共混改性基本原理

1、2.4.1 分布混合與分散混合分布混合與分散混合n分布混合分布混合n也稱分配混合，指分散相粒子也稱分配混合，指分散相粒子不發(fā)生破碎不發(fā)生破碎，只改變分散相的空間分布狀況、增加分散相分布只改變分散相的空間分布狀況、增加分散相分布的隨機(jī)性的混合過程。的隨機(jī)性的混合過程。(僅使分散相的空間分布趨僅使分散相的空間分布趨于均勻化于均勻化)n分散混合分散混合n指指既既增加分散相空間分布的隨機(jī)性，增加分散相空間分布的隨機(jī)性，又又減小減小分散相粒徑，改變分散相粒徑分布的過程。分散相粒徑，改變分散相粒徑分布的過程。n對(duì)于對(duì)于熔融共混過程熔融共混過程：n分散相在外加能量作用下破碎，粒徑變小、粒徑分散相在外加能量作

2、用下破碎，粒徑變小、粒徑在基體中分布發(fā)生變化，因此屬于在基體中分布發(fā)生變化，因此屬于分散混合過程分散混合過程。2.4.2 分散相的分散與集聚過程分散相的分散與集聚過程n熔融共混過程：熔融共混過程：分散過程分散過程集聚過程集聚過程互逆互逆分散相在剪切應(yīng)力作用下分散相在剪切應(yīng)力作用下發(fā)生破碎：發(fā)生破碎：1、粒徑變?。?、粒徑變小；2、表面能變大；、表面能變大；3、粒子數(shù)量增多；、粒子數(shù)量增多；4、相互碰撞幾率變大；、相互碰撞幾率變大；5、非自發(fā)進(jìn)行的過程。、非自發(fā)進(jìn)行的過程。細(xì)小粒子在能量最小定律細(xì)小粒子在能量最小定律作用下產(chǎn)生集聚：作用下產(chǎn)生集聚：1、粒徑增大；、粒徑增大；2、表面能變小；、表面能

3、變??；3、粒子數(shù)量減小；、粒子數(shù)量減??；4、自發(fā)進(jìn)行的過程。、自發(fā)進(jìn)行的過程。n分散過程的影響因素：分散過程的影響因素：n（一）外界作用于共混體系的剪切能；（一）外界作用于共混體系的剪切能；n與剪切應(yīng)力、體系的黏度和剪切速率相關(guān)與剪切應(yīng)力、體系的黏度和剪切速率相關(guān)nE單位體積的剪切能；單位體積的剪切能；n剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力n共混體系的黏度共混體系的黏度n剪切速率剪切速率2En（二）分散相物料自身的破碎能（二）分散相物料自身的破碎能n 破碎能破碎能=宏觀破碎能宏觀破碎能+物料的表面能物料的表面能n即：即：n宏觀破碎能宏觀破碎能EDk分散相物料的粘滯力，包括熔體分散相物料的粘滯力，包括熔體黏度黏度+

4、黏彈性黏彈性n表面能表面能EDf界面張力界面張力+分散相的粒徑分散相的粒徑DbDkDfEEEn提高分散效率（獲得更小粒徑）的途徑：提高分散效率（獲得更小粒徑）的途徑：n1、增大剪切應(yīng)力或提高剪切速率；、增大剪切應(yīng)力或提高剪切速率；n2、提高物料黏度；、提高物料黏度；n3、降低分散相物料的表面能、降低分散相物料的表面能（如添加助劑等）。（如添加助劑等）。n4、改善界面相容性、改善界面相容性：增加連續(xù)相包裹分散相的：增加連續(xù)相包裹分散相的能力，減小分散相的碰撞次數(shù)和碰撞的有效率。能力，減小分散相的碰撞次數(shù)和碰撞的有效率。n名詞名詞:碰撞的有效率碰撞的有效率n分散相粒子相互碰撞而導(dǎo)致集聚成大粒子的分

5、散相粒子相互碰撞而導(dǎo)致集聚成大粒子的幾率。幾率。2EDbDkDfEEEn平衡粒徑平衡粒徑n在熔融共混過程中，分散相的分散過程與集在熔融共混過程中，分散相的分散過程與集聚過程達(dá)到一定的動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，分散相的粒徑也聚過程達(dá)到一定的動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，分散相的粒徑也達(dá)到一平衡值，稱為達(dá)到一平衡值，稱為“平衡粒徑平衡粒徑”。124DDDkPRPE要降低平衡粒徑要降低平衡粒徑R*1、降低有效碰撞幾率、降低有效碰撞幾率P2、降低兩相界面張力、降低兩相界面張力3、降低分散相的體積分?jǐn)?shù)、降低分散相的體積分?jǐn)?shù)4、提高共混物的熔體黏度、提高共混物的熔體黏度5、提高剪切速率、提高剪切速率6、降低宏觀破碎能、降低宏觀破碎能E2

6、.4.3 控制分散相粒徑的方法控制分散相粒徑的方法n主要有三個(gè)方面：主要有三個(gè)方面：n一是一是 共混時(shí)間共混時(shí)間n二是二是 共混組分的熔體黏度共混組分的熔體黏度n三是三是 界面張力界面張力n（一）共混時(shí)間（一）共混時(shí)間n分散相的粒子破碎的難易取決于分散相粒徑的大分散相的粒子破碎的難易取決于分散相粒徑的大?。盒。毫皆酱?，越容易破碎；粒徑越小，則越難破碎粒徑越大，越容易破碎；粒徑越小，則越難破碎。n在共混過程中，分散相粒徑的減小和粒徑的分布在共混過程中，分散相粒徑的減小和粒徑的分布均勻化是同時(shí)進(jìn)行的，這是一個(gè)過程，因此需要均勻化是同時(shí)進(jìn)行的，這是一個(gè)過程，因此需要時(shí)間。時(shí)間。n對(duì)于相同的共混體系

7、而言，對(duì)于相同的共混體系而言，延長(zhǎng)共混時(shí)間延長(zhǎng)共混時(shí)間會(huì)使分會(huì)使分散相的粒徑散相的粒徑更小更小，且分布，且分布更為均勻更為均勻；n但是，是否共混時(shí)間越長(zhǎng)越好呢？但是，是否共混時(shí)間越長(zhǎng)越好呢？n否否！n（1）隨著共混時(shí)間的延長(zhǎng)，共混體系中的分散）隨著共混時(shí)間的延長(zhǎng)，共混體系中的分散相粒子的破碎和集聚過程會(huì)因達(dá)到一個(gè)相粒子的破碎和集聚過程會(huì)因達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡而粒徑不再減??；而粒徑不再減?。籲（2）共混時(shí)間過長(zhǎng)共混時(shí)間過長(zhǎng)的話，也會(huì)導(dǎo)致高分子材料的話，也會(huì)導(dǎo)致高分子材料的的降解降解，不利于提高甚至惡化共混物的力學(xué)性能。，不利于提高甚至惡化共混物的力學(xué)性能。n因此，在一定的共混時(shí)間里，更應(yīng)該著

8、眼于如何因此，在一定的共混時(shí)間里，更應(yīng)該著眼于如何提高分散效率提高分散效率？ 改善共混設(shè)備的性能改善共混設(shè)備的性能 添加適當(dāng)?shù)闹鷦┨砑舆m當(dāng)?shù)闹鷦┲鷦┢鸬绞裁醋饔?？助劑起到什么作用？n(二二) 共混組分的熔體黏度共混組分的熔體黏度n分散相與連續(xù)相的黏度影響分散相與連續(xù)相的黏度影響124DDDkPRPEn由平衡粒徑公式，我們知道：由平衡粒徑公式，我們知道：降低宏觀破碎能降低宏觀破碎能EDK，可以降低分散相的粒徑，可以降低分散相的粒徑R；又，；又， EDK取決于取決于聚合物的熔體黏度和黏彈性；聚合物的熔體黏度和黏彈性；nSo，降低分散相物料的熔體黏度，有利于獲得較，降低分散相物料的熔體黏度，有利于獲

9、得較小的粒徑小的粒徑.n另一方面，從連續(xù)相角度來講，細(xì)化分散相粒徑另一方面，從連續(xù)相角度來講，細(xì)化分散相粒徑的動(dòng)力來源是：的動(dòng)力來源是：n外界能量外界能量作用于作用于連續(xù)相連續(xù)相，經(jīng)由，經(jīng)由界面?zhèn)鬟f效應(yīng)界面?zhèn)鬟f效應(yīng)后，傳遞給后，傳遞給分散相分散相，使其，使其破碎、分散并均勻化破碎、分散并均勻化。n因此，提高連續(xù)相的熔體黏度，使之能夠承受更因此，提高連續(xù)相的熔體黏度，使之能夠承受更多的外界作用力，從而將更多地能量傳遞給分散多的外界作用力，從而將更多地能量傳遞給分散相，更有利于分散相的破碎，降低分散相的粒徑。相，更有利于分散相的破碎，降低分散相的粒徑。FFnQ：我們已經(jīng)知道，降低分散相的熔體黏度，

10、同我們已經(jīng)知道，降低分散相的熔體黏度，同時(shí)，提高連續(xù)相的熔體黏度，有利于獲得更小的時(shí)，提高連續(xù)相的熔體黏度，有利于獲得更小的分散相粒徑。但是，分散相和連續(xù)相的熔體黏度分散相粒徑。但是，分散相和連續(xù)相的熔體黏度的降低和升高是否是無限的呢？其依據(jù)是什么？的降低和升高是否是無限的呢？其依據(jù)是什么？nA：“軟包硬軟包硬”規(guī)律。規(guī)律。n“軟包硬軟包硬”規(guī)律：規(guī)律：共混過程中，熔體黏度低的一共混過程中，熔體黏度低的一相為軟相，傾向于形成連續(xù)相；熔體黏度高的一相為軟相，傾向于形成連續(xù)相；熔體黏度高的一相為硬相，傾向于形成分散相相為硬相，傾向于形成分散相。n這個(gè)規(guī)律雖然不是絕對(duì)適用的，但也控制了絕大這個(gè)規(guī)律雖

11、然不是絕對(duì)適用的，但也控制了絕大部分共混體系的形態(tài)結(jié)構(gòu)。部分共混體系的形態(tài)結(jié)構(gòu)。n從從“軟包硬軟包硬”規(guī)律中，就可以看出分散相熔體黏規(guī)律中，就可以看出分散相熔體黏度的降低是有限度的，通常是不能低于連續(xù)相的度的降低是有限度的，通常是不能低于連續(xù)相的熔體黏度；同樣，連續(xù)相的熔體黏度的提高通常熔體黏度；同樣，連續(xù)相的熔體黏度的提高通常也不能高于分散相的熔體黏度，否則，往往會(huì)發(fā)也不能高于分散相的熔體黏度，否則，往往會(huì)發(fā)生連續(xù)相和分散相在形態(tài)上的互換。生連續(xù)相和分散相在形態(tài)上的互換。nQ：降低分散相黏度以及提高連續(xù)相的黏度到某降低分散相黏度以及提高連續(xù)相的黏度到某一程度才能達(dá)到最佳的效果？一程度才能達(dá)到

12、最佳的效果？nA：等黏點(diǎn)理論等黏點(diǎn)理論n等黏點(diǎn)理論：等黏點(diǎn)理論：在共混兩相體系中，若兩組分相的在共混兩相體系中，若兩組分相的熔體黏度相同或相近，則有利于獲得最佳的分散熔體黏度相同或相近，則有利于獲得最佳的分散效果，即分散相顆粒的粒徑最小。其兩相熔體黏效果，即分散相顆粒的粒徑最小。其兩相熔體黏度相等的一點(diǎn)，就稱為度相等的一點(diǎn)，就稱為“等黏點(diǎn)等黏點(diǎn)”。n如，在橡膠如，在橡膠/塑料共混體系中，依據(jù)熔體黏度隨塑料共混體系中，依據(jù)熔體黏度隨溫度的升高而降低的規(guī)律溫度的升高而降低的規(guī)律+橡膠的黏度隨溫度變化橡膠的黏度隨溫度變化不敏感不敏感+塑料的黏度隨溫塑料的黏度隨溫度變化敏感度變化敏感n通過提高溫度，使

13、橡膠和塑料的熔體黏度通過提高溫度，使橡膠和塑料的熔體黏度-溫度曲溫度曲線交于一點(diǎn)，即得線交于一點(diǎn)，即得“等黏點(diǎn)等黏點(diǎn)”，相應(yīng)的溫度為等，相應(yīng)的溫度為等黏點(diǎn)溫度黏點(diǎn)溫度T*。n從圖中可以看出，若在加工過程中，通過調(diào)整加從圖中可以看出，若在加工過程中，通過調(diào)整加工溫度，則可以改變共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)：工溫度，則可以改變共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)：n（1）共混溫度高于）共混溫度高于T*，則橡膠是硬相，塑料是則橡膠是硬相，塑料是軟相；軟相；n（2）共混溫度低于）共混溫度低于T*，則塑料是硬相，橡膠是則塑料是硬相，橡膠是軟相。軟相。n調(diào)整熔體黏度的方法：調(diào)整熔體黏度的方法：na/溫度溫度n利用不同組分對(duì)溫度的敏感性，

14、得到等黏點(diǎn)。利用不同組分對(duì)溫度的敏感性，得到等黏點(diǎn)。nb/助劑助劑n填充劑、軟化劑等，如橡膠填充劑、軟化劑等，如橡膠+炭黑，提升黏度；炭黑，提升黏度；橡膠橡膠+油，降低黏度。油，降低黏度。nc/改變相對(duì)分子質(zhì)量改變相對(duì)分子質(zhì)量n可行，但不常用，容易導(dǎo)致其力學(xué)性能的降低?？尚?，但不常用，容易導(dǎo)致其力學(xué)性能的降低。n（三）界面張力和相容劑的影響（三）界面張力和相容劑的影響n降低界面張力降低界面張力，可降低分散相的粒徑，可降低分散相的粒徑n添加界面相容劑，改善兩相間的界面結(jié)合，添加界面相容劑，改善兩相間的界面結(jié)合，是連續(xù)相更易包裹住分散相粒子，減弱其相互碰是連續(xù)相更易包裹住分散相粒子，減弱其相互碰撞

15、而形成大顆粒的趨勢(shì)，有利于獲得較佳的分散撞而形成大顆粒的趨勢(shì)，有利于獲得較佳的分散效果。效果。n常用的相容劑：聚合物常用的相容劑：聚合物-馬來酸酐接枝物馬來酸酐接枝物nPP-g-MAH， PE-g-MAH124DDDkPRPE2.4.4 兩階共混分散歷程兩階共混分散歷程n分散歷程，類似于聚合中的反應(yīng)歷程分散歷程，類似于聚合中的反應(yīng)歷程n通過設(shè)計(jì)有效的分散歷程，可以有效地提高共混通過設(shè)計(jì)有效的分散歷程，可以有效地提高共混產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品的質(zhì)量。n所謂所謂兩階共混歷程兩階共混歷程：是指相對(duì)于：是指相對(duì)于“一步法一步法”共混共混工藝而言，這是由工藝而言，這是由我國科技工作者我國科技工作者提出來的。提

16、出來的。n第一階段，將兩種共混組分中第一階段，將兩種共混組分中用量較多用量較多組分組分的一部分，與另一組分的的一部分，與另一組分的全部全部先進(jìn)行共混；在第先進(jìn)行共混；在第一階段，依據(jù)一階段，依據(jù)“等黏點(diǎn)等黏點(diǎn)”原理原理，要盡可能地使兩，要盡可能地使兩相熔體黏度相等，且使兩組分物料的用量也大體相熔體黏度相等，且使兩組分物料的用量也大體相等，制備出具有相等，制備出具有“海海-海?！苯Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物。的中間產(chǎn)物。n第二階段，將組分含量較多的物料剩余部分，第二階段，將組分含量較多的物料剩余部分，加入到加入到“海海-海海”結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物中，將其分散，結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物中，將其分散，制成具有較小分散相粒徑，

17、且分散相粒徑分布均制成具有較小分散相粒徑，且分散相粒徑分布均勻的勻的“海海-島島”兩相結(jié)構(gòu)。兩相結(jié)構(gòu)。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 能夠有效地降低分散相粒徑；能夠有效地降低分散相粒徑； 獲得的分散相粒徑分布較窄獲得的分散相粒徑分布較窄。n關(guān)鍵關(guān)鍵：制備具有：制備具有“海海-海海”結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物n這一點(diǎn)不同于普通的這一點(diǎn)不同于普通的“母粒共混母粒共混”工藝。工藝。n該工藝已成功應(yīng)用于該工藝已成功應(yīng)用于PP/SBS、PS/SBS、NR/PE等共混體系。等共混體系。n如，不同共混工藝的如，不同共混工藝的NR/PE性能對(duì)比性能對(duì)比n兩階共混工藝與一步法工藝的選擇：兩階共混工藝與一步法工藝的選擇：n若分散

18、相易于分散，或基體若分散相易于分散，或基體/助劑易于降解助劑易于降解 “一步法一步法”混合工藝混合工藝n若分散相難以分散若分散相難以分散 兩階共混工藝兩階共混工藝2.4.4 剪切應(yīng)力對(duì)分散過程的影響剪切應(yīng)力對(duì)分散過程的影響n破碎過程：破碎過程：n（1）外界剪切應(yīng)力作用下，分散相粒子發(fā)生變形，由球）外界剪切應(yīng)力作用下，分散相粒子發(fā)生變形，由球形變形為棒形；形變形為棒形；n（2）若粒子變形足夠大，就會(huì)破碎，分散為小粒子；）若粒子變形足夠大，就會(huì)破碎，分散為小粒子；n（3）若粒子變形不足以破碎，則會(huì)轉(zhuǎn)到與剪切應(yīng)力平行）若粒子變形不足以破碎，則會(huì)轉(zhuǎn)到與剪切應(yīng)力平行的方位。的方位。n措施：措施：n（a）

19、足夠大的剪切力；）足夠大的剪切力；n（b）周期性改變剪切應(yīng)力的方向）周期性改變剪切應(yīng)力的方向124DDDkPRPE使處于不同方位的粒子都有機(jī)會(huì)被分散、破碎，使處于不同方位的粒子都有機(jī)會(huì)被分散、破碎，提高共混設(shè)備的混合效率提高共混設(shè)備的混合效率2.4.6 共混設(shè)備簡(jiǎn)介共混設(shè)備簡(jiǎn)介n（1）簡(jiǎn)單混合設(shè)備）簡(jiǎn)單混合設(shè)備n高速混合機(jī)高速混合機(jī)n用于使聚合物粉料與各種添加劑均勻混合，以用于使聚合物粉料與各種添加劑均勻混合，以便進(jìn)一步熔融造粒；便進(jìn)一步熔融造粒；n部分情況下使液體助劑滲透到聚合物粉料中，部分情況下使液體助劑滲透到聚合物粉料中，如在如在PVC粉末中深入增塑劑等粉末中深入增塑劑等n（2）熔融共混

20、設(shè)備）熔融共混設(shè)備n 開煉機(jī)開煉機(jī)：主要工作部件是可加熱的兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒，主要工作部件是可加熱的兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒，也稱為雙輥開煉機(jī)。也稱為雙輥開煉機(jī)。n通過調(diào)節(jié)兩個(gè)輥筒的間隙，改變剪切力的大??；通過調(diào)節(jié)兩個(gè)輥筒的間隙，改變剪切力的大小；n通過調(diào)節(jié)兩個(gè)輥筒的溫度，改變?nèi)廴诠不鞙囟?。通過調(diào)節(jié)兩個(gè)輥筒的溫度，改變?nèi)廴诠不鞙囟取特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作直觀，但較為繁重，安全特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作直觀，但較為繁重，安全性、衛(wèi)生性較差性、衛(wèi)生性較差n 密煉機(jī)密煉機(jī)：n具有密閉的混煉室，操作安全，對(duì)物料混煉效果具有密閉的混煉室，操作安全，對(duì)物料混煉效果強(qiáng)，共混分散效果好。強(qiáng)，共混分散效果好。n 單螺桿擠出

21、機(jī)單螺桿擠出機(jī)n可連續(xù)混煉的設(shè)備，配合口模，可直接擠出成型可連續(xù)混煉的設(shè)備，配合口模，可直接擠出成型各種管材、異型材各種管材、異型材n 雙螺桿擠出機(jī)雙螺桿擠出機(jī)n混煉效果由于單螺桿擠出機(jī)，已成為聚合物共混混煉效果由于單螺桿擠出機(jī)，已成為聚合物共混改性中最得力的設(shè)備改性中最得力的設(shè)備2.4.7 共混工藝因素對(duì)共混物性能的影響共混工藝因素對(duì)共混物性能的影響n共混工藝因素共混工藝因素n在聚合物熔融共混過程中，對(duì)共混物最終性在聚合物熔融共混過程中，對(duì)共混物最終性能起到重要影響且能起到重要影響且能夠被控制能夠被控制的工藝參數(shù)。的工藝參數(shù)。n包括：包括：n共混時(shí)間、共混時(shí)間、n共混溫度、共混溫度、n加料順

22、序、加料順序、n混合方式、混合方式、nn 共混時(shí)間共混時(shí)間n時(shí)間越長(zhǎng)，分散相的粒徑變小且趨于均勻，有利時(shí)間越長(zhǎng)，分散相的粒徑變小且趨于均勻，有利于提高共混物的力學(xué)性能；于提高共混物的力學(xué)性能；n但時(shí)間過長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致聚合物的降解，使性能降但時(shí)間過長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致聚合物的降解，使性能降低。低。n 共混溫度共混溫度n共混溫度共混溫度 物料的黏度物料的黏度 分散相的破碎和分分散相的破碎和分散過程散過程 共混體系的形態(tài)和性能共混體系的形態(tài)和性能n因此，對(duì)某一具體體系，均有一最佳溫度因此，對(duì)某一具體體系，均有一最佳溫度n如如PVC/NBR(丁腈橡膠丁腈橡膠) n150 最佳的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率最佳的拉伸強(qiáng)度和伸

23、長(zhǎng)率n若溫度過低，物料不易熔融；若溫度過低，物料不易熔融；n若溫度過高，高分子結(jié)構(gòu)降解，惡化力學(xué)性能若溫度過高，高分子結(jié)構(gòu)降解，惡化力學(xué)性能n 加料順序加料順序n這是影響共混物最終性能的一個(gè)這是影響共混物最終性能的一個(gè)重要因素重要因素。n如對(duì)與如對(duì)與PVC/ABS體系，一般需先將體系，一般需先將PVC與穩(wěn)定與穩(wěn)定劑、增塑劑等助劑混合均勻后，再加入劑、增塑劑等助劑混合均勻后，再加入ABS；即；即采用采用二段加料法二段加料法；n若采用若采用一段加料法一段加料法(一次性混合一次性混合)，則由于助劑與，則由于助劑與ABS的相容性要高于與的相容性要高于與PVC的相容劑，從而會(huì)使的相容劑，從而會(huì)使PVC分

24、配不到足夠的助劑，不能充分塑化。分配不到足夠的助劑，不能充分塑化。n 混合方式混合方式n混合方式的選取原則：混合方式的選取原則：一是保證分散相的均勻混一是保證分散相的均勻混合合；二是經(jīng)濟(jì)性、可操作性好二是經(jīng)濟(jì)性、可操作性好。n如一步法、兩階共混工藝或兩段加料法如一步法、兩階共混工藝或兩段加料法n對(duì)對(duì)PVC/CPE/SBR共混體系，采用母料法混合工共混體系，采用母料法混合工藝可使缺口沖擊強(qiáng)度提高至藝可使缺口沖擊強(qiáng)度提高至79kJ/m2，明顯高于，明顯高于其他混合方式。其他混合方式。2.5 共混組份的相容性與相容化共混組份的相容性與相容化n相容性相容性n共混物的各組分彼此相互容納，形成宏觀均共混物

25、的各組分彼此相互容納，形成宏觀均勻材料的能力勻材料的能力 。n這是共混體系制備中的這是共混體系制備中的關(guān)鍵關(guān)鍵。n界面相容界面相容 - 強(qiáng)化性能；強(qiáng)化性能；n界面不相容界面不相容- 惡化性能。惡化性能。n2.5.1 相容熱力學(xué)相容熱力學(xué)n略略n2.5.2 相容性的測(cè)定與研究方法相容性的測(cè)定與研究方法n（1）Tg法法n利用利用動(dòng)態(tài)力學(xué)性能動(dòng)態(tài)力學(xué)性能方法測(cè)定聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變方法測(cè)定聚合物在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)的力學(xué)損耗峰來表征。時(shí)的力學(xué)損耗峰來表征。 亦可用亦可用DSC法法n（2）紅外光譜法）紅外光譜法n對(duì)于具有一定相容性的共混體系，由于各組分之對(duì)于具有一定相容性的共混體系，由于各組分之間的相互作用，

26、會(huì)使體系中的某些特定譜帶發(fā)生間的相互作用，會(huì)使體系中的某些特定譜帶發(fā)生偏移；根據(jù)偏移量的大小，可定性和半定量地判偏移；根據(jù)偏移量的大小，可定性和半定量地判定兩組份的相容程度。定兩組份的相容程度。n（3）電鏡法）電鏡法n可直接可直接直觀地直觀地觀察兩相的界面層厚度；觀察兩相的界面層厚度；n若兩相中存在兩種不同的元素時(shí)，還可以通過線若兩相中存在兩種不同的元素時(shí)，還可以通過線掃描來定量獲得界面層厚度。掃描來定量獲得界面層厚度。n（4）濁點(diǎn)法）濁點(diǎn)法n濁點(diǎn)濁點(diǎn)：當(dāng)共混物有均相體系變?yōu)閮上囿w系，其透：當(dāng)共混物有均相體系變?yōu)閮上囿w系，其透光率會(huì)發(fā)生變化，這一相轉(zhuǎn)變點(diǎn)，稱為光率會(huì)發(fā)生變化，這一相轉(zhuǎn)變點(diǎn)，稱為

27、“濁點(diǎn)濁點(diǎn)”。n對(duì)一對(duì)聚合物共混體系而言，只能在一定的配比對(duì)一對(duì)聚合物共混體系而言，只能在一定的配比和溫度范圍內(nèi)才能完全相容；若超出此范圍，就和溫度范圍內(nèi)才能完全相容；若超出此范圍，就會(huì)發(fā)生相分離，從均相變?yōu)閮上?。?huì)發(fā)生相分離，從均相變?yōu)閮上?。n這樣，利用這一點(diǎn)，我們就可以用濁點(diǎn)法來測(cè)出這樣，利用這一點(diǎn)，我們就可以用濁點(diǎn)法來測(cè)出共混體系的相容比例和溫度區(qū)間，從而定性和定共混體系的相容比例和溫度區(qū)間，從而定性和定量地研究?jī)上囿w系的相容性。量地研究?jī)上囿w系的相容性。n（5）反相色譜法）反相色譜法n同樣是測(cè)定共混體系的相分離行為。同樣是測(cè)定共混體系的相分離行為。n即利用某種小分子作為即利用某種小分子

28、作為“探針分子探針分子”，測(cè)定體系，測(cè)定體系的保留體積，當(dāng)發(fā)生相分離時(shí)，小分子的保留機(jī)的保留體積，當(dāng)發(fā)生相分離時(shí)，小分子的保留機(jī)制發(fā)生變化，從而測(cè)定相容性。制發(fā)生變化，從而測(cè)定相容性。n優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)：對(duì)于一些折射率相近的共混組分，無法用：對(duì)于一些折射率相近的共混組分，無法用濁點(diǎn)法測(cè)試的情況下，可以用反相色譜測(cè)定。濁點(diǎn)法測(cè)試的情況下，可以用反相色譜測(cè)定。n2.5.3 提高相容性的方法提高相容性的方法n最簡(jiǎn)單最直接的方法：最簡(jiǎn)單最直接的方法：n添加相容劑。添加相容劑。n其作用機(jī)理：其作用機(jī)理：n一是富集在兩相界面處，改善兩相之間的結(jié)合一是富集在兩相界面處，改善兩相之間的結(jié)合；二是促進(jìn)分散相組分在共混體系中的分散均勻二是促進(jìn)分散相組分在共混體系中的分散均勻。n主要分為：非反應(yīng)性共聚物、反應(yīng)性共聚物等主要分為：非反應(yīng)性共聚物、反應(yīng)性共聚物等n（1）非反應(yīng)性共聚物）非反應(yīng)性共聚物n嵌段型、接枝型嵌段型、接枝型n對(duì)于對(duì)于A和和B，則有，則有A-b-B或或A-g-Bn作用：作用： a）降低兩相之間的界面能降低兩相之間的界面