 分类 1 高分子-增塑剂体系（增塑高聚物）增塑剂能降低加工温度，特殊对于加工温度接近于分解温度的高聚物，通过调整增塑剂用量可以获得一系列由软到硬的产品。从聚集态结构来看，该体系一般可看作是高分子与增塑剂

30、互溶的浓溶液，是均相体系。2 高分子-填充剂体系（增加高聚物或复合材料）碳墨补强橡胶的成功，标记着复合材料的起先。50年头以后复合材料的领域突飞猛进。60年头后又出现高级复合材料。以高分子树脂、金属等为基体，加进去玻璃纤维、碳纤维、硼纤维等 获得具有优异性能的复合材料。这种体系无疑是非均相的。3 高分子-高分子体系（共混高聚物blend）这个体系与冶金工业的合金很相像，所以又叫高分子合金（polymer alloy）。高分子合金在60年头达到高潮，通过物理或化学的方式将已有的高分子材料进行剪裁加工，制成两种或多种高分子的复合体系，这是极为丰富多系的领域。不仅有着丰富的理论，也有丰富的实践内容。

31、（限于时间，我们只能做摘要的介绍，同学们要是有爱好也可以找这方面的专著去看）共混高聚物的制共混高聚物的制备方法方法1.物理共混：物理共混：机械共混机械共混 溶液共混溶液共混 乳液共混乳液共混 2.化学共混化学共混 ：溶液接枝共混：溶液接枝共混 熔融接枝共混熔融接枝共混 嵌段共混嵌段共混 共聚物的聚集共聚物的聚集态 均相体系：二均相体系：二组分在分子水平上相互混合分在分子水平上相互混合 非均相体系：二非均相体系：二组分不能达到分子水平混分不能达到分子水平混 合，各自成一相，形成非均合，各自成一相，形成非均 相体系相体系 低分子的相容性是指两种化合物能否达到分子低分子的相容性是指两种化合物能否达到

32、分子水平的混合水平的混合问题：能，就是相容；否：能，就是相容；否则就是不就是不相容。相容。可用可用 来推断：假如来推断：假如 就能相就能相容。容。两种高分子两种高分子掺和在一起能不能混合？混合的程和在一起能不能混合？混合的程度如何？度如何？这就是高分子的相容性。就是高分子的相容性。高分子相容性的概念与小分子有相像之高分子相容性的概念与小分子有相像之处，也可用，也可用 来推断。来推断。但由于高分子但由于高分子-高分子的混合高分子的混合过程一般是程一般是吸吸热的（破坏分子的（破坏分子间力），所以力），所以 ，且高分子，且高分子-高分子混合高分子混合时，熵的的变更更 但数但数值很小，所以使很小，所以

33、使 很困很困难。因此，。因此，绝大多数大多数高分子高分子-高分子混合物达不到分子水平的高分子混合物达不到分子水平的混合，或者混合，或者说是不相容的，是不相容的，结果形成非果形成非均相体系，均相体系，为二相体系或多相体系。而二相体系或多相体系。而这正是我正是我们要追求的，假如形成均相，要追求的，假如形成均相，反而得不出我反而得不出我们所希望的特性了。所希望的特性了。常用容度参数推断常用容度参数推断两种高分子的两种高分子的 值值越接近，越接近，值值就越小，所以就越小，所以 值值就越小，相容性就越好。但就越小，相容性就越好。但这这一原一原则则不是不是总总是有效，有是有效，有时时要用要用实实践来践来选

34、择选择更牢靠：更牢靠：把两种高分子分把两种高分子分别别溶解在相同的溶溶解在相同的溶剂剂中，再中，再相混合，看混合以后的状况了推断。相混合，看混合以后的状况了推断。将混合的溶液将混合的溶液浇浇到模子中，到模子中，视视察得到的薄膜察得到的薄膜的透亮性来推断相容性。的透亮性来推断相容性。两种高分子干脆在两种高分子干脆在辊辊筒上熔化筒上熔化轧轧片（或片（或压压力力机机热压热压成片），依据薄片的光滑度和透亮性推成片），依据薄片的光滑度和透亮性推断断7-2-1 热力学上处于准稳定态 既不是热力学的稳定态，又不是不稳定到那么简洁发生相分别。相容性好：混合得好，得到的材料二相分散得小且匀整。正是这种相容性适中

35、的共混高聚物有很大的好用价值。外观上看匀整，但电镜可看到有二相存在，呈微观或亚微观相分别（肉眼看不见分层，甚至光学显微镜也看不到）相容性太差时：混合程度很差，或者混不起来，或者混起来也明显有宏观的相分别，出现分层现象，无运用价值。事事实上的上的结构比以上构比以上结构要困构要困难些，也没有如些，也没有如此此规则可能有可能有过渡渡态或几种形或几种形态共存。共存。假如其中一个假如其中一个组分能分能结晶，晶，则结构中又增加晶构中又增加晶相、非晶相的相、非晶相的织态结构，状况更构，状况更为困困难。上面形态中二端的状况，即一侧是分散相。一侧是连续相的状况依据二相依据二相“软”、“硬硬”状况可以分四状况可以

36、分四类：1 1 分散相分散相软（橡胶）（橡胶）-连续相硬（塑料）相硬（塑料）例如：橡胶增加塑料（例如：橡胶增加塑料（ABSABS、HIPSHIPS）2 2 分散相硬分散相硬-连续相相软 例如：例如：热塑性塑性弹性体（性体（SBSSBS）3 3 分散相分散相软-连续相相软 例如：自然橡胶与合成橡胶共混例如：自然橡胶与合成橡胶共混4 4 分散相硬分散相硬-连续相硬相硬 例如：例如：PEPE改性改性PCPC下面介下面介绍第第1 1种共混高聚物种共混高聚物大多数非均相共混高聚物是不透亮的。因大多数非均相共混高聚物是不透亮的。因为二相的密度不同，折射率不同，光二相的密度不同，折射率不同，光线在两相在两相

37、界面上界面上发生折射和反射的生折射和反射的结果。果。例例1 ABS1 ABS是由是由连续相相ASAS（丙（丙烯腈-苯乙苯乙烯共共 聚）塑料（透亮）和分散相聚）塑料（透亮）和分散相SBRSBR（丁苯橡胶）（丁苯橡胶）（不透亮）接枝共聚，（不透亮）接枝共聚，ABSABS是不透亮的。是不透亮的。例例2 PMMA2 PMMA韧性不足，将性不足，将 MMA MMA和和S S共混后共混后获得得MBSMBS塑料，抗冲塑料，抗冲击强度提高很多但成度提高很多但成为不不透亮的材料。假如透亮的材料。假如严格格调整二相各自的共整二相各自的共聚聚组成。使两相的折射率相接近，就可得成。使两相的折射率相接近，就可得到透亮的

38、到透亮的MBSMBS塑料。塑料。例例3 SBS3 SBS塑性塑性弹性体：分散相（硬）性体：分散相（硬）-PS-PS塑料塑料连续相（相（软）-PB-PB橡胶。橡胶。PSPS作作为分散相分分散相分散在散在PBPB橡胶橡胶连续相中。但由于分散相尺寸相中。但由于分散相尺寸很小，不影响光很小，不影响光线通通过，因而是透亮的。，因而是透亮的。例例1 1 对于有些塑料，于有些塑料，为了增加了增加韧性，接受加增塑性，接受加增塑剂的方法。例如的方法。例如PVCPVC，由于它的加工温度接近分解温，由于它的加工温度接近分解温度，只好加增塑度，只好加增塑剂使它的使它的TgTg下降。也就是将用增下降。也就是将用增韧的方

39、法使的方法使韧性性获得，却降低了作得，却降低了作为塑料的运用塑料的运用温度。温度。例例2 2 橡胶增加塑料橡胶增加塑料HIPSHIPS，由于在，由于在PSPS塑料中加入了橡塑料中加入了橡胶胶组分，所以抗冲性大大提高（分，所以抗冲性大大提高（韧性大大提高），性大大提高），但却不降低运用温度（因但却不降低运用温度（因为形成二相体系，分散形成二相体系，分散相相为橡胶，它的存在橡胶，它的存在对于于连续相相PSPS的的TgTg影响不大）影响不大）这是共混高聚物的突出是共混高聚物的突出优点之一。点之一。橡胶增橡胶增韧塑料的力学性能上最突出的特点塑料的力学性能上最突出的特点是：大幅度提高是：大幅度提高韧性的同性的同时，不至于，不至于过多多的的牺牲材料的牲材料的刚性和抗性和抗张强度，度，这是特是特别牢靠的性能。牢靠的性能。这就就为脆性高聚物（低廉易得的脆性高聚物（低廉易得的PSPS，太脆），太脆）开拓了广袤的途径（开拓了广袤的途径（HIPSHIPS）。因）。因为塑料作塑料作为连续相起到了保持原有的相起到了保持原有的刚性和抗性和抗张性性能的作用，而引入的分散相橡胶达到了吸能的作用，而引入的分散相橡胶达到了吸取冲取冲击能量、分散冲能量、分散冲击能量的作用。能量的作用。感感谢