聚合物共混原理第二章聚合物共混物的形態(tài)學(xué)(已修改)
2024-12-20 11:56 本頁面
【正文】 1 眾所周知 ， 高分子材料的結(jié)構(gòu)決定著材料的性能 。 其它材料如金屬和無機(jī)非金屬材料也是這樣 。結(jié)構(gòu)和性能是相互對應(yīng)和統(tǒng)一的 。 高分子物理 ， 主要闡述高分子在不同條件下的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化規(guī)律 ， 以及結(jié)構(gòu)性能的對應(yīng)關(guān)系 。 第二章 聚合物共混物的形態(tài)學(xué) 2 本章主要內(nèi)容： ? 聚合物共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本類型 ? 聚合物共混物的界面層 ? 聚合物共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)表征方法 3 PB和聚合物一樣 ， 其性能除于組分聚合物的化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)以外 ， 更直接的決定因素是其內(nèi)部的形態(tài)結(jié)構(gòu) 。 因此研究 PB， 首先就是要研究其形態(tài)結(jié)構(gòu) 。 對于雙組分聚合物共混物 ， 可分為 A/A聚合物共混體系 C/A聚合物共混體系 C/C聚合物共混體系 4 單相連續(xù)的形態(tài)結(jié)構(gòu)是指 ， 構(gòu)成聚合物共混物的兩個(gè)相或者多個(gè)相只有一個(gè)相連續(xù) 。 稱之為連續(xù)介質(zhì)或者基體 。 其它的相分散于基體中 ，稱為分散相 。 非晶－非晶聚合物共混體系 單相連續(xù)的形態(tài)結(jié)構(gòu) 連續(xù)介質(zhì)＋分散相 5 從分散相結(jié)構(gòu)特征來看，可分為以下三種情況： ① 分散相形狀、大小不規(guī)則。 常為熱機(jī)械共混法制備。例：采用機(jī)械共混法制備的抗沖擊PS/橡膠共混物，分散相形狀不規(guī)則。 ② 分散相形狀、大小較規(guī)則。 分散相不包容或者很少包容連續(xù)相成分。 舉例 SBS: S/B=20/80時(shí)，丁二烯為連續(xù)相，苯乙烯為分散相；隨著 B含量的降低，苯乙烯變成連續(xù)相，產(chǎn)生相反轉(zhuǎn)；當(dāng)S/B=80/20時(shí)，苯乙烯為連續(xù)相，而丁二烯嵌段由于鏈較短，形成顆粒均勻分散于聚苯乙烯基體中，顆粒大小較均勻。 6 ③ 分散相形狀、大小不規(guī)則，分散相包容了大量連續(xù)相成分 . 分散相成香腸狀結(jié)構(gòu)、胞狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)。 如由接枝共聚共混法生產(chǎn)的 ABS， HIPS. 7 例如：通過熔融共混法制備了苯乙烯 馬來酸酐共聚物 (SMA)增容的尼龍6(Nylon6)/ABS共混物 。 研究了 SMA增容的 Nylon6/ABS共混物的相形態(tài)與性能 .發(fā)現(xiàn)在 Nylon6/ABS共混體系中 ,分散相易聚集 ,相界面清晰 ,斷裂面光滑 ,呈脆性斷裂 ,相容性差 。 加入少量 SMA后 ,共混物由共連續(xù)相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湫偷?海 島 結(jié)構(gòu) ,分散相分布均勻 ,界面粘接程度增加 ,表明 SMA對 Nylon6/ABS體系有顯著的增容效果 －高分子學(xué)報(bào) ， 2022 / /5 8 9 雙酚 A型氰酸酯 /端羧基丁腈橡膠共混物 （ BCE/CTBN共混物 ） 的制備 。 在工藝 2中 ， CTBN相顆粒以 ～ m 尺寸分布較多 ,在這些顆粒中 50%的顆粒以單一顆粒均勻地分布于 BCE連續(xù)相中 ,界面處顏色加深； 而在另外 50%的顆粒中明顯地觀察到在黑色的 CTBN分散相中包容著白色的 BCE基體 (即所謂的胞狀結(jié)構(gòu) ),細(xì)胞結(jié)構(gòu)粒子中包埋物的存在 ， 既能提高橡膠粒子的剛度 ,又能增加橡膠相的體積分?jǐn)?shù) ,使少量橡膠的作用得以成倍提高 。 10 兩相互鎖的形態(tài)結(jié)構(gòu)（兩相交錯(cuò)） 又叫兩相共連續(xù)結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)或者互鎖結(jié)構(gòu)。參與共混的兩組分含量大體相當(dāng)。 每個(gè)組分都有一定的連續(xù)性，但都沒有形成貫穿三維空間的連續(xù)相。典型的例子是兩種嵌段含量相近的嵌段共聚物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。 含有 60％的丁二烯的 SBS的形態(tài)結(jié)構(gòu)，電子顯微鏡照片如圖所示：黑色部分為嵌段聚集區(qū)，白色部分為 PS嵌段聚集區(qū)。 11 ．兩相連續(xù)的形態(tài)結(jié)構(gòu) ① 互相穿插； ② 相疇（分散相的微區(qū)），其大小與兩組分相容性有關(guān)，相容性越好，則相疇越?。? ③ 典型例子：互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物 IPNs，其中，兩種聚合物相互貫穿，整個(gè)共混物成為一個(gè)交織網(wǎng)絡(luò)。 制造方法： 第一種先適度交聯(lián)，然后浸入第二種單體中進(jìn)行聚合。 12 兩種組分都形成三維空間連續(xù)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。典型的例子是互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（ IPN）。 如圖所示。注意，互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物不是分子級別的的相互貫穿，而是分子微小聚集體相互貫穿。兩組分的相容性和交聯(lián)度越大，相互貫穿網(wǎng)絡(luò)聚合物兩相結(jié)構(gòu)的相疇就越小。 白色部分為 PS 13 結(jié)晶 非晶聚合物共混體系 這一類共混物比較多，如彈性體增韌 PP、彈性體增韌 HDPE、彈性
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