有相容剂
（3）剪切速率与共混物组成的综合影响
4.共混物熔体的粘弹性
聚合物熔体受到外力的作用，大分子会发生构 象的变形，这一变形是可逆的弹性形变，使聚 合物熔体具有粘弹性。共混物熔体与聚合物熔 体一样，具有粘弹性。研究粘弹性的方法
①采用第一法向应力差（τ11-τ22）
②动态理学试验储能模量G’ ③挤出膨胀比B或可恢复剪切形变SR ④出口压力降
（2）第三组分对流变性能的影响
在共混体系中，有些组分是作为流变性能调节剂 添加到共混体系中，因而起到调控流变性能的作 用。例如，润滑剂的作用就属于此类。但是也有 很多情况，两相体系中添加的第三组分，不是作 为流变性能调节剂添加的，但对流变性能也会产 生影响。
以相容剂为例加以说明。相容剂在聚合物共混物 中的应用日益普遍，因而，其对流变性能的影响 也受到关注。
5.7
5.6
5.5
5.4
5.3
5.2
配方 25 5.1
52.83.0来自3.23.43.6
lg Shear Rate/s-1
lg Shear Stress/Pa
lg Shear Stress/Pa
lg Viscosity/Pa
lg Viscosity/Pa
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
6.1.1各组分的性能与配比
主体聚合物作为连续相 对主体聚合物起改性作用的组分的最佳
用量 改性同时带来的不良效果 协效作用
6.1.2共混物形态的影响
分散相的粒径及分布 分散相粒子的空间排布 两相界面结合
6.1.3制样方法和条件
对同一配方体系，制样方法不同，试样 性能不同。
ABψ均为参数 A=KE-1 KE为爱因斯坦系数
力学性能的KE
分散相粒 子的类型 球形 球形 立方体 短纤维
短纤维
取向情况 界面结 合情况 无滑动 有滑动
无规 单轴取向
单轴取向
应力类型
KE
2.5 1.0 3.1 拉伸应力，垂 1.5
直于纤维取向
拉伸应力，平 2L/D
行于纤维取向
B是取决于各组分性能及KE的参数
均相共混体系
P 1 P 12P 2I12
I—— 两组分之间的相互作用参数，根据两组 分之间相互作用的具体情况，可取正值或负值。
“海-岛结构”两相体系
连续相硬度较低的体系
分散相硬度较高、连续相硬度较低（如 填充体系、塑料增强橡胶） P 1 ABd Pm 1Bd
单元流动是从微观角度对流变行为进行 分析，考查的是微观的流动单元的流变 行为。
聚合物熔体流动的本质——单元流动。 链段、初级粒子都可成为流动单元
单元流动与本体流动的关系
单元流动对本体流动的影响 共混体系中，少组分以微粒形式而不是以分子 水平形式构成熔融流动体系时，宏观流变行为 体现出许多特殊性。
6.4.1.共混物熔体粘度 与剪切速率的关系
聚合物共混物熔体是假塑性非牛顿流体，共混物熔体的 剪切应力与剪切速率之间的关系符合如下关系式：

Kn
式中 τ——剪切应力；
γ——剪切速率；
n ——非牛顿指数； K ——稠度系数。
相应地，共混物熔体粘度可表示为：

a K n1
当剪切速率趋于零时，弹性形变也趋近 于零，熔体黏度为零切黏度稱0。
同台设备、同样条件、同一批次，最有 可比性。
同一设备，不同批次，应设置参比样 制样后，需放置一定时间后测试性能。
6.1.4 测试方法与条件
如力学性能:拉伸、冲击、弯曲、压缩等 拉伸实验，拉伸速度 冲击实验，类型（）、摆锤质量大小、有无缺
口、缺口类型 加工方向，横向、纵向 测试温度：常温、高温、低温、高低温。升降
温速度。 参照标准
6.2 共混物性能的预测
在具体地介绍聚合物共混物的性能之前， 先根据影响共混物性能的因素，介绍共 混物性能与单组分性能的一些关系式， 也就是共混物性能的预测。
6.2.1 简单关系式：并联与串联
公式
并联 P=1P1+2P2
串联
1 1 2
P P1 P2
300
400
500
时间/s
MFR/g*10min-1
30
配方 4
配方 11
25
配方 18
配方 25
LL/LD
20
LDPE
LLDPE
15
10
5
0
160
170
180
190
200
210
220
T/℃
共混物熔体的-γ关系曲线三种基
本类型
a所示为共混物熔体粘度介于单一组分粘度之间, PP/HDPE, PC/PMMA
6.3共混物试样制备与测试
共混物试样制备 力学样条：挤出、注射、压片 流变：Brabender 毛细管、熔融指数仪 样品的式样、尺寸，参照标准制备
实验结果的可比性和可再现性
实验结果的可比性和可再现性
设备因素：可比性
同一台设备、同一次完成，尽量避免设备及仪器 误差； 同一台设备，保证实验条件一致 可再现性：在一定条件下可重复和再现
Pd 1 B Pm
Pd A Pm 11m2 m axaxd
分散相粒子的真体积
max 分散相粒子的堆砌体积
ψ——对比浓度，是 最大堆砌密度max的 函数。
max的反映的是分散 相粒子的某一种特定 的存在状况的空间特 征。
最大堆砌密度
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
实验方案对结果的影响
变量从少到多 前后做空白样 重复实验
6.4共混物熔体的流变性能
流变性能关系到材料能否进行加工，也 就是说关系到能否把材料加工成制品。
熔融共混是最重要的共混方法，研究熔 体的流变性能十分重要，对于共混过程 的设计和工艺条件的选择和优化具有重 要意义。
熔体的流变曲线、熔体粘度、熔体的粘 弹性等等
堆砌形式 六方紧密堆砌
max（近似值） 0.74
简单立方堆砌 0.52
三维无规堆砌 0.62
三维无规堆砌 0.48
三维无规堆砌 0.30
分散相硬度较低的体系
Pm 1 AiBid P 1Bid
Ai

1 A
Bi
Pm 1 Pd
Pm Pd

Ai
“海-海结构”两相体系
PnP1n1P2n 2
5.6
210℃
220℃
5.5
5.4
5.3
5.2
5.1
配方 18
5
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
lg Shear Rate/s-1
170℃
5.7
190℃
210℃
5.6
220℃
5.5
5.4
5.3
5.2
配方 11 5.1
5.0
2.8
170℃ 190℃ 210℃ 220℃
3
3.2
3.4
3.6
lg Shear Rate/s-1
②PC/PBT共混物（质量比为95/5）的粘流 活化能为76.46 KJ/mol，高于纯PC的粘 流活化能（64.9KJ/mol）对于这样的共 混体系，需在较高的温度下加工成型。
6.4.3.熔体粘度与组成的关系
组分含量与熔体粘度的关系呈现三种基本 类型：
共混物熔体粘度介于两单一组分之间；PP/HDPE, PC/PMMA
3.0
3.2
3.4
3.6
lg Shear Rate/s-1
lg Shear Stress/Pa
lg Shear Stress/Pa
170℃
5.7
190℃
210℃
5.6
220℃
5.5
5.4
5.3
5.2
5.1
配方 4
5.0
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
lg Shear Rate/s-1
5.7
170℃
190℃
配方 4
1.9
1.8 2.8
2.7 2.6 2.5 2.4
3.0
3.2
lg Shear Rate/s-1
2.3
2.2
2.1
2
1.9 配方 18
170℃ 190℃ 210℃ 220℃
3.4
3.6
170℃ 190℃ 210℃ 220℃
1.8
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
lg Shear Rate/s-1
例
橡胶增韧塑料体系HIPS、ABS熔体的弹 性效应（出口膨胀比）小于均聚物。某 些特殊体系，弹性效应会出现极大值或 极小值。
PS/PE挤出胀大比与组成的关系
PS/PS=80/20，弹性 效应出现极大值。
共混物的动态流变性能
采用动态流变仪，在按一定频率变化的 剪切力场作用下测定的流变性能。
b所示为共混物熔体粘度比两种单一组分粘度都高，PS/PE=25/75 c所示为共混物熔体粘度比两种单一组分粘度都低, PS/LDPE
PS/PMMA
6.4.2.熔体粘度与温度的关系
共混物的熔体粘度随温度的升高而降低。在一定的温度范围内，对 于许多共混物，其熔体粘度与温度的关系可以用类似于Arrehnius 方程的公式来表示： E
流动单元与本体的同步性 不同步，影响整体均匀性。流动单元比宏观本 体慢，流动单元发生聚集，挤出机口模处，分 散相易于积聚。也会影响分散相在共混材料内 部和表面的分布。