高分子第章-多组分体系.ppt

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1、5.9.1高聚物共混5.9.1.1混合类型1、高聚物/增塑剂：提高弹性和耐寒性2、高聚物/补强剂：橡胶/碳黑增强，增硬,提高耐磨性3、高聚物/高聚物共混：高分子合金5.9.1.2共混高聚物类型1、按相容性分类（1）完全相容：分子水平共混为均匀一体；（2）一定水平相容：存在微相或亚微相分离2、按软硬相分类（1）软相分散于硬相（连续相）：橡胶增塑塑料（2）硬相分散于软相：塑料增强橡胶（3）软-软相：天然和合成橡胶（4）硬-硬相：如PS/PP5.9.1.3共混方法1、物理共混：熔融体机械捏合；浓溶液机械搅拌混合2、化学共混：接枝

2、共聚及嵌段共聚；互穿聚合物网络（IPN）5.9.1.4互穿聚合物网络（IPN）一、定义：两种以上高分子各自形成网络，互相穿透缠结在一起，形成强迫共混相容，称为互穿聚合物网络。(InterpenetratingPolymerNetwork,IPN)二、类型：全互穿（Full-IPN）两种以上高分子各自形成网络，互相穿透。半互穿（Semi-IPN）只有一种高分子形成网络，另一种线性高分子穿透在其中。5.9.2高分子共混物的相容性5.9.2.1高分子共混相容的条件一、相容性:不同种分子混合的程度，即两种以上分子间相互作用的程度混合自

3、由能：GM=HMTSMGM<0，完全相容高分子链相互缠结，SM很小混合过程为吸热过程，HM>0因此，GM>0大多数高分子共混物达不到分子水平和链段水平的互容二、溶解曲线溶解曲线亦称为两相共存线（binodalcurve）或相平衡线。某些共混高聚物在一定温度范围内能互容或部分互容，如同高分子溶液一样具有溶解曲线。PS/PCL共混物的UCST相图临界共溶温度：高分子共混物达到分子水平或链段水平相容的临界温度。高临界共溶温度（UCST）：在高温互容，在低温分相PS/PVME共混物的LCST相图低临界共溶温度（LCST

4、）：在低温互容，在高温分相5.9.2.2相分离现象的热力学解释相分离：共混高聚物由于相容性较差而形成各自独立的结构微区高分子相分离特点：十分缓慢假定有NA个链段数为xA的高分子A与NB个链段数为xB的高分子B互相混合，它们的体积分数分别为A和B按Flory似晶格模型理论：式中为Huggins相互作用参数令：A＝＝1－BGM=kT[(NAln+NBln(1-)+xANA(1-)]或假定高聚物具有相同的链段摩尔体积，即Vs1＝Vs2，与体系的浓度和温度有关，A、B、C都是与体系有关的常数因此,可调节温度和浓

5、度使小于某临界值C，使共混物的HM变小而达到完全互容;共混高聚物具有UCST或LCST的区别取决于相互作用参数对温度的依赖性，即上式中A值的正负相界面性质：界面张力，界面处互相浸润（wetting），界面粘合强度共混物高聚物的理想模型分散相：少量且分散分布的组分连续相：大量且连续分布的组分共混高聚物理想模型棒状棒状层状球状球状共混物组分的分子量分子量较小有利于共混相容性增加（UCST）PS/PCL共混物的UCST相图PS/PVME共混物的LCST相图Mw大Mw小Mw小Mw大5.9.2.3共混相容性表征方法1、电镜观测：

6、透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）观测材料表面及内部是否均匀结构聚氨酯(PU)/苄基魔芋葡甘聚糖（B-KGM）半-IPN膜(UB)截面SEM照片半互穿网络聚合物相转变结构示意图:PU相(白色)和B-KGM(黑色)2、红外光谱：两种高分子之间形成氢键、离子键或静电相互作用，表明相容性较好聚氨酯/苄基魔芋葡甘聚糖（UB）半-IPN膜羰基吸收区的红外光谱图在1731cm-1、1713cm-1和1702cm-1为-C=O的特征吸收峰。随着B-KGM分子量降低，UB-5膜中游离-C=O与键合-C=O的吸收强度之比增大，即PU本身的游

7、离-C=O组分较多(分子量较低的UB-5中B-KGM较容易穿透到PU的网络中，从而降低了PU本身的氢键相互作用3、动态力学分析测量玻璃化转变温度（Tg）：两个共混物的Tg彼此靠近，表明相容性较好聚氨酯/苄基魔芋葡甘聚糖（PU/B-KGM）的动态力学(DMTA)温度谱，UB-20为相容性较好的IPN材料4、透光率：若出现明显相分离，则透光率明显下降5、X-射线衍射测量结晶度（xc）：共混相容性好的一般xc下降，分子重排例外5.9.2.5高聚物的共混改性一、改善相容性的途径1、改变组分结构：先接枝或嵌段后再共混。如：SBS接枝物+

8、PS共混2、引入增容的第三组分利用易形成氢键的物质加入到共混体系中。如PVC：SBS+MMA/PVC共混3、选择溶解度参数相近的高聚物共混4、互穿网络聚合物：PU/天然高分子或合成高分子二、共混高聚物的性能及应用性能：1、光学性能：透光率下降。如ABS树脂为乳白色2、热性能