第四、五、六章高分子的聚集态结构(高分子的多组分体系)讲述.ppt

Polymer Material and Engineering CSFTU Polymer Material and Engineering CSFTU Polymer Material and Engineering CSFTU Polymer Material and Engineering CSFTU Polymer Material and Engineering CSFTU Polymer Material and Engineering CSFTU Polymer Material and Engineering CSFTU 第四、五、六章 聚合物的聚集态结构主讲：邓鑫 * 一、介绍 1、共混聚合物：将性质不同的高分材料通过化学和（或）物理方法混合，使材料在力学、热学、光学及其他实用性能上具有某种特点。 2、高分子合金：共混聚合物与合金有许多相似之处，形象的称之为高分子合金。 3、制备方法 化学共混：溶液接枝和溶胀聚合，嵌段共聚。 物理共混：机械共混、溶液浇铸共混和乳液共混等。 SEC3 高分子的多组分体系 二、高分子共混物的相容性 1、高分子的相容性 体系相容应有：ΔFM = ΔH - TΔS ≤ 0 高分子/高分子混合过程吸热ΔH＞0，混合过程的ΔS ＞0但数值很小，所以ΔFM = ΔH - TΔS ＞ 0 ，通常绝大多数共混物都不能达到分子水平或链段水平的互容。 某些共混高聚物在某一温度范围内能互容，有两相共存线或相平衡线： ①高温互容，低温分相的称为高临界共溶温度UCST(Upper Critical Solution Temperature)：PS/PCL(聚苯乙烯/聚乙酸内酯) ②低温互容，高温分相的称为低临界共溶温度LCST(Low Critical Solution Temperature)：PS/PVMN(聚苯乙烯/聚甲酸乙烯基醚) 通过热力学观点解释共混高聚物的相分离现象（根据Flory-Huggins模型推导）： 将一系列不同X1值下的ΔFM-Φ曲线的的极小值连起来——两相共存线；将一些列拐点连起来——亚稳极限线。 共混物的组成聚合物之间存在着特殊相互作用，使这类共混物也能够完全相互溶混。 2、共混高聚物聚集态的主要特点 高分子-高分子混合物处于一种准稳定态。 高分子-高分子混合物的粘度很大，分子或链段的运动实际上处于一种冻结的状态，或者说运动的速度是极慢的，才使这种热力学上不稳定的状态得以维持，相对的稳定下来。 相容性好：混合得好，得到的材料二相分散得小且均匀。正是这种相容性适中的共混高聚物有很大的实用价值。外观上看均匀，但电镜可看到有二相存在，呈微观或亚微观相分离（肉眼看不见分层，甚至光学显微镜也看不到） 相容性太差时：混合程度很差，或者混不起来，或者混起来也明显有宏观的相分离，出现分层现象，无使用价值。 高分子-高分子混合物的分散程度决定于组分间的相容性。 描述不同组分的组成与构成典型的织态结构模型 组分A增加,组分B减少 3、非均相多组分聚合物的织态结构 4、共混高聚物的聚集态结构对性能的影响 分散相软(橡胶) / 连续相硬(塑料) 橡胶增韧塑料 高抗冲聚苯乙烯HIPS(丁二烯改性苯乙烯) 性能特点：大幅度提高韧性的同时较小影响PS的Tg, 较少降低材料的强度和模量 分散相硬 (塑料) / 连续相软 (橡胶) 热塑弹性体SBS 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 性能特点：改善聚丁二烯的性能 加工时具有塑料的可塑性能 分散相软 (橡胶) / 连续相软 (橡胶) 橡胶改性橡胶 天然橡胶改性合成橡胶 分散相硬 (塑料) / 连续相硬 (塑料) 软(硬)塑料改性硬(软)塑料 聚乙烯改性聚碳酸酯 性能分析（分散相软/连续相硬）： 光学性能：大多数非均相共混高聚物是不透明的。因为二相的密度不同，折射率不同，光线在两相界面上发生折射和反射的结果。 热性能：橡胶增韧塑料能大幅度提高韧性而又不降低使用温度。 力学性能：大幅度提高韧性的同时，不至于过多的牺牲材料的刚性和抗张强度，因为塑料作为连续相起到了保持原有的刚性和抗张性能的作用，而引入的分散相橡胶达到了吸收冲击能量、分散冲击能量的作用。 Polymer Material and Engineering CSFTU Polymer Material and Engineering CSF