第4章 多组分体系.ppt

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1、主要内容：概论1高分子的链结构2高分子的溶液性质3高分子的多组分体系4聚合物的非晶态5聚合物的结晶态6聚合物的屈服和断裂7聚合物的高弹性和粘弹性8聚合物的其他性质9内容提要4.1高分子共混物的相容性4.2多组分高分子的界面性质4.3高分子嵌段共聚物熔体与嵌段共聚物溶液4.1高分子共混物的相容性某一温度范围内互容高分子共混物——高分子合金——高分子浓溶液热力学上的互容——ΔFM<0高分子链相互牵连——不能达到分子水平的互容高温互容低温分相UCST低温互容高温分相LCST4.1高分子共混物的相容性两组分相容两组分不相容非均相的混合物——“两相结构”或“两相体系”在不

2、完全相容的高分子-高分子混合物中，还存在着混合程度的差别，而这种混合程度与高分子-高分子间的相容性有关。因此，高分子的相容性概念不像低分子的互溶性那么简单，它不仅是指相容与不相容，而且还应该注意相容性的好坏对其性能的影响。4.1高分子共混物的相容性通过热力学解释共混物的相分离现象NA个链段数为xA，体积为ΦA的高分子ANB个链段数为xB，体积为ΦB的高分子B共混混合熵和混合焓分别为ΔSM=-k(NAlnΦA+NBlnΦB)ΔHM=kTχNAxAΦBΦA=1-ΦB=ΦΔFM=kT[NAlnΦ+NBln(1-Φ)+χxANA(1-Φ)]χ=A/T+BΦ+CA,B,C

3、——常数体系确定后，可调节温度和浓度使χ小于临界值χc，使共混物的混合焓变小而达到互容。4.1高分子共混物的相容性图4-3两组分共混聚合物的混合自由能对组成的曲线T1

4、A=xB=x，则很小，互容体积很小！4.1高分子共混物的相容性分相过程对共混物的形态结构和物理性能的影响体系温度稍高于T2时，共混物容易发生分离，形成一种相分布在另一种相中的“海岛”结构，该过程需要克服成核位垒——成核和生长体系温度为T3时，共混物形成“网络状”的相分布在另一种相中——亚稳极限分解相分离过程的浓度涨落和形态演化4.2多组分高分子的界面性质界面的能量和结构直接影响两相的粘合！恒温恒压下测量两种粘合的物质分离时对单位界面面积所做的可逆功叫粘合功：We=r1+r2-2r12r——表面张力：界面面积A改变dA所需的功dW=rdAr1，r2——两种物质各自

5、的表面张力r12——两种物质的界面张力界面厚度两相的粘合强度随界面张力的降低而增高，随相容性的改善而增加；界面张力随哈金斯参数减小而降低。4.3高分子嵌段共聚物熔体与嵌段共聚物溶液缩聚、催化聚合、活性自由基聚合合成嵌段聚合物用来制备塑料工业中的热塑性弹性体可加工性高弹性1嵌段聚合物的微相分离嵌段聚合物在一定温度下发生相分离嵌段间具有化学键的连接，形成平均相结构微区的大小只有几十到几百纳米尺度，称微相分离嵌段聚合物发生微相分离的相转变温度称微相分离温度TMST，或有序-无序转变温度TODT4.3高分子嵌段共聚物熔体与嵌段共聚物溶液溶剂对其中的某一嵌段有很强相互吸引

6、作用时，固定温度改变浓度或固定浓度改变温度两种条件下，嵌段共聚物类似于小分子的表面活性剂，与溶剂作用强的嵌段倾向于与溶剂混合，另一嵌段倾向于与其他链的相似嵌段聚集，形成胶束——临界胶束浓度CMC，临界胶束温度CMT。进一步增加浓度，这些胶束逐渐发生交叠，形成物理凝胶，几乎不能流动，形成凝胶的临界浓度称临界凝胶浓度CGC2嵌段聚合物的溶液性质QandAEnd