高分子的共混物的形态结构.ppt

,共混聚合物 Polymer Blend,内容介绍,1. 高分子混合物 2. 共混高分子的相容性 3. 共混高分子的聚集态结构特点 4. 共混高分子结构及影响因素 5. 共混高分子结构对其性能的影响,1. 高分子化合物,1. 分类,（1）增塑高聚物：高分子增塑剂混合物，为均相体系,（2）增强高聚物：高分子填充剂混合物，为非均相体系,（3）共混高聚物：高分子高分子混合物，又称多组分聚合物。,1. 高分子化合物,高分子共混是改善高分子性能的重要手段之一，通过共混可以达到提高应用性能、改善加工性能或降低成本的目的。,1. 高分子化合物,同金属合金类似，把高分子混合在一起组成多组分材料，可获得诸多性能比单一组分更优秀的新型材料，因而，也被形象的称为“高分子合金”。,1. 高分子化合物,2. 制备方法,（1）物理共混：机械共混、溶液浇铸共混、乳液共混等,（2） 化学共混：溶液接枝、溶胀聚合，有时也把嵌段共聚包括在内。,2. 共混高分子的相容性,两种高分子掺合在一起，能否混合，混合的程度如何，这就需要研究高分子的相容性。,根据热力学定律如果两种高分子相混合，则有 G=H-TS0,2. 共混高分子的相容性,但由于高分子的分子量很大，混合时熵变较小，而且混合过程通常是吸热过程，即H0，因此G往往是正值，也就是说绝大多数高分子高分子混合物都不能达到分子水平的混合，结果形成非均相混合物。通常，为了获得共混高聚物的某些特性，反而希望形成非均相混合物。,2. 共混高分子的相容性,高分子混合物的相容性，常常用容度参数来表征。容度参数愈接近，高分子的相容性愈好。此外，为了改善共混各组分间的相容性，有时通过嵌段、接枝共聚、网络互穿等措施来实现。,3. 共混高分子的聚集态结构特点,1. 大多数共混高聚物的组分，热力学是不相容的，常形成非均相体系。由于高分子高分子混合物的粘度很大，分子或链段的运动非常困难，相当于处于冻结状态。因此，共混体系处于动力学上的稳定状态。,3. 共混高分子的聚集态结构特点,2. 两种不相容组分混合后，通常一组分是连续相，另 一组分呈分散性，其分散程度决定于组分间的相容性。两种高分子的相容性愈好，则分散得愈好，愈均匀，这类相容性适中的共混高聚物，具有较大的应用价值。,3. 共混高分子的聚集态结构特点,3. 除了两相外，还存在着第三个结构区：两相之间的界面区（也称界面相）。在界面区内，两种高分子相互渗透，相互扩散，其扩散深度即为界面厚度。相容性越大，则界面厚度越大。,4. 共混高分子的结构及影响因素,4.1 共混高聚物的织态结构,一、非晶态非晶态高聚物的共混,在共混高聚物中，含量少的组分为分散相，而含量多的组分形成连续相。随着分散相含量的增加，分散相从球状分散变成棒状分散，到两组分含量相近时，则形成层状连续相。,4. 共混高分子的结构及影响因素,二、晶态非晶态高聚物的共混,在共混高聚物中，如果有一个组分为结晶高分子，则它的聚集态中又增加了晶相和非晶相的织态结构。大致可分为四种类型：,4. 共混高分子的结构及影响因素,（1）晶粒分散在非晶相中 （2）球晶分散在非晶相中 （3）非晶相分散在球晶相中 （4）非晶相聚集成较大区域结构分布在球晶中,4. 共混高分子的结构及影响因素,三、晶态晶态高聚物的共混,在共混高聚物中，若两个组分都是结晶性的，则在它的聚集态结构中，其晶相可形成混晶或分别形成晶相；其非晶相既可以是互相混溶的，也可以是不互相混容的，大致分为四种类型：,4. 共混高分子的结构及影响因素,（1）两种晶粒分散在非晶区； （2） 球晶和晶粒分散在非晶区； （3）分别生成两种不同的球晶； （4）共同生成混合型球晶 。,4. 共混高分子的结构及影响因素,4.2 影响共混高聚物结构的因素,一、浓度,组分浓度是决定共混物形态的重要因素。一般含量少的组分形成分散相，而含量多的组分形成连续相，随着分散相含量的增加，分散相从球状分散变成棒状分散，到两组分浓度接近时，则形成层状结构，此时的两组分在材料中均形成连续相。,4. 共混高分子的结构及影响因素,二、分子量,研究发现分散相的分子量的增加使相容性下降及分散相相区尺寸增加。例如：聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯（PMMA/PS）共混体系，不同分子量的PMMA同PS共混物的透明性实验结果如下表。,4. 共混高分子的结构及影响因素,表5 PMMA/PS共混体系的透明性,4. 共混高分子的结构及影响因素,三、增容剂,在物理共混中，为改善两组分间的相容性，常常向体系中加入第三组分增容剂。增容剂可以是与A、B两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚物，也可以是与A、B的化学组成不同但能分别与之相容的嵌段或接枝共聚物。,4. 共混高分子的结构及影响因素,少量增容剂的加入可使分散相的体积变小，表面变得粗糙，用量增大时，A、B可容于共聚物各自的相区中，使相区尺寸比单纯的嵌段共聚物的相区尺寸来得大。,5. 共混高分子的结构对其性能的影响,为了研究共混高聚物的聚集态结构对性能的影响，常根据分散相和连续相“软”和“硬”的情况分为四类：,（1）分散相