聚合物共混改性原理第2章课件.ppt

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1、第二章聚合物之间的相容性2.1聚合物之间相容性的基本特点2.2聚合物－聚合物相容性理论2.3研究聚合物之间相容性的方法2021/8/2312.1　聚合物之间相容性的基本特点油水水/乙醇互溶2021/8/2321.相容性相容：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，形成均相体系------Miscible要求：△Gmix≤0不相容-----Immiscible2021/8/2332.聚合物－聚合物相容性特点完全相容：均相体系，非常少部分相容：较少不相容：较多Krause研究了342对聚合物相容性发现：完全相容：33对部分相容：46对

2、不相容：　264对2021/8/234相容的聚合物对2021/8/235不相容的聚合物对2021/8/2362.2.1　Flory-Huggins聚合物共混体系热力学理论热力学第二定律：两种液体等温混合时△Gm=△Hm-T△Sm△Gm:摩尔混合自由焓△Hm:摩尔混合热△Sm：摩尔混合熵2.2　聚合物/聚合物相容性理论2021/8/2371949年：Huggin和Flory从晶格理论出发：△Hm＝RTχ12φ1△Sm=-R(n1lnφ1+n2lnφ2)n1，n2:组分1和2的摩尔分数φ1，φ2：组分1和2的体积分数χ12：Huggin-Flory

3、相互作用参数2021/8/238聚合物间热力学相容的必要条件：△Gm≤0　即：△Hm0但熵增很小，且随分子量上升，△Sm下降，△Sm→02021/8/239△Hm＝Vm(1-2)2φ1φ2为满足热力学相容的条件：△Hm

4、m△Gm，于相容性不利2021/8/2311但分子量，力学性能，为获取优良的力学性能，参与共混的聚合物的分子量一般较大，所以共混改性的高分子材料组分间的相容性大多数都不太好。3.异种聚合物大分子间的相互作用△Sm→0，△Gm决定于△Hm2021/8/2312若两组分聚合物间只是通常的范德华力△Hm>0，△Gm>0不相容例：聚苯乙烯聚-甲基苯乙烯聚异戊二烯聚丁二烯结构相似，但相容性较差？2021/8/2313若两组分聚合物间有特殊相互作用，如氢键、强的偶极-偶极作用、离子-偶极作用、离子-离子作用、电荷转移络合作用、酸碱作用等。

5、△Hm<0△Gm<0相容例：氢键导致相容体系2021/8/2314PS/PMMA不相容体系图(a)：PS/PMMA(40/60)为不相容体系，共混物两相界面清晰，相畴尺寸达几十微米。2021/8/2315图(b)PS(OH)中有0.8%（mol）的-OH被引入，分散相尺寸明显减小。在PS中引入羟基，制成PS(OH)，PS(OH)/PMMA为部分相容体系2021/8/23162021/8/2317图(c)当PS(OH)中有1.2%（mol）的-OH时，体系形成了紧密交错的相结构，相畴尺寸仅几十纳米。若-OH含量达到1.9%（mol）时，共混物

6、TEM上已观察不出多相图像，成为完全相容体系。2021/8/23184.无规共聚物的组成例：PVC(均聚物)/NBR(无规共聚物)AN含量为20%左右的NBR与PVC的共混物：半相容体系2021/8/2319表明：共聚物的组成对高分子合金的相容性影响很大AN含量为40%左右的NBR与PVC的共混物：完全相容体系2021/8/23205.高分子的聚集态结构PP，＝7.9~8.1(cal/cm3)1/2PE，＝8.0~8.2(cal/cm3)1/2PIB，＝8.05(cal/cm3)1/2PE/PP，PE/PIB，PP/PIB相容？化学性质相

7、近，但不相容2021/8/2321若两组分无强烈的相互作用，则无明显的放热效应，单靠异种大分子相混合的熵增不能补偿破坏结晶聚合物的结晶生成能，二者共混是热力学不相容的。结晶聚合物/结晶聚合物结晶聚合物/非晶聚合物2021/8/23226.温度对于部分相容的共混物，△Gm－组成与温度存在复杂的关系，归纳有以下类型：2021/8/2323T>UCST，完全相容，均相体系T

8、因为T对吸热反应有利故多为：△Hm>0体系（相互间无强烈相互作用）2021/8/2325TLCST，完全相容，部分