聚合物共混改性原理與應用4課件

聚合物共混改性

原理與應用第5章共混物的相容熱

力學和相界面相容性：熱力學相容（△Gm＜0）溶混性：單一的Tg廣義的相容性完全相容體系：單一的Tg/均相體系/溶混性部分相容體系：兩相體系不相容體系相分離行為與均相結構穩(wěn)定性的條件通過改變溫度和組成獲得的相圖共混體系的相圖：共混體系發(fā)生相分離行為的邊界曲線。方塊在桌子上的四種穩(wěn)定態(tài)“凹面向上”的△Gm對x曲線ac兼有“凹面向上”和“凹面向下”的曲線二元共混體系的△Gm對x關系曲線與相圖Flory-Huggins模型與相關參數(shù)單位體積的混合吉布斯自由能可以采用如下的表示式：能量變化的貢獻混合熵效應的貢獻聚合物相對分子質量很大，混合熵的數(shù)值很小二元相互作用能密度B—兩種聚合物(大分子間)的相互作用B參數(shù)的臨界值Bcrit—共混體系為熱力學相容體系，應滿足B＜Bcrit共混體系發(fā)生相分離的臨界狀態(tài)影響熱力學相容性的因素①大分子間的相互作用②相對分子質量③共混組分的配比④溫度⑤聚集態(tài)結構聚合物分子量對混合自由能變化的影響相容性的判定二元相互作用模型溶解度參數(shù)二元相互作用模型原理：將大分子間的相互作用細分為不同組分的重復單元之間相互作用的加和，進而探討相應的能量變化。Bij：表征大分子間不同組分之間的相互作用。B：

表征兩種聚合物的總的相互作用能。是Bij的加和。方法：理論推導+實驗測試數(shù)據(jù)

作用：①BijB△Hm

△Gm相容性；②設計新的相容的共混體系的聚合物分子結構。二元相互作用模型均聚物-均聚物的共混物含共聚物的共混物難以用實驗數(shù)據(jù)估算B參數(shù)

①均聚物-共聚物（有一個共有成分）

①均聚物-共聚物（無共有成分）溶解度參數(shù)法溶解度參數(shù)：內聚能密度的平方根。內聚能密度：單位體積的內聚能。內聚能：消除1摩爾物質全部分子間作用力所需的能量。--表征物質分子間作用力強弱5.2相容性的實驗研究方法玻璃化轉變溫度法繪制相圖的方法其它方法動態(tài)力學性能測試法示差掃描量熱法（DSC）濁點法反相色譜法紅外光譜法電鏡法黏度法示差掃描量熱法（DSC）示差掃描量熱法(DSC)繪制相圖的方法濁點法反相色譜法各種分子量聚異丁烯—聚苯乙烯混合物的濁點（C.P.）曲線濁點法反相色譜法其它方法紅外光譜法電鏡法黏度法用紅外光譜研究聚合物共混體系相容性

PPE/PS（A）共混物的IR譜（B）PPE的IR譜（C）PS的IR譜（A-B-C）差譜（A）純PCL；（B）、（C）、（D）分別為PVC/PCLmole比1/1，3/1，5/1的共混物的羰基伸縮振動現(xiàn)象：PVC含量增加，峰位向低頻移動，峰寬增大5.3共混物的相界面表面張力與界面張力表面與界面表（界）面張力與表（界）面自由能聚合物（特定液體）聚合物表面張力的測定聚合物表面張力的相關因素①與溫度的關系②與聚合物物態(tài)的關系③與相對分子質量的關系④與內聚能密度及溶解度參數(shù)的關系與相對分子質量的關系聚合物表面張力與內聚能密度及溶解度參數(shù)的關系聚合物的表面張力是隨溶解度參數(shù)的增大而增大的。聚合物-聚合物兩相體系的界面張力界面層與界面作用界面層的結構界面層厚度的計算界面層厚度與相容性有關：相容性好的，界面層較厚。界面作用理論兩相之間有化學鍵連接—嵌段、接枝共聚物聚合物大分子間的相互作用（范德華力、氫鍵等）—機械法共混物界面張力、界面層厚度與相容性的關系溶解度參數(shù)接近B參數(shù)較小相容性較好界面張力較低界面層厚度較厚相界面的效應①力的傳遞效應②光學效應③誘導效應其它效應：聲學、電學、熱學效應相界面的研究方法理論模型—實驗數(shù)據(jù)法直接的實驗研究方法激光小角光散射法中子散射5.4相容劑作用機理：富集在兩相界面處，改善兩相之間的界面結合；促進分散相組分在共混物中的分散。非反應性聚合物反