共混改性作业

1.目的:获得预期性能的共混物。

方法:①熔融共混②溶液共混③乳液共混④釜内共混. 1、共混物形态的三种基本类型 (1)均相体系 (2)两相体系①海—岛结构 ②海—海结构 其一是均相体系；其二被称为“海-岛结构”,这是一种两相体系,且一相为连续相,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；其三被称为“海-海结构”,也是两相体系,但两相皆为连续相,相互贯穿。

2.均相体系的判定答：如果一种共混物具有类似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.在大多数情况下,可以用玻璃化转变温度Tg 作为判定的标准。

①如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的Tg,则就可以认为该共混物为均相体系. ②部分相容性的聚合物为两相体系,两种聚合物的共混物具有两个Tg,且两个Tg 峰较每一种聚合物自身的Tg 更为接近。

③不相容的聚合物的共混物有两个Tg 峰,其位置与每一种聚合物的Tg 峰基本相同。

3.分布混合:又称分配混合，是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的.分散混合：既增加分散相空间分布的随机性,又减小分散相粒径,改变分散相粒径分布过程. 4,一个分散相大粒子(大液滴)分裂成两个较小较小的粒子再进一步分裂。

展示的分散过程是逐步进行的重复破裂过程。

(大液滴)先变为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒)(毛细管不稳定现象)。

其展示的分散过程是在瞬间完成的。

5a.,改变剪切应力,助剂调节,分散相粒径变小;剪切流动,拉伸流动),粒径更均匀. 6,使We 值增大,进而使形变增大； ,使We 值增大,易于变形.液滴的变形到达连续相的黏度增大,使We 值增大,进而使液滴(σ下降,使We 值增大,进而使液 ⑥熔体弹性； ⑦液滴破碎的判据:τ(19λ+16)/16(λ+1)>σ/R ,式中τ为剪切应力. ⑧流动场形式的影响（2）双小球模型：②粒径大的分散相颗粒易破碎分散,发生分散相粒径的自动均化过程； ①剪切应力、分散相内力：增大剪切应力或降低分散相内力有利于分散相颗粒的破碎分散； ③在分散相的破碎分散过程中,分散相颗粒会发生伸长变形和转动.当伸长变形的分散相颗粒转动到剪切应力平行的方向时,就难以进一步破碎了。

1、聚合物共混的意义聚合物共混物可以消除和弥补单一聚合物性能上的弱点，取长补短，得到综合性能优良、均衡的理想聚合物材料；使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物的改性剂，改性效果明显；改善聚合物的加工性能；可以制备一系列具有崭新性能的聚合物材料。

2、（UCST和LCST）三个区域的相容性情况、概念和意义。

（第二章）答：在UCST以上或LCST以下的温度，二元共混物以所有比例完全混容。

在UCST 以下或LCST以上的温度只有当体系中一个组分含量较小时才能实现两组分的完全相容，即只观察到单一相。

在中间组成范围内，则发生相分离即不能相容。

UCST，最高临界互容温度，低温分相，高温互容；LCST，最低临界互容温度，低温互容，高温分相。

3、判断聚合物共混物相容性有哪些表征方法。

简述各自的原理。

（第二章）答:1、目测法：一种稳定的均相混合物，通过改变温度、压力或组成都能实现由透明到混浊的转变，浊点相当于这一转变点，也就是相分离开始点。

2、T g测定法：不相容的两组分，共混物呈现两个未发生变化的T g，不同相容性的共混物，测得的T g有不同程度的偏移。

3、光学显微镜法：利用光的散射、透射及干涉等来推断两相结构。

4、电子显微镜法：利用电子束射线的相互作用来对物质的组成和表面进行观察。

5、散射法：利用体系对不同波长的辐射的散射，测定体系内部某种水平上的不均匀性，以此推断相容性和分散程度4、简述影响热力学相容性的因素。

答：1.大分子间的相互作用2.相对分子质量3.共混组分的配比4.温度5.聚集态结构5、影响聚合物共混物相容性的因素有哪些？如何影响？（第二章）答：1、溶度参数，高分子间溶度参数越相近，其相容性越好。

2、共聚物组成，共混物组成不同分子间和分子内作用力不同，相容性不同。

3、极性，高分子的极性愈相近，其相容性愈好。

4、表面张力，共混组分的表面张力越接近，界面结合愈好，相容性越好。

5、结晶能力，共混组分的结晶能力愈相近，其相容性愈好。

聚合物共混改性原理及应用考题聚合物共混改性原理及应用```````202115014057一．名词解释（每题5分，共20分）1.聚合物共混答：共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。

其中，物理共混就是通常意义上的“混合”。

如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内，则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。

2.分布混合和分散混合答：分布混合，又称分配混合。

是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。

分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性，又减少分散相粒径，改变分散相粒径分布的工程。

分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的，分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。

3.总体均匀性和分散度答：总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性，即分散相浓度的起伏大小。

分散度则是指分散相颗粒的破碎程度。

对于总体均匀性，则采用数理统计的方法进行定量表征。

分散度则以分散相平均粒径来表征。

4.分散相的平衡粒径答：在分散混合中，由于分散相大粒子更容易破碎，所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程，这一自动均化的过程的结果，是使分散相例子达到一个最终的粒径。

即“平衡粒径”。

二．选择题（每题1.5分，共15分）1.热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能（ A ） A.小于零 B 大于零 C 等于零 D 不确定2.共混物形态的三种基本类型不包括（ D ） A.均相体系B 海-岛结构C 海--海结构D 共混体系3.影响熔融共混过程的因素不包括（B ） A 聚合物两相体系的熔体黏度 B 聚合物两相体系的表面张力 C 聚合物两相体系的界面张力 D 流动场的形式和强度4.共混物形态研究的主要内容不包括（ D ）A 连续相和分散相祖分的确定B 两相体系的形貌C 相界面D 分散相的物理性能5.熔体黏度调节的方法不包括（ B） A 温度 B 时间 C 剪切应力 D 用助剂调节6.聚合物共混物的使用性能影响要素不包括（ A ） A 结晶时间 B 结晶温度 C 结晶速度 D 结晶共混物的结构形态7.影响热力学相容性的因素不包括（ B ） A 相对分子质量 B 共混组分的性能 C 温度 D 聚集态结构 8.共混物性能的影响因素不包括（ C ） A 各组分的性能与配比 B 共混物的形态C 温度 D 外界作用条件 9.影响聚合物的表面张力的相关因素不包括（ B ）A 温度B 压强C 聚合物的物态D 聚合物的相对分子质量 10.填充体系的界面作用机理不包括（ D ） A化学键机理 B 表面浸润机理 C 酸碱作用机理 D增韧剂机理三．填空题（每空1分，共15分）1.聚合物共混包括物理共混、化学共混和物理化学共混。

聚合物改性练习题一、名词解释1.聚合物共混2.乳液共混3.相容性4.聚合物填充剂5.纳米塑料6.高分子合金7.共混物形态的三种基本类型8.共混物的相界面9.“软包硬”规律10.两阶共混11.共混改性12. “均一性”和“分散度”13. 共混工艺因素14. 熔融共混设备15.塑炼16.相界面效应17.共混物形态18. “等粘点”作用19.聚合物等离子体改性11.简单混合12.亚微观结构二、判断正误并简单说明理由1.“海—岛结构”是一种两相体系，且一相为连续相，一相为分散相。

2.聚合物共混物的均相体系形态结构最好，因为均相体系共混物的性能往往超过各单组分单独存在时的性能。

3.塑料的增韧原理之一，是尽量不让塑料在受到应力作用时产生银纹，因为银纹会导致材料被破坏。

4.只能用柔性的橡胶颗粒对塑料基体进行增韧改性，刚性的粒子不能对塑料基体进行增韧。

5.共混时间、共混温度、加料顺序、混合方式等工艺因素都可能对共混性能产生重要的影响。

6.在两相共混组分中体积比多的一定是连续相，少的一定是分散相。

7.材料样品只有在受到剪切力作用时，才会产生剪切形变。

8.分散混合就是用高速搅拌机对聚合物粉末进行混合。

9.高分子薄膜都是不透气的。

10.硅橡胶是指主链以Si-O单元为主，以单价有机基团为侧基的线性聚合物弹性体。

硅橡胶耐寒性极好，耐热性则仅次于氟橡胶。

11.“海-岛结构”由于是两相体系，所以共混物的力学性能比均一体系的要差。

12.纳米粒子不但可以使聚合物基体的力学性能增强，而且可以改善粒子在基体中分散性能。

13.在纤维增强聚合物基复合材料的过程中，纤维的表面活性越高，与基体的结合能力越强，其增强效果越好。

14.分散相总是比基体的强度和硬度高、刚度大。

15.两阶共混分散历程可以降低分散相粒径同时也能使分散相粒径分布较窄。

16.纳米塑料是由纳米塑料粉末作为原料制成的。

17.在两组分熔体粘度接近相等的区域内，容易得到具有“海—海结构”的共混物。

共混改性的主要设备整体流程工艺参数共混改性是指将两种或多种不同的物料混合在一起，通过物理或化学方法对其进行改性或调整，以获得更好的性能或特性。

共混改性技术在化工、塑料、橡胶、涂料等领域广泛应用。

下面我们将介绍共混改性的主要设备和整体流程以及相关的工艺参数。

共混改性的主要设备包括混合机、挤出机、反应釜等设备。

其中，混合机是最常用的设备之一，可以将不同的原料充分混合在一起。

混合机有多种类型，如高速搅拌机、双螺杆挤出机、离心混合机等。

这些设备的选用取决于原料的性质和混合要求。

在共混改性的整体流程中，首先是将各种原料称量并放入混合机中。

在混合的过程中，可以加入一定量的助剂或添加剂，以改善混合效果或调整产品的性能。

混合时间和速度也是影响混合效果的重要参数，在一定范围内的合理调整可以获得更好的混合效果。

混合完成后，混合物可以通过挤出机进行挤出，以进一步改性和成型。

挤出机是将混合物加热至一定温度并通过螺杆挤出的设备，可以使混合物更均匀地混合并形成所需的形状。

挤出过程中温度、压力和速度等参数的控制对产品的性能和质量有重要影响。

另外，一些共混改性的反应需要使用反应釜进行，在反应釜中可以进行化学反应或其他处理过程，以实现特定的产品需求。

反应釜通常需要加热或冷却来维持反应物质的温度，同时控制反应的速率和效果。

总的来说，共混改性是一种重要的加工技术，通过合理选择设备和优化工艺参数，可以实现对原料的混合、改性和成型，从而获得更好的产品性能和质量。

在实际应用中，需要充分了解原料的性质和要求，合理设计工艺流程，并不断优化和改进，以满足市场的需求和要求。

共混改性Δ1.相溶性的表征方法：1)玻璃化温度转变法：(高分子共混物的玻璃化转变温度与两种高分子分子级别的混合程度有直接关系)1:DSC法（按升温T 所需热量与参比材料同样升温T 所需的热量之差）2力学方法:自由振动和强制振动2)红外光谱法3)反气色谱法4)显微镜法2.提高相溶性的方法:1)加强基团间的相互作用（聚乙烯通过氯化制的氯化聚乙烯在与pvc共混）2)接枝嵌段共聚共混（苯乙烯类塑料通过体系内接枝橡胶进行增韧改性）3）添加第三组分增容剂4)形成互穿高分子网络5）不相容高分子共混后进行化学交联3增容剂的作用机理：能使不相容的两种高分子结合在一起，从而形成稳定的共混物。

4增容剂的分类：非反应型增容剂和反应型增容剂两大类5非反应型增容剂：只起到乳化剂的分散作用，降低其相界面的张力，从而到达增容的目的6反应型增容剂:共混是伴随着化学反应，与共混组分生成化学键7非反应型增容剂优缺点8反应型增容剂优缺点9影响刚性粒子增韧的因素：1）基体韧性2）界面黏结性3）粒子大小及用量4）粒间基带厚度5)分散相模量10共混设备的分类：1）间歇式混合设备，间歇式混合设备的混合过程是不连续的。

全部过程主要有三个步骤，即投料，炼料，卸料2）连续式混合设备生产率，连续式混合设备的混合操作是连续进行的，生产率高，如挤出机和各种连续混合设备11共混:高分子共混是指两种或者两种以上均聚物或共聚物混合制成宏观均匀物质的过程12相溶性:高分子之间的相互溶解性，是指两种高分子形成均相体系的能力Δ相溶性好复合材料改性1增强材料：碳酸钙，滑石粉，二氧化硅，炭黑陶土2聚酯材料：环氧树脂增强纤维材料：玻纤，碳纤，有机聚合物纤维（芳纶），硼纤维，石棉纤维，陶瓷纤维，金属纤维，植物纤维3bpo纤维定义4超高分子量纤维定义5碳纤维的生产工艺，方法6玻璃纤维的生产工艺，方法7sic的生产工艺8环氧树脂的特点八条9固化定义和过程10环氧树脂怎么来的11酚醛树脂怎么来的：苯酚+甲醛12树脂固化是加入：1）增韧剂，提高韧性（作用）2）稀释剂，降低黏度（作用）13成型方法:1)模压成型（定义）一种在封闭的模腔内，借助加热和压力固化成型复合材料制品的方法2）手工成型（定义）3）rtm成型(定义)14caco3基本性质和应用15填料（5种）碳酸钡，高岭土。

聚合物共混改性作业题答案1. 聚合物共混改性的主要目的有哪些？物性（谋求新的功能提高性能）：功能化、高性能化、耐久性成型加工性：流动性、收缩性、离型性、尺寸稳定性、结晶性、结晶速度、热熔融强度等经济性：增量、代用、省资源、循环利用等2. 聚合物共混改性的主要方法有哪些？物理共混：是指两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成一种宏观上均匀的新材料的过程。

化学共混：聚合物的化学共混改性是通过聚合物的化学反应，改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类共混改性方法。

物理/化学共混：是在物理共混的过程中发生某些化学反应3. 简述混合的基本方式及其特点。

基本方式：分配混合（分布混合、层流混合）、分散混合特点：在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程，称为分配混合。

分布混合：只改变分散相的空间分布状况，增加分散相分布的随机性。

分散相物料主要通过对流作用来实现；层流混合：是分布混合的一种特定形式，其理论基于一种假设，即在层流混合的过程中，层与层之间不发生扩散。

分散混合：在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。

4. 试述聚合物共混物的形态及特点。

海-岛结构：是一种两相体系，一相为连续相，另一相为分散相，分散相分散在连续相中，亦即单相连续体系。

海-海结构：也是一种二相体系，但两相皆为连续相，相互贯穿，亦即两相连续体系。

两相互锁或交错结构：也是一种二相体系，这种结构中没有一相形成贯穿整个试样的连续相，而且两相相互交错形成层状排列，难以区分连续相和分散相。

梯度结构：为二相体系，特殊的共连续体系（两相连续体系）其组成在空间上互为增减。

阶跃结构：为二相体系，特殊的共连续体系（两相连续体系），在极小过渡区域内，其组成在空间上互为增减。

单相连续体系：海-岛结构、两相互锁或交错结构共连续体系：海-海结构、梯度结构、阶跃结构5. 影响熔融共混的主要因素有哪些？（1）聚合物两相体系的熔体黏度（比值）及熔体弹性。

聚合物共混改性原理及应用相容性是指不同聚合物在分子水平上能够形成均匀溶解的混合物。

相容性的实现是通过聚合物链间的相互作用力来实现的，例如氢键、范德华力、亲疏水性等。

当两种聚合物的化学结构相似，或者它们之间存在一定的亲和性时，容易形成相容的聚合物体系。

协同效应是指两种或多种聚合物在配比合适的情况下，相互作用使性能超出预期的效果。

例如，在共混聚合物中，一种聚合物的强度和另一种聚合物的韧性相结合，能够获得既强又韧的材料。

协同效应的实现主要通过共混聚合物在分子水平上的相互作用实现，例如链间的缠绕、交联和阻碍等。

1.塑料制品：将不同聚合物进行共混改性，可以获得具有良好韧性、耐热性、耐寒性和耐化学腐蚀性的塑料制品。

共混改性还可以改善塑料的可加工性和成型性。

2.纤维材料：共混改性可以改善纤维材料的抗拉强度、弹性模量、耐磨性和耐腐蚀性。

共混纤维还可以通过添加不同种类的聚合物来调节纤维的吸湿性、抗静电性和阻燃性。

3.涂料和胶粘剂：共混改性可以增加涂料和胶粘剂的附着力、硬度、耐磨性和耐候性。

共混涂料还可以通过添加不同聚合物改变颜色和光泽。

4.医疗器械和药物包装：共混改性可以提高医疗器械的生物相容性、耐溶剂性和耐腐蚀性。

共混材料还可以改善药物包装的密封性、阻光性和防潮性。

5.塑料添加剂和填料：共混改性可以通过添加不同种类的添加剂和填料，来改善塑料的性能和性质。

例如，添加抗氧剂可以提高塑料的抗老化性能，添加阻燃剂可以提高塑料的防火性能。

总之，聚合物共混改性是一种通过混合不同聚合物来改善其性能和性质的方法。

通过相容性和协同效应的作用，可以得到具有新的、优良性能的聚合物复合材料。

聚合物共混改性在塑料制品、纤维材料、涂料和胶粘剂、医疗器械和药物包装等领域有广泛的应用。

PPS／聚酰胺(PA)共混纤维前言聚苯硫醚(PPS)是一种线型高分子半结晶性高聚物，具有优良的耐高温、耐化学腐蚀性、阻燃性及尺寸稳定性。

聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide，简称PPS)又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚，PPS是以苯环在对位上连接硫原子而形成的刚性主链，结构上由于有大丌键的存在，所以性能极其稳定。

产品有线型、交联型和直链型3种，可经过双向拉伸制成薄膜和纺丝制成纤维，也可以通过注塑和挤出成型加工成塑料制品，还可通过填充增强制成复合材料。

目前，国内PPS产品主要用于注塑塑料，在纤维生产领域用量还比较小。

PPS纤维最大的特点就是能在较高温度和极其恶劣的工作环境下长期使用，主要用于热过滤材料。

聚苯硫醚(PPS)是以苯环和硫原子交替排列构成的线型高分子半结晶聚合物，含有刚性、耐热性的亚苯基及柔性、耐热性的硫醚键，且苯环的刚性结构由柔性的硫醚键连接起来，使其具有优良的耐热性、阻燃性、耐腐蚀性；同时其分子主链几何形状互相对称，流动性在聚芳醚系列中为最佳，易于加工成高性能的纤维。

PPS纤维有着优异的综合性能，但由于自身结构的因素，还存在一定的缺陷。

PPS主链上大量的苯环增加了高分子链的刚性，使纤维的抗弯曲性能不佳；PPS树脂的摩擦系数较高，纤维的耐磨性较差；PPS纤维的机械强度不高，不能满足一些特定的领域，因而在应用上受到了一定的限制。

共混是弥补这些缺陷最简单的方法之一。

聚酰胺对PPS的改性虽然PPS与PA的熔融温度和热分解温度相差悬殊，但二者在高温下相容性良好，可任何比例的共混。

PPS和PA的溶解度参数分别为8—12．5和8=12．7～13．6，非常相近，具有很好的热力学相容性。

PA 的加入，可显著改善PPS纤维的力学性能。

共混纤维中加人马来酐接枝聚丙烯作增容剂，其力学性能比纯PPS纤维和没加增容剂的共混纤维都要好。

麦堪成等研究了PPS／PA共混物界面对结晶行为的影响，发现PPS和PA粒子经熔融后，表面相互接触产生的界面面积较小。

聚合物共混改性考试试卷一、判断题：对的（√），错的（×）（本大题共17小题，每题1分，其中13题4分，共20分）1．最早的聚合物共混物出现于1912年，是Hancock将天然橡胶与古塔波胶混合制成雨衣。

（）2．最早投产的聚合物共混物是在1942年的PVC/NBR。

（）3．1942年Dow化学公司出售的Styralloy-22,首次使用了“聚合物合金”这一术语。

（）4．银纹和裂纹的是同一概念的不同说法。

（）5．只有少数聚合物对是完全相容或部分相容，大多数是不相容的。

（）6．1960年提出了银纹核心理论。

（）7．1964年OsO4染色技术研究成功，可用透射电镜（TEM）直接观察共混物的形态结构。

（）8．在相同的剪切力场中分散相的大粒子比小粒子容易变形，大粒子比小粒子受到更大的外力。

（）9.界面层的形成：第一步是两相之间的相互接触，第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。

增加两相的接触面有利于链段扩散,提高两相之间的粘合力。

（）10.界面层的厚度主要取决于两种聚合物的相容性, 还与大分子链段尺寸、组成以及相分离条件有关。

（）11.基本不混溶的聚合物，链段之间只有轻微的相互扩散，因而两相之间有非常明显和确定的相界面。

（ ）12．随着两种聚合物之间混溶性增加，扩散程度提高，相界面越来越模糊，界面层厚度越来越大，两相之间的粘合力增大。

完全相容的两种聚合物最终形成均相，相界面消失。

（ ）13. Cox 和Leal 研究了牛顿液体珠滴在剪切作用下形变和流体力学的稳定性，以稀乳液为模型，悬浮液滴的粘度ηi 与连续介质粘度η0之比为λ=ηi /η0 和参数ak.0/γην=, 所以:A). λ和k 越大，液滴就越难破碎。

（ ）B)．k 与界面张力系数ν成正比，ν与两种聚合物的相容性有关，两种液体的混溶性越小，ν就越大。

（ ）C). 在其他条件相同时，两种聚合物的混溶性越小，则所得共混物分散相的颗粒就越大。