共混改性理论2

§2聚合物共混得基本概念授课教师王军平应用化学系高分子教研室主要授课内容•§2聚合物共混得基本概念–§2.1聚合物共混的定义–§2.2共混改性的主要方法–§2.3组分含量的表示–§2.4关于共混物形态的基本概念–§2.5关于相容性的基本概念–§2.6聚合物共混物的分类2.1聚合物共混的定义•聚合物共混改性分类–物理共混：主要方法是熔融共混，通常意义上的“混合”。–化学共混：IPN–物理／化学共混：兼有物理混合和化学反应的过程，包括反应共混和共聚一共混。•物理共混范围内定义–狭义：聚合物共混，是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。共混的产物称为聚合物共混物。–广义:共混还包括以聚合物为基体的无机填充共混物和短纤维增强聚合物体系、物理／化学共混。与共混相关的多元体系范畴1.高分子合金:含多种组分的聚合物均相或多相体系，包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物。在工业应用中，高分子合金常被特指聚合物共混物。2.复合材料:由两个或两个以上独立的物理相组成的固体产物，其组成包括基体和增强材料两部分。3.杂化材料:两种以上不同种类的有机、无机、金属材料，在原子、分子水平上杂化，产生具有新型原子、分子集合结构的物质，含有这种结构要素的物质称为杂化材料。2.2共混改性的主要方法•共混改性按共混时物料的状态分为:–熔融共混–溶液共混–乳液共混–釜内共混类型共混物料状态设备应用规模熔融共混聚合物熔体挤出机、密炼机、开炼机大规模工业溶液共混聚合物溶液反应釜实验室、工业（涂料、粘合剂）乳液共混聚合物乳液反应釜工业（涂料、粘合剂釜内共混单体聚合釜工艺简单、要求高、应用局限2.3组分含量的表示方法1.质量份数–通常以主体聚合物的质量为100份，其它组分的含量以相对于主体聚合物的质量份数表示。–质量份数的表示方法，由于主体聚合物的质量固定为100份，可以很明显地反映出其它组分的含量变化，特别适合于工业试验中的配方研究。2.质量分数–以共混组分的质量分数来表征组分含量，是科学研究论文（特别是应用基础研究论文）中经常采用的方法。其优点在于可以反映出某一组分在体系中所占的比例。3.体积分数–以共混组分的体积分数来表征组分含量。–一般与质量分数对照使用。2.4关于共混物形态的基本概念•共混物的形态与共混物的性能有密切关系，共混物的形态受到共混工艺条件和共混物组分配方的影响。1、共混物形态的三种基本类型•均相体系；•“海一岛结构”（单相连续）★：两相体系，一相为连续相，一相为分散相，分散相分散在连续相中，就好像海岛分散在大海中一样；•“海一海结构”（两相连续）：两相体系，两相皆为连续相，相互贯穿。2、聚合物共混物的形态学要素1.分散相和连续相的确定–对于“海一岛结构”两相体系，由于分散相和连续相对共混体系性能的贡献不同，所以在共混物的形态观测和研究中，首先要确定两相体系中哪一种聚合物为连续相、哪一种聚合物为分散相。2.分散相的分散状况–对于分散相，要着重研究其分散状况。–总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀程度，即分散相浓度的起伏大小。–分散度则是指分散相物料的破碎程度，可以用分散相颗粒的平均粒径来表征。–分散相颗粒的粒径分布，也是分散相分散状况的重要表征。3.两相体系的形貌–两相体系的形貌，主要是指分散相颗粒的外形和内部结构（如包藏结构），以及某些分散相颗粒的聚结状态、取向状态等。4.相界面–在两相体系中，相界面也是共混物形态中的一个要素。3、分散相颗粒的平均粒径和粒径分布与性能的关系•分散相颗粒的平均粒径和粒径分布，对于共混物的性能有重要影响。•最佳的分散相平均粒径范围---共混物的某些重要性能提高。•分散相颗粒的粒径分布要求粒径分布窄。4、共混物“均相”的判定•如果一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能，这种共混物就可以认为是具有均相结构的共混物。•用玻璃化转变温度作为判定的标准。5、两相体系概念的扩展•接枝或嵌段共聚物，本身也是两相体系。2.5关于相容性的基本概念★★•热力学相容性（溶解）–→溶混性：Tg•广义的相容性–共混物各组分之间彼此相互容纳的能力–分散能力和稳定程度广义相容性与热力学相容性的关系•从动力学角度区分.2.6聚合物共混物的分类•按共混物形态分类按共混物形态分类，–均相体系–两相体系:两相体系又可分为“海一岛结构”两相体系和“海一海结构”两相体系。•按共混方法分类可–熔融共混物–溶液共混物–乳液共混物–机械共混物•按改善的性能或用途分类•按聚合物的性能与用途分类–通用塑料／通用工程塑料共混物–通用工程塑料／通用工程塑料共混物–通用工程塑料／特种工程塑料共混物•按主体聚合物分类–采用的塑料合金分类方法作业•广义相容中,如何判断完全相容、部分相容、不相容，请写出具体的方法，并用Tg图表示3种形态。