聚合物共混原理第二章聚合物共混物的形态学

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1、众所周知，高分子材料的结构决定着材料的性能。其它材料如金属和无机非金属材料也是这样。结构和性能是相互对应和统一的。高分子物理，主要阐述高分子在不同条件下的结构和结构变化规律，以及结构性能的对应关系。第二章聚合物共混物的形态学1本章主要内容：聚合物共混物形态结构的基本类型聚合物共混物的界面层聚合物共混物形态结构表征方法2一聚合物共混物（PB）形态结构的基本类型PB和聚合物一样，其性能除于组分聚合物的化学性质密切相关以外，更直接的决定因素是其内部的形态结构。因此研究PB，首先就是要研究其形态结构。对于双组分聚合物共混物，可分为1、

2、A/A聚合物共混体系2、C/A聚合物共混体系3、C/C聚合物共混体系3单相连续的形态结构是指，构成聚合物共混物的两个相或者多个相只有一个相连续。称之为连续介质或者基体。其它的相分散于基体中，称为分散相。1、非晶－非晶聚合物共混体系1.1单相连续的形态结构连续介质＋分散相4从分散相结构特征来看，可分为以下三种情况：①分散相形状、大小不规则。常为热机械共混法制备。例：采用机械共混法制备的抗冲击PS/橡胶共混物，分散相形状不规则。②分散相形状、大小较规则。分散相不包容或者很少包容连续相成分。举例SBS:S/B=20/80时，丁二烯为

3、连续相，苯乙烯为分散相；随着B含量的降低，苯乙烯变成连续相，产生相反转；当S/B=80/20时，苯乙烯为连续相，而丁二烯嵌段由于链较短，形成颗粒均匀分散于聚苯乙烯基体中，颗粒大小较均匀。5③分散相形状、大小不规则，分散相包容了大量连续相成分.分散相成香肠状结构、胞状结构、蜂窝状结构。如由接枝共聚共混法生产的ABS，HIPS.6例如：通过熔融共混法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)增容的尼龙6(Nylon-6)/ABS共混物。研究了SMA增容的Nylon-6/ABS共混物的相形态与性能.发现在Nylon-6/ABS共混体系中

4、,分散相易聚集,相界面清晰,断裂面光滑,呈脆性断裂,相容性差。加入少量SMA后,共混物由共连续相结构转变为典型的"海-岛"结构,分散相分布均匀,界面粘接程度增加,表明SMA对Nylon-6/ABS体系有显著的增容效果－高分子学报，2007 / /578双酚A型氰酸酯/端羧基丁腈橡胶共混物（BCE/CTBN共混物）的制备。在工艺2中，CTBN相颗粒以0.8～0.9μm尺寸分布较多,在这些颗粒中50%的颗粒以单一颗粒均匀地分布于BCE连续相中,界面处颜色加深；而在另外50%的颗粒中明显地观察到在黑色的CTBN分散相中包容着白色的B

5、CE基体(即所谓的胞状结构),细胞结构粒子中包埋物的存在，既能提高橡胶粒子的刚度,又能增加橡胶相的体积分数,使少量橡胶的作用得以成倍提高。91.2两相互锁的形态结构（两相交错）又叫两相共连续结构、层状结构或者互锁结构。参与共混的两组分含量大体相当。每个组分都有一定的连续性，但都没有形成贯穿三维空间的连续相。典型的例子是两种嵌段含量相近的嵌段共聚物的形态结构。含有60％的丁二烯的SBS的形态结构，电子显微镜照片如图所示：黑色部分为嵌段聚集区，白色部分为PS嵌段聚集区。101.3．两相连续的形态结构①互相穿插；②相畴（分散相的微区

6、），其大小与两组分相容性有关，相容性越好，则相畴越小；③典型例子：互穿网络聚合物IPNs，其中，两种聚合物相互贯穿，整个共混物成为一个交织网络。制造方法：第一种先适度交联，然后浸入第二种单体中进行聚合。11两种组分都形成三维空间连续的形态结构。典型的例子是互穿网络聚合物（IPN）。如图所示。注意，互穿网络聚合物不是分子级别的的相互贯穿，而是分子微小聚集体相互贯穿。两组分的相容性和交联度越大，相互贯穿网络聚合物两相结构的相畴就越小。白色部分为PS122、结晶-非晶聚合物共混体系这一类共混物比较多，如弹性体增韧PP、弹性体增韧HD

7、PE、弹性体增韧尼龙等。其形态结构既包括相态结构，又包括结晶性聚合物组分的结晶形态两部分。13晶粒分散在非晶介质中；球晶分散于非晶介质；非晶态分散于球晶中；非晶态高分子形成的较大聚集区域分散在球晶中。2.1.相态结构包括单相连续、两相互锁和相互贯穿的两相连续的相态。2.2.结晶形态结晶形态复杂有近10种情况，主要的有4种类型：14非晶态高分子形成的较大聚集区域分散在球晶中。晶粒分散在非晶介质中；球晶分散于非晶介质；非晶态分散于球晶中；153、结晶－结晶聚合物共混体系对于两种结晶性聚合物制得的聚合物共混物，主要研究其结晶形态，类

8、型如下。②.两种结晶高聚物分别形成细小晶粒分散于非结晶的连续介质中；①.生成非晶共混体系，如PBT/PET，发生酯交换反应形成了无规嵌段共聚物，完全失去了结晶性；16③．一种形成球晶，另一种形成细小晶粒，分散于连续介质中；④.两种高聚物分别形成球晶，非晶高聚物分散于球晶中；⑤