聚合物共混原理第五章制备方法和工艺条件对共混物形态结构的影响

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1、5.1聚合物共混物制备方法物理共混法接枝共聚共混法互穿聚合物网络法5.2制备方法和工艺条件对共混物形态结构的影响制备方法的影响工艺条件的影响共混物组成的影响相分离机理的影响成型加工技术的影响第五章制备方法和工艺条件对共混物形态结构的影响内容15.1聚合物共混物制备方法5.1.1物理共混法按照物料在共混过程中的形态分，物理共混可分为粉料共混、熔体共混、溶液共混、乳液共混。依靠物理作用而实现高聚物的共混。粉料共混：将两种或者两种以上的粉状聚合物在加工设备中进行混合，加热到一定温度或者不加热。常用设备有高速捏合机，Z

2、型捏合机等。2熔体共混：将共混组分先进行预混合，然后用混炼设备在黏流温度以上进行共混。设备有开炼机、密炼机、螺杆挤出机等乳液共混：将不同种的聚合物乳液一起混匀后，加入絮凝剂使不同的聚合物共沉淀出来，形成聚合物共混物。溶液共混：按照共混改性塑料的配方设计，将各个组分加入共同溶剂中，在一定温度下搅拌溶解混合均匀；或者将组分分别溶解，然后混合在一起搅拌均匀，然后加入非溶剂中共沉淀或加热蒸出溶剂，即可获得共混改性塑料。。35.1.2共聚共混法共聚共混法包括接枝和嵌段共聚共混法。接枝共聚－共混法的操作程序如下：将聚合物A

3、溶解于聚合物B的单体中，然后依靠引发剂或者热能的引发B单体在聚合物A上的接枝共聚。45.1.3互穿聚合物网络法IPN的制备方法一般来说主要有顺序和同步两种方式。顺序方式即是首先合成一种交联聚合物网络，然后将另一种聚合物合成所需的单体、交联剂和引发剂等在前一种聚合物网络中溶胀和形成自己的大分子链。同步方式则是将合成两种聚合物网络的单体或线性齐聚物以及催化剂和引发剂混合，通过各自不同类型的聚合反应形成各自的网络链或线性大分子。5但以相当的速率来控制两种聚合反应是很困难的。常用的方法是热聚合和光聚合，两种方法都不适宜

4、制备大尺寸的IPN样品，因为热聚合中很难维持均一的温度，而光聚合光不能均匀地穿透厚的样品。为此，有人提出了一种新的同步IPN制备方法——二元前端聚合。其原理是利用两种不同且互不干涉的聚合历程的前端热扩散而实现同步互穿，其前端的瞬间反应和高温下（近200℃）两种反应的速率接近相等，链增长均匀。这种方法尤其适合用光引发和热引发很难制备的发生严重相分离的大尺寸IPN样品。65.2制备方法和工艺条件对共混物形态结构的影响制备方法的影响工艺条件的影响共混物组成的影响相分离机理的影响成型加工技术的影响5.2.1制备方法的影

5、响一般，熔融共混制得的聚合物共混物，若为单相连续形态结构，分散相颗粒较不规则，颗粒尺寸也较大。接枝共聚－共混法制得的单相连续形态结构的聚合物共混物，分散相呈现较为规则的球形颗粒。7体积的树脂。85.2.2工艺条件的影响5.2.2.1流动参数的影响工艺条件包括：流动参数、溶剂、温度采用热机械共混法制备聚合物共混物，其典型的流动是剪切流动。流动参数对形态结构的影响是十分复杂的。在一般剪切流动条件下，聚合物熔体为假塑性流体，流动总的形变中伴随有一定量的高弹形变。影响形态结构的一些主要工艺参数，如聚合物1及聚合物2熔体

6、的粘度及相对大小，两种聚合物熔体之间的界面张力等，在两种聚合物熔体流动混合过程中都是在变化的。流动时界面张力也不同于静止状态。91011究结果如图4-4所示，表明PS粒子尺寸随PS浓度增加而增大。12增大了，只是增大幅度比较小。13145.2.2.2溶剂的影响采用溶液共混法制备聚合物共混物时，产品的形态结构与所用的溶剂种有关。S/B＝40/60，溶剂溶解浇成薄膜，S,B在溶剂不同时均可成为分散相，或者连续相。表明结构对溶剂具有选择性，或者不同组分对溶剂的依赖性。155.2.2.3温度的影响165.2.3共混物组

7、成的影响对共混物组成的影响，已经有较清楚的认识：随共混物中分散相浓度的增加，分散相将变为连续相，进入相翻转区域。在相翻转点组成附近，两相形成共连续相结构。一般本体粘度小而体积分数大的组分成为连续相。哪一种组分最终成为连续相，主要取决于该组分的粘度和体积分数两个因素。17又如：嵌段共聚物A-b-B的形态结构与组成比密切相关185.2.4相分离机理的影响（非晶/非晶聚合物共混体系）195.2.4.1旋节分离机理体系组成在两拐点之间，相分离属于这种机理。比如以体系组成φn为来说明。当体系产生微小的涨落而分相时，两相组

8、成必在n两侧。该分离机理的分相过程比较快，随时间延长，两相组成会逐渐接近双节线所要求的平衡相组成。从分散相的形态与尺寸来看，由于体系内到处都有分相现象，这会使分散相区间有一定程度的相互连接，实际上可形成两相互锁（两相连续）的形态结构。如下图所示。2021当一种聚合物含量较少时，如10％左右，若按旋节分离机理发生相分离，分散相也会生成滴状，但是分散相的精细结构与成核－生长机理不同。前面，