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聚合物的共混改性

时都能形成稳定的均相体系的能力。
若干聚合物的溶解度参数
聚合物
? /(J/cm3)1/2
聚乙烯
16.1—16.5
聚丙烯
16.3—17.3
聚苯乙烯
17.3—18.6
聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯
尼龙6
19.2—19.8 18.9—19.4
27.6
聚丙烯腈
26.0—31.4
2. 工艺相容性: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性。 3. 提高共混物相容性的方法 (1)利用聚合物分子链中官能团间的相互作用 (2)改变聚合物分子链结构 (3)加入第三组分——增溶剂 (4)通过加工工艺改善聚合物之间的相容性 (5)在共混物组分间发生交联作用以改善相容性 (6)共混剂法和IPN法
二、共混改性的目的
1. 综合均衡各聚合物组分的性能,以改善材料的综 合性能 2. 将量小的一聚合物作为另一聚合物的改性剂,以 获得显著的改性效果 3. 改善聚合物的加工性能 4. 制备具有特殊性能的聚合物材料 5. 提高性能/价格比 6. 回收利用废弃聚合物材料
三、共混改性的方法
溶液共混法 干粉共混法
KE
球形
无滑动
2.5
球形
有滑动
1.0
立方体
无规
3.1
短纤维
单轴取向
拉伸应力,垂直于纤维取向 1.5
短纤维
单轴取向
拉伸应力,平行于纤维取向 2L/D
分散相粒子形状 球形 球形
棒形(L/D=4) 棒形(L/D=8) 棒形(L/D=16)
最大堆砌密度化 “堆砌”的形式 六方紧密堆砌 简单立方堆砌 三维无规堆砌 三维无规堆砌 三维无规堆砌
聚合物Ⅰ 聚合物Ⅱ
冷却 粉碎 粉状共混料 初混合 熔融共混 冷却 造粒 粒状共混料
或直接成型为制件
熔融共混法工艺过程示意图
(2)溶液共混法(共溶剂法) (3)乳液共混法
2. 化学共混法 (1)共聚-共混法
有接枝共聚-共混、嵌段共聚-共混之分。 (2)IPN法:利用化学交联法制取互穿聚合物网络
共混物的方法。
第2节 聚合物共混改性基本原理
一、共混物的相容性
相容性是指共聚物各组分彼此相互容纳,形成宏 观均匀材料的能力。
不同种类聚合物共混时可能出现三种形态:完全 相容、部分相容和完全不相容。
以Tg表征共混物相容性的示意图 单一聚合物 ------共混物
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
尤其是力学性能具有决定性的作
用。
4. 界面层的性质
主要是指界面层的稳定性。
5. 界面层的作用
(1)力的传递效应;(2)光学效应;(3)诱导
效应
四、影响共混物形态结构的因素
1. 相容性 热力学相容性是聚合物能否获得均匀混合的形
态结构的主要因素。 2. 配比 3. 黏度 (1)基本规律——“软包硬”法则 (2)黏度与配比的综合影响
1. 均相共混物
P=β1P1+β2P2+Iβ1β2 式中,I为两组分之间的相互作用参数,称为作 用因子。
2. 单相连续的复相共混物
如果分散相为“硬组分”,连பைடு நூலகம்相为“软组分”
P ? 1 ? AB ? 2 P1 1 ? B ?? 2
力学性能的爱因斯坦系数KE
分散相粒子的类型 取向情况 界面结合情况
应力类型
合物在共混过程中,经 历两个过程,第一步是 两相相互接触,第二步 是两聚合物大分子链段 相互扩散。这就是两相 界面层形成的过程。
2. 界面层厚度
界面的厚度主要取决于两聚
合物的相容性。 3. 界面的粘接
对于两组分聚合物共混物,
?界
为面 界层 面示
两聚合物界面的粘接好坏和链段
层意 厚图
的扩散程度,对共混物的性能, 度
二、共混物的形态结构
1. 均相结构 2. 非晶聚合物构成的多相共混物体系的形态结构
按相的连续性,形态结构有三种基本类型(以双 组分共混物为例):单相连续结构、两相互锁或交错 结构和相互贯穿的两相连续结构。
单相连续的形态结构又因分散相相畴的形状、大 小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式。 ①分散相形状不规则 ②分散相较规则 ③分散相为胞状结构或香肠状结构 ④分散相为片状结构
3. 两相互锁或交错结构 有时也称两相共连续结构,包括层状结构和互锁
结构。 4. 相互贯穿的两相连续结构 5. 结晶-非结晶聚合物共混物的形态结构
三、共混物的界面
两种聚合物共混时,共混体系存在三个区域结 构,即两聚合物各自独立的区域以及两聚合物之间 形成的过渡区,这个过渡区成为界面层。
1. 界面层的形成 热力学不相容的聚
(3)黏度比? 对分散相颗粒尺
寸的影响 4. 内聚能密度 5. 制备方法
此外,共混工艺条件如温度、共混时间、剪应 力、助剂及加料次序等因素都可以影响共混物的形 态结构,进而影响共聚物的性能。
五、共混体系聚合物的选择原则
1. 化学结构相似原则 2. 极性相似原则 3. 溶解度参数相等或相近原则 4. 黏度相近原则 5. 表面张力相近原则 6. 分子扩散动力学原则
第3节 聚合物共混物的性能
聚合物共混物的性能,包括流变性能、力学性能、 光学及电学性能、阻隔及抗渗透性能等。
一、聚合物共混物性能与其纯组分性能间的 一般关系
影响共混物性的因素,首先是各共混组分的性能。 共混物的性能与单一组分的性能之间,都存在着某种关 联。
常用关系式:
P=β1P1+β2P2
1 ? β1 ? β 2 P P1 P 2
共混改性的方法
物理共混法 机械共混法 熔融共混法
乳液共混法
共聚-共混法
化学共混法
IPN法
物理共混法:依靠聚合物分子链之间的物理作用。
化学共混法:聚合物之间产生一定的化学键,通过化学键 将不同组分的聚合物连结成一体。
1. 物理共混法 (1)机械共混法:将不同种类的聚合物通过混合或
混炼设备进行机械混合便可制得聚合物共混物。 可分为:干粉共混法、熔融共混法。
组员: 刘吴雪 宋颖 汤青荣 华芸 张真真
目录
第1节 聚合物共混改性的目的和方法
第2节 聚合物共混改性基本原理
第3节
聚合物共混物的性能
第4节
聚合物共混增溶剂
第5节
橡胶的共混改性
第6节 第7节
动态硫化热塑性弹性 塑料体合金
第1节 聚合物共混改性的目的和方 一、共混改性的基本法概念
将两种或两种以上的高分子物加以混合与混炼, 使其性能发生变化,形成一种新的表现均匀的聚合物 体系,这种混合过程称为聚合物的共混改性,所得到 的新的聚合物体系称为聚合物共混物。
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