【正文】 界面層的結(jié)構(gòu)組成和獨(dú)立相區(qū)的差別 ① 兩種分子鏈的分布是不均勻的，從相區(qū)內(nèi)到界面形成一濃度 梯度 ； ② 分子鏈比各自相區(qū)內(nèi)排列松散，因而密度稍 低于 兩相聚合物的平均密度； ③ 界面層內(nèi)往往 易聚集 更多的表面活性劑及其他添加劑等雜質(zhì)，分子量較低的聚合物分子也易向界面層遷移。 界面層結(jié)構(gòu) ? 機(jī)械共混物中兩種大分子鏈段在界面互相 擴(kuò)散的程度 主要取決于兩種聚合物的 溶解度參數(shù)、界面張力和分子量 等因素。如果從共混物界面厚度理論值的數(shù)量級(jí)來(lái)看，幾個(gè)納米的界面擴(kuò)散應(yīng)發(fā)生在 1s之內(nèi)，說(shuō)明 界面達(dá)到平衡的時(shí)間是很短的 。s1的范圍內(nèi)。 界面上的擴(kuò)散交叉現(xiàn)象示意圖 在熱處理中由于熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相互擴(kuò)散對(duì)流，使接觸面形成 凹凸交叉的結(jié)果。 界面層示意圖 兩相之間的粘合 就兩相之間粘合力性質(zhì)而言，界面層有兩種基本類型： ? 兩相之間存在 化學(xué)鍵 ，例如接枝和嵌段共聚物的情況； ? 兩相之間僅靠 次價(jià)力 作用而粘合，如一般機(jī)械法共混物的情況。 界面層厚度 界面層的厚度主要取決于兩種聚合物的 界面相容性 ，此外還與大分子鏈段的 尺寸、組成以及相分離條件有關(guān) 。 ? 聚合物的大分子鏈段相互擴(kuò)散能力差，僅僅進(jìn)行接觸表面的擴(kuò)散，此時(shí) 界面比較明顯 。 界面層的形成 聚合物共混物界面層的形成可分為兩個(gè)步驟 : 第一步是兩相之間的相互 接觸 ； 第二步是兩種聚合物大分子鏈段之間的相互 擴(kuò)散 。 ? 研究高聚物多相體系的界面結(jié)構(gòu)、界面的相容性與粘接作用、界面上的殘余應(yīng)力、環(huán)境對(duì)界面的作用以及這些因素對(duì)整體力學(xué)性能的影響，目的在于弄清關(guān)系以便找到提高這種材料性能的有效措施。這一特點(diǎn)，加之?dāng)嗔衙婧苋菀字苽?，從而?dǎo)致廣泛地應(yīng)用斷面像研究聚合物共混物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。注意橡膠粒子外圍薄的 PS接枝層（箭頭所指） PBT－聚烯烴共混物斷裂表面的 SEM像，示出由于分散的聚烯烴相的部分脫開(kāi)而形成的粒子和空穴。 反射觀察 蝕鏤法，浸蝕某一組分，能真實(shí)反應(yīng)形貌 電子顯微鏡 ? TEM 樣品厚度 ，一般 復(fù)制法（蝕鏤法），難獲得內(nèi)部結(jié)構(gòu)； 切片法，染色 kato； 溶劑澆鑄法 ? SEM 不需切片 ， 磨平拋光后 ， 蝕鏤，真空噴金。無(wú)論是反射光或透射光模式，是拋光的還是切片的試樣，這些特征均明顯可見(jiàn)。如： SBS，苯 /庚烷（ 90/10 ）；四氫呋喃 /甲乙酮（ 90/10 ） 制備方法和工藝條件對(duì)形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響 ? 流動(dòng)參數(shù)影響 剪切作用下熔體珠滴變形和破碎過(guò)程： 粘度比 界面張力系數(shù) 聚合物熔體一般為非牛頓體，必須對(duì)界面張力進(jìn)行修訂。 PVC/NBR，隨丙烯腈含量變化 ? 分子量減小，相容提高；分子量分布寬時(shí)，低分子傾向于界面層擴(kuò)散，相容提高。 ? C/A中相容性對(duì)形態(tài)結(jié)構(gòu)有重要影響 ， 還受共混比例 ， 組分結(jié)晶度 ， 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)因素 ，共混工藝條件的制約 。 ? 因 λ常與剪切有關(guān)，所以 相逆轉(zhuǎn)的組成還受混合、加工方法及加工條件的影響。 實(shí)際可能出現(xiàn)各種過(guò)渡形式或者幾種形態(tài)結(jié)構(gòu)同時(shí)并存 ?？轨o電材料。 ? 分散相顆粒較規(guī)則 一般為球型。 本章主要內(nèi)容 ? 形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本類型 ? 相容性、混合加工方法的影響 ? 測(cè)定方法 ? 相界面結(jié)構(gòu) ? 兩相共混物，按相的連續(xù)性可分：?jiǎn)蜗噙B續(xù)結(jié)構(gòu)；兩相互鎖或交錯(cuò)結(jié)構(gòu)；相互貫穿兩相連續(xù)。 （流動(dòng)參數(shù)的不同 ） ? 加工方法； ? 組成比例。 ? 分散相形狀不規(guī)則： 大小極為分散顆粒組成，機(jī)械共混法的產(chǎn)物。 單相連續(xù) 單相連續(xù) ? 阻隔性較好的 PE/PA共混物， PA成層片狀分散。 ? 一般增容的非均相共混物和嵌段共聚物依分散相組成變化可分別形成珠滴狀 （ φ ） ， 纖維狀 φ ， 交錯(cuò)層狀 （ 組分含量相近 ） 。存在經(jīng)驗(yàn)公式： φ1/φ2=η1/η2=λ。 ? 相容性越好，交聯(lián)度越大， IPN的相疇越小 含結(jié)晶聚合物共混物的形態(tài)特征 ? 以上情況也同樣適應(yīng)于含結(jié)晶共混物 ， 還要考慮共混后結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶度改變 。（ PBT/PET） 3， 4 較普遍，兩相分離的 C/C 5，分別形成球晶 6，共晶（共混物結(jié)晶熔融峰單一，且不同于原來(lái)）：LLDPE/UHMWPE， HDPE/LDPE 還有另外兩種 ? 隨著相容性提高，相界面由明顯到模糊，相結(jié)構(gòu)由粗到細(xì)，甚至消失。溶液澆鑄成膜時(shí)，形態(tài)結(jié)構(gòu)與所用溶劑有關(guān)。 ? 光學(xué)顯微學(xué)的一個(gè)重要用途是表征常常加入共混物中的異相物，如纖維、填料、或顏料。 ， 澆鑄成膜。 萃取的 HIPS橡膠粒子（在環(huán)氧樹(shù)脂中重新包埋并用 OsO4 染色）的 TEM像。 萃取法 掃描電子顯微學(xué)（ SEM） SEM的景深較大，這很適于檢測(cè)表面起伏較大的試樣。 三種顯微分析法的比較 其他方法 ? 小角散射法（ LS、 SAXS、 SANS） ? 原子力顯微鏡（ AFM） ? 聚合物共混物的界面 ? 共混物界面上的擴(kuò)散與界面層結(jié)構(gòu) ? 改善界面層的方法 ? 不相容聚合物共混物的增容 概述 ? 界面對(duì)高聚物共混體系和高聚物基復(fù)合材料的力學(xué)性能起到非常關(guān)鍵的作用； ? 界面能提供應(yīng)力的傳遞，又能阻斷裂紋的擴(kuò)展以及在一定的情況下將以脫粘和滑動(dòng)摩擦等形式來(lái)吸收在承受外力時(shí)所產(chǎn)生的破壞能。界面層的結(jié)構(gòu)，特別是兩種聚合物之間的粘合強(qiáng)度，對(duì)共混物的性質(zhì)，特別是力學(xué)性能有決定性的影響。 界面層可能出現(xiàn)三種情況 ? 由于具有熱力學(xué)混溶性的兩種聚合物是完全互溶的，兩種大分子鏈段強(qiáng)烈相互擴(kuò)散，在強(qiáng)大的機(jī)械剪切力作用下，彼此結(jié)合成為一種物質(zhì)，這時(shí)已 無(wú)相的界面 存在，形成單相勻一狀態(tài)。 (b) 兩相組分之間具有一定相容性， I組分與 Ⅱ 組分之間存在一個(gè)過(guò)渡層。完全相容的聚合物最終形成均相，相界面消失。h1的速度相互輸運(yùn)，即 1h左右即可達(dá)到 100μm的異種分子的相互擴(kuò)散層。 D大約處在 1012cm2由此可見(jiàn)，界面上發(fā)生的輸運(yùn)速度是足夠快的。這是因?yàn)槲^(qū)的尺寸在幾十納米時(shí)能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)分子重排所致。 共混物中兩種聚合物之間相互擴(kuò)散的示意圖 兩種分子鏈段在界面層充分接觸，相互滲透，以次價(jià)力相互作用，形成較強(qiáng)的界面粘結(jié)力。 嵌段共聚物界面層的形態(tài)隨微區(qū)的形態(tài)而改變，當(dāng)微區(qū)是球狀分布，界面層是球殼狀；當(dāng)微區(qū)是柱狀分布，界面層是柱殼狀；當(dāng)兩相為層狀交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，界面層也是層狀。