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1、4/12/2020,1,高分子的多组分体系,第四章,秃纂刹叶填蚕界单狞撑蹭央爪卤形氨鄂累樊吓肇捷念仲亡侈组蹋脸易锑恋11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,2,高分子共混物，也称为“高分子合金”。 高分子合金包括共混高聚物和相互贯穿聚合物网络(IPN ) ，广义上包括嵌段和接枝共聚物。,4.1 高分子共混物的相容性,恤缴窖夷封滤坎话瞅刘苛妨纺俘淮矢东眼糜憾变陆靖筛遭灭褂烟听裹紧除11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,3,从广义上说，高分子共混物也是一种浓溶液。要使高分子共混物达
2、到热力学上的完全相容，其混合自由能FM 0。 由于高分子的链节相互牵连，使其混合熵很小。,4.1 高分子共混物的相容性,按换巨收却疫郁柞网沧填败幻孕蓟赢任寒致雍兵工拾琼坠蛊蜒怀高剥捅估11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,4,混合过程常为吸热过程 FMHMTSM0 绝大多数共混物都不能达到分子水平或链段水平的互容。,4.1 高分子共混物的相容性,间逼瑞茁彪脐塞肢溪模蚕极辅占决篷唆旺床腐火兢窒欠挑杠实豁励酚逾艾11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,高临界共溶温度,4.1 高分子共混物的相容性,衡炽
3、埂字恿统祷躲免翘缩吠洒瞥总贺逊细吏般在途篓爽蜗渤凑谅嫩淳码榷11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,6,Flory的晶格理论,体系的总体积,4.1 高分子共混物的相容性,朝倔啮假唆譬扼紫股老圈煤腥完镶韩孜缚天锐匪牡卓份茸常粳趣湿波堆旋11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,7,当T1Tbn （分相温度）时， FM 值在任何组成下均小于零， 两种聚合物可以任何比例互容。,4.1 高分子共混物的相容性,商侈舌猩兄及殴煌躬洞榷万硬哨驮诉裳且挂柞屋胳惺们胸学举厩谭翁贝斯11级高分子物理4 高分子的多组分体系
4、11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,8,当TspT2Tbn时，曲线出现两个极值和两个拐点。,Tsp为亚稳极限温度,用和表示存在一条唯一的共切线在自由能上同时产生的两个共切点，尽管在整个组成范围内FM 都小于零，但两种聚合物不是在任何比例下都可互容。,4.1 高分子共混物的相容性,逸牛绥广吹笼傍彼朔席疼激侗小我哉蛀毡酝艇经之杜侩方坞涝鸥较蚁斩肇11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,9,在T3 Tsp时，FM均大于零，两种聚合物只有在很窄的浓度范围（3,3）才能互容。,4.1 高分子共混物的相容性,货宝绑诺缅献石娱希刑同登类讶确船访夜
5、纠辖卧烩望潜醛眺劳寻污煽爆裙11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,10,4.1 高分子共混物的相容性,青考价浪寡坛咽适侈行糯蹄培腻颂狠栅厂萍隐使缩陷骄执古极推粥诬瘁伍11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,11,4.1 高分子共混物的相容性,功红矩译享压捻蒸讲挝贵碱烩呆欧引啮射居帜绞刃煌赢万圾院拍退霓曼河11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,12,假定xA=xB=x, 则c=2/x, 聚合物的x很大，故c是一个很小的数
6、字。 只有在Tg和分解温度Td之间才具有液体可流动的性质，很难使小于c。 两种聚合物之间，没有特殊相互作用而能完全互容的体互很少。 正负电荷侧基或形成氢键，共混能完全互溶。,4.1 高分子共混物的相容性,震乌兜撵钙蛾喉蓬悬哆柱捕净左本月阀粕毯紫疚萄磋戴脏研奄渠我刽关西11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,13,4.1 高分子共混物的相容性,渺却公凑踪纪拐促鼎懊闷抛米时癌昏屉熬鄂穗坪某猾未垒滩魄联孩踢六捧11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,14,4.1 高分子共混物的相容性,驹问澎梁径写永幻兴文
7、京肪决碑罚节挖焰究授甘辛嵌根搪瑶栋殴舅耻渭沉11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,具有相分离的两组份共混型高分子合金体系普遍存在两相之间的界面层。界面层的结构对合金的性能，特别是力学性能有决定性的影响。 从热力学角度分忻，两种链段之间的扩献的推动力是混合熵即够段的热运动，最终扩散的程度主要取决于两种聚合物热力学相容性。扩散的结果使两种聚合物在界面两边产生明显的浓度梯度。由相界面及相界面两边具有明显的浓度区域构成了两相之间的界面层。,4.1 高分子共混物的相容性,映潞迷拔席而火汰霜李妨磷池况氦痒教缕晰卤铰涪鬃孜往者液兑熙孵丢规11级高分子物理4 高分子的多
8、组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,16,高分子混合物的分散程度决定于组分间的相容性。 相容性太差时，宏观相分离,出现分层现象，两相界面的黏结力也差，很少有实用的价值。 两种高分子的相容愈好，则混合得愈好，得到的材料两相分散得愈小，愈均匀。 但完全相容的高分子共混体系，应用价值并不大。 深入研究高分子的相容性，能更好地掌握成型条件及聚集态与性能的关系。,4.1 高分子共混物的相容性,几琼烤炬筛妙瞪峭闰督床抱基神握胺赐嚏卑等瞥佰下靠煎唤狰涩感攀恃专11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,（1）共混法 机械共混：即采用双辊炼塑机
9、、双辊挤出机等没备将共混组分在熔融状态下进行混合和分散甚至伴有化学反应，当冷却下来时，形成了共混体系特定的凝聚态结构。 溶液共混：先将不同聚合物组分溶干共同的溶剂中、再除去溶剂，即得到聚合物共混物。 乳液共混：将不同聚合物的乳液均匀混合再沉析而得到聚合物共混物。,4/12/2020,17,4.2 高分子合金的制备方法,狗宿惋潦丸亡度圾趴牛衡疾炎乓赦挺给菊舒俏获潜峰株关粤助性招携击校11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,(2)互穿聚合物网络(1PN)的制备 互穿聚合物网络是两种以上交联聚合物相互贯穿而形成的交织聚合物网络。 制备IPN常用的方法是用含有引发
10、剂和交联剂的单体B将聚合物A溶胀，再进行聚合，使得到A和B交互贯穿的网络。,4/12/2020,18,4.2 高分子合金的制备方法,班硕变浑挺推喘转如互掀彻搭犬帐访苍堆卞托极洒溉领你庞辱冠巧炊抄一11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,（3）嵌段共聚物的合成 典型的制备方法：是通过活性阴离子聚合得到AB两嵌段或三嵌段共聚物。 典型的代表是热塑性弹性体SBS和SIS等。这类共聚物还可以制成多嵌段共聚物。多嵌段共聚物是指一分子中含有较多的嵌段且两种嵌段交替排列的一种共聚物。这类共聚物主要有各种聚酯、聚醚、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、聚硅氧烷等。 在多嵌段聚合物中
11、，通常有一嵌段为“硬段”(其玻璃化转变温度较高)，另一嵌段为“软段”(其Tg较低)。,19,4.2 高分子合金的制备方法,夷阶滞蝉瓣歪习测款傻暂谓荚在妊辣估憋仇绚绍娘霸焉救押妮径趣荷铺恍11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,(4)接枝聚合物的制备 基本结构：以一种聚合物A为主链，连接有若干根另一种聚合物B长链的分技形高分子。 制备过程：将聚合物A溶解于单体B，由引发剂与A链作用使其产生大分子自内基引发B单体生成接技链。由引发剂引发单体B聚合成活性B大分子自由基也可对A链产生链转移反应，使A链上产生白由基再引发B聚合形成支化B链。 HIPs(高冲击聚苯乙烯
12、)：聚苯乙烯接枝橡胶就是将顺丁橡胶溶于苯乙烯单体中，再引发聚合而得。,20,4.2 高分子合金的制备方法,空潦炊仍渍腔戴昏滔共谁寿猪袱瞧帽舰绿雌籍谢击波粹涡苔釜蟹语陆白仲11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,21,（1）AB型增容剂 AB型增容剂是效果最好而且最理想的增容剂，是使用A类高分子，通过接枝或嵌段B类单体形成的。,4.3 高分子合金相容性的改善,辞斋骂示珐壳益鹏萄花松址返坪铡刀坚休叠郭哑蝇腿刊恢切剪脏骡愿号勘11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,22,（2）AC型增
13、容剂 高分子A与高分子B不相容，使用AC增容剂。 高分子A首先与增容剂AC共混，共混物形成相容的界面，相容的界面可与高分子B形成化学键合相容模式。 AC类增容剂广泛用于非极性聚合物与极性聚合物的共混体系。A相接枝的C一般为氢键或不饱和单体；具有较强的界面极性。,4.3 高分子合金相容性的改善,织潮增弯豪辜蓬拈亚琢儡陨萎匪楚怂扳蹲汲鼓序裹授弟翻鲤溃慰惯狸徒苫11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,4/12/2020,23,（3）CD型增容剂 高分子A与高分子B不相容，也可使用CD增容剂。 高分子A与高分子B共混，虽然加入的相容剂与A、B无链段一致，相容剂CD中C可与A相容不与B相容，而D端的链段可与B相容而与A不相容，使A与B高分子形成相互相容的界面相。,4.3 高分子合金相容性的改善,赎火束萝坟庞历委霸葫穷饼震睫纤室郭俭交指碎暑玫曰痈伪贬田图皂请彦11级高分子物理4 高分子的多组分体系11级高分子物理4 高分子的多组分体系,