聚合物共混物的形态结构

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1、聚合物共混物的形态结构聚合物共混物形态学的主要课题之一就是研究共混物中的相结构，包括形态类型、区域结构、尺寸形状、网络结构、结晶形态、界面等内容聚合物的形态结构是决定其基本性能的最基本的因素之一共混物的形态结构与加工过程密切相关研究加工—形态结构—性能三者之间的关系形态结构的影响因素：热力学因素：相互作用参数，界面张力等决定均相或多相；工艺引起的动力学因素：决定平衡结构能否达到以及达到程度；（相分离机理，冷却速度）流动场诱发的形态结构。（流动参数的不同）加工方法；组成比例。本章主要内容形态结构的基本类型相

2、容性、混合加工方法的影响测定方法相界面结构4.1形态结构的基本类型两相共混物，按相的连续性可分：单相连续结构；两相互锁或交错结构；相互贯穿两相连续。均相共混物以上同样适用于多组分4.1.1单相连续结构聚合物共混物中的两个相或多个相中只有一个相连续，连续相称为分散介质（基体），其他的相分散于连续相中称为分散相。根据分散相相畴的形状、大小及与连续相结合情况不同表现为多种形式。分散相形状不规则：大小极为分散颗粒组成，机械共混法的产物。分散相颗粒较规则一般为球型。分散相为胞状或香肠结构。分散相为层片状。单相连续单

3、相连续阻隔性较好的PE/PA共混物，PA成层片状分散。抗静电材料。必要的形成条件是：分散相熔体粘度大于作为连续相熔体粘度，共混时适当的剪切力及恰当的增容技术。4.1.2两相互锁或交错结构（两相共连续结构）嵌段共聚物SD分离，两嵌段组分含量接近。一般增容的非均相共混物和嵌段共聚物依分散相组成变化可分别形成珠滴状（φ<0.15），纤维状0.15<φ<0.38，交错层状（组分含量相近）。实际可能出现各种过渡形式或者几种形态结构同时并存。TheAFMphotographsofPP/LLDPE（50/50）blen

4、dsobtainedbyinjectionmoldingandhighshearconditionSD相分离由于PP的模量高于LLDPE，图中较亮的区域表示PP相，较暗的区域表示LLDPE相。两相共连续结构相的逆转：分散相变成连续相，连续相变成分散相。存在经验公式：φ1/φ2=η1/η2=λ。因λ常与剪切有关，所以相逆转的组成还受混合、加工方法及加工条件的影响。phaseinversion(a)(b)(c)(d)(e)SEMphotographsofPP/PSobtainedbyinjectionmold

5、ing，PP/PS=(a)90/10,(b)70/30,(c)50/50,(d)30/70and(e)20/804.1.3相互贯穿的两相连续结构典型例子：IPN。连续性大的相对性能影响大。相容性越好，交联度越大，IPN的相畴越小4.1.4含结晶聚合物共混物的形态特征以上情况也同样适应于含结晶共混物，还要考虑共混后结晶形态和结晶度改变。C/A中相容性对形态结构有重要影响，还受共混比例，组分结晶度，结晶动力学因素，共混工艺条件的制约。（共八种）同非晶区部分相容含结晶聚合物共混物的形态特征C/C中存在各自的晶区

6、和非晶区，结晶性及晶体结构受多方面因素影响，共混物形态结构更复杂。1，2破坏了原两聚合物结晶性，1相容性好。（PBT/PET）3，4较普遍，两相分离的C/C5，分别形成球晶6，共晶（共混物结晶熔融峰单一，且不同于原来）：LLDPE/UHMWPE，HDPE/LDPE还有另外两种4.3相容性对形态结构的影响随着相容性提高，相界面由明显到模糊，相结构由粗到细，甚至消失。PVC/NBR，随丙烯腈含量变化分子量减小，相容提高；分子量分布宽时，低分子倾向于界面层扩散，相容提高。加工过程中流动场中，应力可引起不可逆变化

7、，相容降低；也可引起可逆变化，相容增大。4.4制备方法和工艺条件对形态结构的影响制备方法影响接枝共聚-共混，分散相为球状颗粒；熔融共混，分散相颗粒尺寸大，颗粒较不规则。溶液浇铸成膜时，形态结构与所用溶剂有关。如：SBS，苯/庚烷（90/10）；四氢呋喃/甲乙酮（90/10）制备方法和工艺条件对形态结构的影响流动参数影响剪切作用下熔体珠滴变形和破碎过程：粘度比界面张力系数聚合物熔体一般为非牛顿体，必须对界面张力进行修订。聚合物共混的一些问题共混物中各种组分的最终结局如何？它们分散程度如何？这些组分自身怎样分

8、布？加工过程对结构的影响如何？微结构对材料性能有何影响？4.5共混物形态结构的测定方法光学显微镜（1um）电子显微镜其他方法光学显微学（OM）光学观察的简易可行，并且通过不同类型照射的结合，有时可能得到其它方法不易获得的信息。常用的观察技术是制备感兴趣的共混物薄片，并用透射相差模式观察试样。光学显微学的一个重要用途是表征常常加入共混物中的异相物，如纤维、填料、或颜料。无论是反射光或透射光模式，是抛光的还是切片的试样，这些特征均