共混相容形态性能

关于共混相容形态性能聚合物共混物相容性第2页,共91页，2024年2月25日，星期天聚合物共混的意义聚合物共混物可以消除和弥补单一聚合物性能上的弱点，取长补短，得到综合性能优良、均衡的理想聚合物材料；使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物的改性剂，改性效果明显；改善聚合物的加工性能；可以制备一系列具有崭新性能的聚合物材料。

第3页,共91页，2024年2月25日，星期天聚合物共混物的研究呈现出在共混过程中对材料的相态进行控制的趋势，因为决定新材料性能的关键因素是共混物中的形态结构。聚合物共混物的形态控制主要由热力学和动力学两方面的因素决定。作为热力学因素的聚合物共混物中各组分之间的相容性是关键因素。相容性是聚合物共混体系相行为研究的首要的基本问题，不同聚合物相容性的热力学原因是聚合物物理学者探索的目标之一。决定聚合物共混物性能的一些重要因素第4页,共91页，2024年2月25日，星期天衡量聚合物相容性的三种定义

（1）热力学角度：指不同聚合物在分子尺度上的混容；（2）相结构的大小：两种聚合物混合时没有相分离的明显迹象；（3）共混物的性能：聚合物的共混物具有所希望的物理性质。第5页,共91页，2024年2月25日，星期天共混物的相容性一.共混物的相容性1.基本概念相容性：指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。按相容程度可以分为：完全相容，部分相容和不相容。相应的聚合物对：完全相容体系，部分相容体系和不相容体系。

第6页,共91页，2024年2月25日，星期天聚合物共混物相容性概念区别所谓聚合物之间的相容性（Miscibility），从热力学角度而言，是指在任何比例混合时，都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。机械相容性（Compatibility），是指能得到具有良好物理、机械性能的共混材料时聚合物共混物之间的相容性。这时，共混时聚合物各组分间存在一定的相界面亲合力、且分散较为均匀，分散相粒子尺寸不太大。第7页,共91页，2024年2月25日，星期天以Tg表征共混物相容性的示意图相容性的优劣：表现在界面结合的牢固程度；实施共混的难易；共混组分的分散度和均一性。第8页,共91页，2024年2月25日，星期天2.相容性理论（1）热力学相容性聚合物热力学相容性是指两种高聚物在任何比例时都能形成稳定的均相体系的能力，即指聚合物在分子尺度上相容，形成均匀共混体系。δ溶解度参数3-13-23-3大分子共混，熵增加很小第9页,共91页，2024年2月25日，星期天若干聚合物的溶解度参数第10页,共91页，2024年2月25日，星期天●预测小分子溶剂对于高聚物的溶解性时，有一定的误差，用于预测大分子之间的相容性，误差更大；●只是部分相容性；●相分离过程缓慢，实际上稳定。存在的缺点第11页,共91页，2024年2月25日，星期天（2）工艺相容性工艺相容性是指两种材料共混时的分散难易程度和所得共混物的动力学稳定。对于聚合物相容性有两方面的含义：●可以混合均匀的程度●相混合的聚合物分子间的作用力第12页,共91页，2024年2月25日，星期天高分子—高分子共混原则极性相匹配原则。与选择溶剂的情形类同，两相高分子材料极性相似，有助于混溶。表面张力相近原则，这是一条胶体化学原则。因为表面张力相近，易在两种混合高分子颗粒表面接触处形成较稳定的界面层，从而提高共混稳定性。扩散能力相近原则，这是一条分子动力学原则。已知在界面层上两相高分子链段相互渗透，扩散。若扩散能力相近，易形成浓度变化较为对称的界面扩散层，提高材料物理、力学性能。

第13页,共91页，2024年2月25日，星期天等粘度原则，这是一条流变学原则。指两相高分子熔体或溶液粘度接近，易混合均匀混合。若粘度相差较大、易发生“软包硬”，或粒子迁移等流动分级现象，影响共混质量。溶解度参数相近原则。这是一条热力学原则。两相高分子共混不同于高分子溶液。两相共混的目的是取长补短，升发新性能，因此并不要求两相一定达到分子级的均匀混合，而希望各相保持各自的特性，一般要求达到微米级的多相结构即可，即所谓“宏观均相，微观非均相”的分相而又不分离的状态。但是，为了混合的稳定性，为了提高力学性能，要求两相颗粒界面之间有一定的微小混溶层。溶解度参数相近有助于稳定混溶层的形成。第14页,共91页，2024年2月25日，星期天二.相容性的测定与研究方法1.玻璃化温度法测定共混物的玻璃化温度，于单一组分进行对比。注意以下几点：（1）两聚合物组分的玻璃化温度相差不到20℃，则各种测定玻璃化温度的方法的分辨本领都很差。例如，DSC检测玻璃化温度差小于30℃的体系就包含了很大的不确定性。（2）若两组分浓度相差太大，以上测试方法对检测微量组分的灵敏度较差。例如，用DSC法测试时，试样量少，信噪比较低，若组分浓度差大，则检测不出少组分的玻璃化温度。

第15页,共91页，2024年2月25日，星期天

红外光谱法研究聚合物相容性的原理是，对于相容的聚合物共混体系，由于异种聚合物分子之间有强的相互作用，其所产生的光谱相对于两聚合物组分的光谱谱带产生较大的偏离(谱带频率移动及峰形的不对称加宽等)，由此而表征相容性的大小。

2.红外光谱法存在氢键，偏移明显。第16页,共91页，2024年2月25日，星期天不足之处：对于完全不相容的共混聚合物体系，表征两聚合物组分的特征吸收谱带能够很好地重现而未发生变化。然而，聚合物之间相容性难以用谱带偏离程度进行定量表征。PVC／E—VA—C0共混物，E—VA—C0是乙烯、醋酸乙烯与一氧化碳的三元共聚物，分子结构中含有酯羰基和酮羰基，当与PVC共混后，利用FTIR考察发现在共混物的FTIR谱图中，酯羰基和酮羰基的谱带位置均发生了明显位移，据此可知，两聚合物分子之间有强相互作用，呈现较好的相容性。此一结论经动态力学性能、热性能、介电性能的测定得到了证实。第17页,共91页，2024年2月25日，星期天3.显微镜法光学显微镜包括透射光显微镜、反射光显微镜、暗场显微镜、偏光显微镜、相差显微镜和干涉显微镜。光学显微镜可以直接观察大块试样，但分辨率受光波衍射的限制，仅能提供微米数量级的形貌细节（～200nm）。透射光显微镜：可观察不透明的，有色的试样，要求试样制得很薄。但对于透明物，由于反差太低，观察不清。反射光显微镜：试样不透明，比较厚，可以观察表面结构。第18页,共91页，2024年2月25日，星期天偏光显微镜：偏振光可以提高晶形聚合物的反差，研究结晶和定向聚合物体系时很有用。相差显微镜：使光的直射振动对衍射振动周相移动，将物体内微小的周相差变为相的亮度差，因而使透明物的可见度大为改善。采用此法，可以使玻璃胶体中微小的不均匀性（折射率的变化）暴露无遗。可用来检查透明的高聚物。第19页,共91页，2024年2月25日，星期天4.浊点法主要原理：当共混物由均相体系变为两相体系时，其透光率会发生变化，这一相变点就称为浊点。浊点法是研究相容性理论的常用方法。

第20页,共91页，2024年2月25日，星期天提高相容性的方法1.对聚合物进行化学改性●对高分子链化学改性●改变聚合物分子链结构主要原理：参加共混的聚合物分子链上含有某种可以相互作用的官能团，其相容性很好。如：氢键；酸性和碱性基团第21页,共91页，2024年2月25日，星期天2.加入增容剂定义：增容剂是指在共混体的聚合物组分之间起到增加相容性和强化界面粘结作用的共聚物。作用机理：●富集在两相界面处，改善两相之间的界面结合；●促进分散相组分在共混物中的分散。增容剂反应型增容剂非反应型增容剂高分子增容剂低分子增容剂第22页,共91页，2024年2月25日，星期天非反应型增容剂类型聚合物B聚合物A增容剂A-B型PSPBPS-g-PBPPPA66PP-g-PA66A-C型PEPSCPE,SEBSPPPEEPDMC-D型PVCBREVAPMMAPPSEBSAAA二嵌段三嵌段四爪星形嵌段BBB第23页,共91页，2024年2月25日，星期天反应型增容剂的作用原理这类增容剂与共混的聚合物组分之间形成了新的化学键，所以可称之为化学增容。它属于—种强迫性增容。反应型增容剂主要是—些含有可与共混组分起化学反应的官能团的共聚物，它们特别适用于那些相容性很差且带有易反应官能团的聚合物之间共混的增容。反应增容的概念包括：外加反应性增容剂与共混聚合物组分反应而增容（在PE／PA共混体系中外加入羧化PE）；也包括使共混聚合物组分官能化，并凭借相互反应而增容（使PE羧化后与PA共混）。第24页,共91页，2024年2月25日，星期天界面区域中反应型增容剂分子的状态的变化：（a）反应性基团向界面区域扩散；（b）反应性基团彼此反应生成低接枝密度增容剂；（c）反应性基团彼此反应生成高接枝密度增容剂第25页,共91页，2024年2月25日，星期天项目反应型非反应型优点添加少量即有很大的效果对于相容化难控制的共混物效果大容易混炼使共混物性能变差的危险性小缺点由于副反应等原因可能使共混物的性能变差受混炼及成型条件制约价格较高需要较大的添加量反应型和非反应型增容剂的比较第26页,共91页，2024年2月25日，星期天3.改善共混加工工艺聚合物共混的重要条件：温度提高温度有助于使本来不相容的聚合物相容或部分相容4.在共混物组分间交联机械力-化学作用第27页,共91页，2024年2月25日，星期天思考题：聚合物相容性是如何影响共混物玻璃化温度的？为什么？简要说明聚合物共混体系的热力学相容性与工艺性相容性的概念。在不相容共混体系中，通常采用哪些手段提高共混体系的相容性。简述增溶剂在共混体系中增容原理。第28页,共91页，2024年2月25日，星期天共混物的形态结构工艺性能配方形态第29页,共91页，2024年2月25日，星期天

共混物的形态结构共混物的形态共混物的性能共混工艺条件和共混物组成一.共混物形态的三种基本类型共混物的形态均相体系两相体系海-海结构海-岛结构第30页,共91页，2024年2月25日，星期天二.共混物形态的研究方法●直接观测形态方法如电子显微镜法；●间接测定方法如动态力学性能测定法：共混物的Tg，判定均相体系或两相体系。聚合物对之间的相容性：完全互溶，共混物形成均相体系部分互溶和完全不互溶，共混物形成两相体系海——岛结构第31页,共91页，2024年2月25日，星期天分散相形状不规则：一般为机械共混制得的产物，含量较大的组分形成连续相，含量较小的组分构成分散相。第32页,共91页，2024年2月25日，星期天分散相颗粒较规则：分散相颗粒一般为球形，内部不含或只含极少量的连续相的成份。SEMphotooffracturesurfaceof

PP/EPDMAlloy第33页,共91页，2024年2月25日，星期天分散相为胞状结构或香肠状结构：分散相颗粒内包含由连续相成份构成的更小颗粒。接枝共聚－共混法制得的共混物一般具有这种类型的形态结构。G型ABS（乳液接枝共聚法）：四氧化锇染色，黑色部分丁二烯橡胶，白色部分塑料第34页,共91页，2024年2月25日，星期天分散相片层状结构：分散相呈微片状分散于连续相基体中，但分散相浓度较高时，进一步形成了分散相的片层。SEMPhotoofPE/PA6Alloy形成条件：分散相的熔体粘度大于连续相的熔体粘度；共混时剪切速率适当；适当的增容。第35页,共91页，2024年2月25日，星期天

两相共连续结构(二相互锁或交错结构）

二相共连续结构包括：层状结构和互锁结构。嵌段共聚物产生二相旋节分离及当两嵌段组分含量相近时常形成这类形态，或以嵌段共聚物为主要成分的聚合物共混物也易形成这种结构。在A－b－B嵌段共聚物中加入A均聚物，它相容于A相，其对形态结果的影响效果等同于增加A－b－B中的A嵌段的比例。如PS－b－PI＋PS体系，在PS含量较少时，不影响形态，当PS含量很大时，会破坏形态。

右图：SBS三嵌段共聚物，但丁二烯（B）含量为60％左右时即形成两相交错的层状结构。第36页,共91页，2024年2月25日，星期天三.分散相分散状况1.分散相分散状况的表征两种共混样品均一性和分散度的对比示意图均一性：分散相物料分散的均匀程度分散度：分散相物料的破碎程度需要共混物分散相组分的分散具有良好的均一性，平均粒径和粒径分布的控制第37页,共91页，2024年2月25日，星期天2.共混物对分散相粒径及粒径分布的要求分散相的平均粒径控制：为使海岛结构两相体系共混物具有预期的性能，分散相的平均粒径控制在某一最佳值。弹性体增韧塑料：POE增韧PP的共混体系，最佳粒径控制1um。粒径分布的影响：弹性体增韧塑料：过小的弹性颗粒没有增韧作用，过大的颗粒影响共混物的性能分散相粒径及粒径分布的调控与共混组分之间的相容性、共混装置的设计以及混合工艺条件有关。第38页,共91页，2024年2月25日，星期天五.影响聚合物共混形态的因素1.共混组分的配比连续相主要影响共混材料的模量，弹性；分散相主要影响材料的冲击性能，光学性能，传热以及渗透性能。

共混组分之间的配比是影响共混形态的一个重要因素，也是决定哪一相为连续相，哪一相为分散相的重要因素。海岛结构两相体系共混物的形态：哪一相连续相，哪一相分散相分散相的粒径及粒径分布两相之间的界面结合形态影响因素：两相组分的配比，两相组分的粘度，工艺条件第39页,共91页，2024年2月25日，星期天影响聚合物共混形态的因素海岛结构两相体系共混物的形态：哪一相连续相，哪一相分散相分散相的粒径及粒径分布两相之间的界面结合形态影响因素：两相组分的配比，两相组分的粘度，工艺条件第40页,共91页，2024年2月25日，星期天1.共混组分配比的影响在聚合物共混两相体系中，确定连续相和分散相具有重要的意义：连续相主要与共混材料的力学强度、模量、弹性相关；分散相则主要与抗冲击性能(在增韧体系中)、光学性能、传热以及抗渗透(在相关体系中)相关。

第41页,共91页，2024年2月25日，星期天连续相理论临界含量：假设分散相颗粒是直径相等的球，以紧密填充方式堆积最大填充分数74%。第42页,共91页，2024年2月25日，星期天2.熔体黏度对于熔融共混体系，共混组分的熔体粘度是影响共混物形态的重要因素。规律：黏度低的相倾向于生成连续相，黏度高的相倾向于生成分散相。具体情况需分析。第43页,共91页，2024年2月25日，星期天3.组分配比与熔体黏度的综合影响

A连续相B连续相第44页,共91页，2024年2月25日，星期天4.黏度比、剪切应力及界面张力对分散相颗粒的的综合影响为了探讨影响共混物形态（主要是分散相粒径）的因素，引入两个参数，K与连续相黏度分散相黏度剪切应力两相间界面张力分散相粒径剪切速率第45页,共91页，2024年2月25日，星期天(a)黏度比

与参数

临界值的关系第46页,共91页，2024年2月25日，星期天(b)剪切应力及界面张力的影响界面张力降低，分散相粒径（d)变小，实际上反映了相容性的改善。=增加时，分散相粒径（d)变小(c)其它影响因素加工温度相容性第47页,共91页，2024年2月25日，星期天共混物的性能聚合物共混物的流变性能、力学性能、光学及电学性能、阻隔及抗渗透性能等。第48页,共91页，2024年2月25日，星期天.共混物性能与单组分性能的关系式设共混物性能为P，如密度、电性能、黏度、热性能等组分1性能为P1，组分2性能为P2这里主要介绍Nielsen提出的预测公式。共混物的性能与单一组分的性能之间，都存在着某种关联共混物的性能与共混物的形态密切相关第49页,共91页，2024年2月25日，星期天简单关系式不考虑共混物形态因素并联:串联:第50页,共91页，2024年2月25日，星期天2.均相共混体系各组分存在相互作用，I→是两组分之间相互作用参数3.海-岛结构两相体系分散相为硬组分，连续相为软组分KE为爱因斯坦系数按Nielsen混合法则，分散相为硬组分，连续相为软组分，海岛结构两相体系公式：第51页,共91页，2024年2月25日，星期天第52页,共91页，2024年2月25日，星期天B取决于各组分性能及KE的参数对比浓度，是最大堆砌密的函数Фm：假想分散相粒子以某种形式堆砌，堆砌的形式取决于分散相粒子在共混物中的具体情况，与分散相粒子的形状、排布方式有关。第53页,共91页，2024年2月25日，星期天第54页,共91页，2024年2月25日，星期天分散相硬度较低的体系:软改硬两相体系中的分散相为硬度较低的组分，连续相为硬度较高的组分时，共混物性能与纯组分性能的关系，如橡胶增韧塑料体系：第55页,共91页，2024年2月25日，星期天“海-海”结构两相体系

两相连续的“海-海”结构两相体系，包括聚合物互穿网络(IPN)。采用机械共混法，亦可在一定条件下获得具有“海-海”结构的两相体系：n=1/5(力学强度IPN）或1/3

（介电常数

）以结晶聚合物为例，结晶聚合物可以作为晶相与非晶相的两相体系，且两相都是连续的。一些结晶聚合物（如PE,PP,尼龙）的剪切模量可满足下式：第56页,共91页，2024年2月25日，星期天二.共混物熔体的流变性能聚合物共混物熔体的流变性特征：聚合物熔体为假塑性非牛顿流体；聚合物熔体流动时有明显的弹性效应。熔体流变性能：流变曲线，熔体黏度，熔体的粘弹性等。共混物熔体黏度与剪切速率的关系假塑性非牛顿流体第57页,共91页，2024年2月25日，星期天共混物熔体黏度曲线两相共混体系中：熔体流变性与共混组成、两相形态及界面作用和加工温度有关。可能会出现两种甚至两种以上不同的流变类型第58页,共91页，2024年2月25日，星期天

流变性能的仪器有毛细管流变仪、转矩流变仪(如Brabender流变仪、哈克流变仪)、熔融指数仪等。毛细管流变仪可以测定表观黏度、非牛顿指数等参数，适合于进行理论研究。采用双转子混炼器的测试结果，表征为转矩值，可以直接以转矩值来表征黏度。熔融指数仪测定的熔体流动速率(MFR)也与熔体黏度相关，可以作为熔体黏度的一种相关表征。

毛细管流变仪、熔融指数仪等测试仪器不具备对物料进行共混的功能。采用毛细管流变仪、熔融指数仪进行测试前，应先对物料进行共混。因而，毛细管流变仪、熔融指数仪测定的是共混产物的流变性能，而不是共混过程中的流变性能。第59页,共91页，2024年2月25日，星期天2.共混物熔体黏度与温度的关系通过公式可求粘流活化能加入某种流动性较好的聚合物改善流动性较差的聚合物流动性例如：PC/PE=95/5PC/PE共混物的黏流活化能51.0kJ/mol.PC黏流活化能64.9kJ/mol第60页,共91页，2024年2月25日，星期天3.共混物熔体黏度与共混组成的关系共混体系组分含量与熔体黏度的关系（a）PP/PS体系，第二组分的加入改变主体聚合物熔体的超分子结构（b）在低粘度组分含量较高时，共混物的熔体黏度与低粘度相近，在高黏度组分增加时，共混物的熔体黏度增加较快。（c）共混物熔体黏度有一极大值，由于共混物熔体形成互锁状的交织结构。第61页,共91页，2024年2月25日，星期天4.共混物熔体的黏弹性行为

聚合物共混物熔体的弹性，可采用挤出胀大法(测定出口膨胀比B)，也可采用第一法向应力差

(

11－

22)。

第62页,共91页，2024年2月25日，星期天共混物的力学性能共混物的力学性能，包括其热-机械性能(如玻璃化转变温度)、力学强度，以及力学松弛等特性。提高聚合物的力学性能，是共混改性的最重要的目的之一。第63页,共91页，2024年2月25日，星期天1.弹性体增韧塑料体系1）塑料基体的形变ab第64页,共91页，2024年2月25日，星期天塑料的形变区与形变机理

(1)塑料的大形变与变形区塑料材料的大尺度形变是使外界作用的能量耗散的重要途径，形变通常集中发生在一定的区域内，称之为变形区。例如，当材料受到冲击发生断裂时，冲击断口的两侧会有变形区。由于冲击力作用于材料是一个过程，所以变形区又可以称为“过程区”。塑料发生变形的机制包括形成剪切形变和银纹化。韧性塑料材料的变形区较厚，使其可以将外力分散到较大的体积内；而脆性塑料的变形区则很薄，没有耗散能量的充裕空间，所以冲击强度低。

塑料的大尺度形变包含两种可能的过程，其一是剪切形变过程，其二是银纹化过程。第65页,共91页，2024年2月25日，星期天(2)剪切形变

在拉伸过程中，拉伸力可分解出剪切力分量，剪切力的最大值出现在与正应力成45o的斜面上。因此，在与正应力大约成45o的斜面上，可产生剪切屈服，发生剪切屈服形变。塑料试样在发生剪切屈服形变时，可观察到局部的剪切形变带，称为剪切带(shearband)。发生剪切屈服后，即产生细颈现象，并发生大形变，发生剪切屈服的特征，是产生细颈。在发生剪切屈服时，试样的密度基本不变。剪切带的形成，可以使外部作用于试样的能量在一定程度上被耗散掉，因而赋予塑料材料一定的韧性。第66页,共91页，2024年2月25日，星期天剪切带具有精细的结构。根据电镜观察，剪切带的厚度约1μm,宽约5～50μm。剪切带又由大量不规则的线簇构成，每一条线的厚度约0.lμm。如图

所示。第67页,共91页，2024年2月25日，星期天(3)银纹化玻璃态聚合物屈服形变的另一机理是银纹化。

玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象，这种现象叫应力发白现象，亦称银纹(Craze)现象。应力发白的原因是由于产生了银纹，这种产生银纹的现象也叫银纹化。聚合物中产生银纹的部位称为银纹体或简称银纹。银纹化与剪切带一样也是一种屈服形变过程。银纹化的直接原因也是由于结构的缺陷或结构的不均匀性而造成的应力集中。银纹可进一步发展成裂纹，所以它常常是聚合物破裂的开端。但是，形成银纹要消耗大量能量，因此，银纹能被适当地终止而不致发展成裂纹，那么它反而可延迟聚合物的破裂，提高聚合物的韧性。第68页,共91页，2024年2月25日，星期天银纹的平面垂直于外加应力的方向。第69页,共91页，2024年2月25日，星期天第70页,共91页，2024年2月25日，星期天弹性体增韧塑料的机理

银纹-剪切带理论

在银纹-剪切带理论提出之前，已有关于塑料增韧的多重银纹理论、剪切屈服理论等。在此基础上，提出了银纹-剪切带理论。银纹-剪切带理论由BucknalI等在20世纪70年代(1972年)提出。在橡胶(或其它弹性体)增韧塑料的两相体系中，橡胶是分散相，塑料是连续相。第71页,共91页，2024年2月25日，星期天银纹-剪切带理论指出，橡胶“小球”在塑料增韧体系中发挥两个重要的作用：其一是作为应力集中体诱发大量银纹和剪切带，其二是控制银纹的发展，使银纹及时终止，不致发展成破坏性的裂纹。外界作用于塑料材料的能量，可以通过银纹或剪切带的形成而耗散掉，使材料的抗冲击性能明显提高。增韧机理与被增韧的塑料基体的性质密切相关。对于脆性基体，橡胶颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹；而对于有一定韧性的基体，橡胶颗粒主要是诱发剪切带。基体的韧性越高，剪切带所占的比例越大。银纹和剪切带所占比例除与基体性质有关，也与形变速率有关，形变速率增加时，银纹化所占的比例提高。第72页,共91页，2024年2月25日，星期天此外，橡胶颗粒还能够起到终止银纹的作用，使银纹及时终止，而不至于发展成具有破坏性的裂纹。银纹和剪切带也可以相互作用：银纹尖端的应力场可诱发剪切带的产生，而剪切带也可阻止银纹的进一步发展。对于准韧性基体，剪切带所占的比例较大，剪切带可以起到终止银纹的作用。银纹-剪切带理论全面论述了橡胶颗粒的作用，又考虑了塑料基体性能的影响，同时明确了银纹的双重功能：一方面，银纹的产生和发展消耗大量能量，可提高材料的破裂能；另一方面，银纹又是产生裂纹并导致材料破坏的先导。因而，增韧体系必须有使银纹及时终止的机制。由于银纹-剪切带理论成功地解释了一系列实验事实，因而被广泛接受。第73页,共91页，2024年2月25日，星期天界面空洞化理论

当塑料材料受到冲击发生断裂时，冲击断口的两侧会出现白化现象。该白化区域会随着裂纹的增长而发展扩大。在这个区域内，存在着“空化空间”。对于聚合物两相体系，这种空化空间可以以两相界面脱离形式存在。两相界面脱离而产生的空洞化，对于增韧起着一定的作用。这一机理即为“界面空洞化”理论。

第74页,共91页，2024年2月25日，星期天当塑料基体产生银纹时，也会产生空洞，产生应力发白。但银纹中的空洞是产生于塑料基体内部，而“界面空洞”则产生于橡胶颗粒与塑料基体的界面之间。此外，银纹现象主要出现于脆性基体，而“界面空洞”造成的白化现象可出现于准韧性基体。“界面空洞”产生的白化现象出现在裂缝附近的过程区内，过程区的厚度为h。增韧改性的效果与过程区厚度有关。h愈大，增韧改性的幅度也愈大。

第75页,共91页，2024年2月25日，星期天界面空洞化可阻止基体内部裂纹的产生，同时可使PC基体变形时所受的约束减小，使之易于发生强迫高弹形变。界面空洞化以及随之产生的强迫高弹形变吸收了大量能量，使材料的抗冲击性能提高。泊松比

为在拉伸试验中，材料横向单

位宽度的减小与纵向单位长度的增加的比值。

第76页,共91页，2024年2月25日，星期天6.5.2.3橡胶粒子空洞化理论“空洞化”不仅产生于橡胶与塑料的界面，而且可以产生于橡胶粒子的内部。在对这一现象深入研究的基础上，产生了橡胶空洞化理论。在橡胶增韧塑料体系中，橡胶粒子内部的“空洞化”早已被观察到。产生于橡胶与塑料的界面的空洞化属于“黏合破坏”，而产生于橡胶粒子内部的空洞化则属于“内聚破坏”。近年来，橡胶粒子空洞化的作用受到增韧机理研究者的重视。第77页,共91页，2024年2月25日，星期天材料具有韧性的必要条件是要在受到外力作用时先后发生应变软化和应变硬化。橡胶空洞化理论认为，在橡胶(或其它弹性体)增韧塑料体系中，橡胶粒子也要先后经历应变软化和应变硬化。在橡胶增韧塑料材料受到冲击时，橡胶粒子先发生空洞化，空洞化的橡胶粒子对形变的阻力降低(应变软化)，在比较低的应力水平下就可以诱发大量的银纹和剪切带，显著增加了能量耗散，提高了增韧效果。在形变的后期，橡胶的链段取向，导致显著的应变硬化。橡胶粒子内空洞化对于增韧塑料的重要性日益受到关注。第78页,共91页，2024年2月25日，星期天共混体系的其它性能

耐老化性能、电性能、光学性能、阻隔性能、透气性能、表面性能、阻燃性能等。三.共混物的其他性能第79页,共91页，2024年2月25日，星期天1.耐老化性能耐老化性能包括热老化、光老化、全天候老化等。热老化来源于聚合物的热降解。光老化是在紫外线的作用下，聚合物的降解。主链上含双键的聚合物易于发生老化。2.电性能聚合物的电性能包括体积电阻率、表面电阻率、介电损耗等例如IIR/PE共混，IIR在20℃的体积电阻率为3x105Ωcm,PE>106

Ωcm三.共混物的其他性能第80页,共91页，2024年2月25日，星期天第81页,共91页，2024年2月25日，星期天包括透明性、表面光反射性等。

透明性以可见光的透过率来表征。聚合物共混物的两相体系，大多数是透明性较低的。制备透明的聚合物共混物，首先基体材料要采用透明的聚合物。其次，各种添加剂也要不妨碍材料的透明性。当两种聚合物的折光指数相近时，聚合物共混物两相体系也可具有良好的透明性。若两相体系的两种聚