聚合物改性五六章

1、聚合物改性第五-六章第五章 聚合物合金的增韧机理5.1 橡胶增韧塑料的增韧机理（弹性体增韧） 在脆性塑料中加入520%的橡胶，可使塑料的冲击强度提高几倍乃至几十倍。 1. 多重银纹化增韧理论 由于橡胶粒子的存在，应力场不再是均匀的，橡胶粒子起着应力集中的作用。 在张应力作用下，粒子周围产生大量银纹，银纹的产生和发展消耗了大量能量。同时银纹还会在遇到另一橡胶粒子时被终止，而不致过早发展成裂纹是材料破坏。 在张应力作用下 产生大量银纹 消耗 能量 遇到另一粒子银纹终止。 宏观观察：有应力发白现象。（银纹区密度和折射率低于聚合物本体） 如：HIPS、ABS等体系中 橡胶粒子应力作用下产生银纹橡胶粒子

2、应力作用下产生银纹2.银纹-剪切带增韧机理橡胶粒子应力作用下产生银纹橡胶粒子应力作用下产生银纹-剪切带剪切带银纹和剪切带同时观银纹和剪切带同时观察到，共同消耗大量察到，共同消耗大量能量能量。银纹一般较短，认为很可能是被剪切带而终止。银纹和剪切带之间，相互作用和协同，共同为提高韧性作出贡献。宏观观察：既有应力发白现象，又有细颈形成。一定韧性的基体 如：PC、PA易同时产生银纹和剪切带。总之：对于橡胶增韧塑料体系，橡胶颗粒的主要功能是引发塑料基体产生银纹和剪切带并控制银纹的扩展。 橡胶粒子的形变只吸收部分能量，而大量能量是被产生银纹和剪切带的塑料基体吸收。3.影响橡胶增韧塑料增韧效果的因素n 组分

3、间相容性 部分相容效果好n 橡胶颗粒的尺寸 有一定范围，太大、太小都不好。 HIPS 0.8m ABS 0.4m 增韧PVC 0.2mn颗粒间距 有临界值Tc 应TTcn含量 有一最佳值（太小不行，太大 模量、强度下降很多）n橡胶相的Tg 一般选Tg c来判断还不够准确。2.影响刚性粒子增韧效果的因素n基体韧性相对好n刚性粒子刚性不能太大n含量不宜过大n两相界面需具有足够大是粘结强度 3.两种不同分散相粒子对塑料增韧作用的比较n增韧剂种类不同 弹性体（模量低、形变大、流动差） 刚性塑料（模量高、形变小、流动好）n增韧对象不同 弹性体（韧性、脆性基体均可） 刚性塑料（相对韧性基体）n含量不同（弹

4、性体含量略高 10-20%，刚性塑料4-6%)n效果不同 (前者韧性 ，模量、强度、热形变温度 后者韧性提高不大，模量、强度 ）n增韧机理不同 作业： 1.试述弹性体增韧及刚性有机粒子增韧在机理上的不同之处？并举例说明2.对于PVC等脆性基体，如何进行弹性体增韧？第六章 聚合物共混物的性能6.1 概述 聚合物共混物的性能，如:力学性能、流变性能、光学及电学性能等与共混物各个组分的含量及形态密切相关。 1.简单关系式 若不考虑共混物形态的影响，可建立简单关系式，若共混物性能为P，单一组分性能为P1、P2 组分的体积分数为1 、2如为并联组合： P1P1 2 P2 （6-1 ）如为串联组合： （6

5、-2 ）但实际上共混物形态对其性能影响较大，以上的两个简单式不能很好地反映它们之间的关系。 2.对于均相共混体系 P1P1 2 P2 I 1 2 （6-3 ） I- 两组分之间的相互作用参数 ，可为正值、负值或零。3.对于“海-岛结构”两相体系 （较复杂） 如分散相为硬组分、连续相为软组分（如塑料增强橡胶体系） 有 （6-4）式6-4中 P-共混物的性能 P1-连续相的性能 2-分散相体积分数 A、B 为参数， 其中A=KE -1 是与分散相颗粒的形状、取向、界面结合等因素有关。 与分散相性能P2 及A有关 为对比浓度，与分散相粒子的形状、分布及排布方 式有关。如分散相为软组分、连续相为硬组分

6、（如橡胶增韧塑料体系） （6-5） 式式6-5 中中 AAi1iiAPPPPB12121其余参数与式6-4中的相同4.对于“海-海结构”两相体系（如IPN及嵌段共聚物） （6-6） 1 2-组分1、组分2的体积分数 n-与体积有关的参数 （-1n E纯; 有些E共 E纯 对于象PC这种加工流动性不好，可与PE共混，PC/PE=95/5 E共=51.0 KJ/mol E纯=64.9 KJ/mol 改善了PC的加工性能。 3. 共混物熔体黏度与组成的关系 共混物熔体粘度与组成的关系也比较复杂，除1。 2。及两相的配比之外，还与两相体系的形态、界面相互作用等因素有关。 组分含量% 组分含量% 组分含

7、量% (a) (b) (c)图6-5共混物组分含量与熔体粘度关系的类型（示意图） (a)所示类型 ，共混物熔体黏度比两种纯组分的都小，这种情况较普遍。如PP/PS共混体系。 (b)所示类型, 在低黏度组分含量高时，共混物黏度与低黏度组分的黏度接近，而高黏度组分含量较高时，共混物黏度随高黏度组分含量的升高而上升。 如PMMA/PS共混体系（ 10S-1 ) 。 (c)所示类型,共混物熔体黏度在某一配比范围内会高于单一组分的黏度，且有一极大值。如PE/PS共混体系。. 4. 共混物熔体的黏弹性 共混物熔体和聚合物熔体一样具有黏弹性行为，可采用出口压力法（测定出口压力），或挤出胀大法（测定出口膨胀比

8、）及第一法向应力差（11-22)来表征。 常见的HIPS、ABS等体系，其熔体的弹性效应（体现为出口膨胀比），都比相应的均聚物要小。6.4 聚合物共混物的其它性能1.电学性能 体积电阻率 、 表面电阻率、 介电损耗等 与组成、温度有关。 IIR/PE =90/10时，共混物的体积电阻率大于纯IIR，随温度上升，体积电阻率下降。 对于要求表面抗静电的体系，可加抗静电剂（表面活性剂、炭黑等）来改性。 2.光学性能 大多数非晶态聚合物是透明的，共混后由于不相容大多变为不透明材料。不过当分散相尺寸时，或两者折射率相近时，也可以是透明的。当折射率相近较大时，会有珍珠般的光泽。如PC/PMMA。3.阻隔性能 指聚合物材料防止气体或化学药品、溶剂渗透的能力。阻隔性好，透气性差。 如 PA阻隔性好，价贵，将PE与之共混，可形成具有良好阻隔性而且成本又较为低廉的材料。4.透气性能 气体对高分子膜具有选择透过性。决定于气体自身的特性和高聚物的自由体