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聚合物共混物第六章

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聚合物共混物

聚合物共混物

第七章 7.2 聚合物共混物的相容性
7.2.1基本概念 相容性是聚合物共混体系的最重要特性。共混过程实施的难易、共混物的形态与性能，都与共混组分之间的相容性 密切相关。聚合物的共混物的相容性（compatibility）起源于乳液体系各组分相容的概念，是指共混物各组分彼此相互 容纳、形成宏观均匀材料的能力。不同聚合物对之间相互容纳的能力，有着很大差别。聚合物之间的互溶性 （miscibility）亦称混溶性，与低分子物中溶解度（solubility）相对应，是指聚合物之间热力学上的相互溶解性。热力 学混溶性是指在任意比例时都能形成均相体系的能力。早期的共混理论研究发现，可以满足热力学相容的聚合物配对， 实际上相当少。此后，研究者不再局限于热力学相容体系，研究内容包括相分离行为和部分相容两相体系的相界面特性
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3 聚合物共混物的形态结构 聚合物共混物的形态结构也是决定其性能的最基本的因素之一。聚合物共混物的形态结构受一系列因素的影响，可 归纳成以下三种类型。 1. 热力学因素 2. 动力学因素 3. 流动场诱发的形态结构
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3.1 形态结构的基本类型 由两种聚合物构成的两相聚合物共混物，按照相的连续性可分成三种基本类型：单相连续结构，即一个相是连续的 而另一个相是分散的；两相互锁或交错结构；相互贯穿的两相连续结构。两组分聚合物形成的相结构，所涉及的基本原 则同样适用于多组分体系。 7.3.1.1 单相连续结构 7.3.1.2 两相互锁或交错结构 7.3.1.3 两相连续结构 7.3.1.4 结晶聚合物
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3.3 相容性对形态结构和性能的影响 在许多情况下，热力学互溶性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚合物的互溶性越好就越容易相互扩散而 达到均匀的混合，过渡区也就宽广。相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合力也越大。有两种极端情况，其一是两 种聚合物完全不互溶，两种聚合物链段间相互扩散的倾向极小，相界面很明显，其结果是混容性较差，相之间结合力很 弱，共混物性能不好。为改进共混物的性能需采取适当的工艺措施，例如采取共聚－共混的方法或加入适当的增容剂。 第二种极端情况是两种聚合物完全互溶或互溶性极好，这时两种聚合物可完全相互溶解而成为均相体系或相畴极小的微 分散体系。这两种极端情况都不利于共混改性的目的（尤其指力学性能改性）。一般而言，我们所需要的是两种聚合物 有适中的互溶性，从而制得相畴大小适宜、相之间结合力较强的复相结构的共混产物。

聚合物共混原理聚合物共混物的形态学课件

聚合物共混原理聚合物共混物的形态学课件

聚合物共混原理聚合物共混物的形
2
态学课件
1、非晶－非晶聚合物共混体系
1.1 单相连续的形态结构
单相连续的形态结构是指，构成聚合物共混物 的两个相或者多个相只有一个相连续。称之为 连续介质或者基体。其它的相分散于基体中， 称为分散相。
连续介质＋分散相
聚合物共混原理聚合物共混物的形
3
态学课件
从分散相结构特征来看，可分为以下三种情况：
根据润湿－接触理论，粘合强度主要取决于界面张力， 张力越小，则粘合强度越大。根据扩散理论，粘合强度 主要取决于两种聚合物之间的热力学混溶性。混溶性越 大，粘合强度越高。这两种理论之间存在内在联系，是 统一的。
聚合物共混原理聚合物共混物的形
10
态学课件
两种组分都形成三维空间连续的 形态结构。典型的例子是互穿网 络聚合物（IPN）。
如图所示。注意，互穿网络聚合 物不是分子级别的的相互贯穿， 而是分子微小聚集体相互贯穿。 两组分的相容性和交联度越大， 相互贯穿网络聚合物两相结构的 相畴就越小。
白色部分为PS
聚合物共混原理聚合物共混物的形
4
态学课件
③分散相形状、大小不规则，分散相包容了大量连续相成分. 分散相成香肠状结构、胞状结构、蜂窝状结构。
如由接枝共聚共混法生产的ABS，HIPS.
聚合物共混原理聚合物共混物的形
5
态学课件
例 如 ： 通 过 熔 融 共 混 法 制 备 了 苯 乙 烯 - 马 来 酸 酐 共 聚 物 (SMA) 增 容 的 尼 龙 6(Nylon-6)/ABS共混物。研究了SMA增容的Nylon-6/ABS共混物的相形态与 性能.发现在Nylon-6/ABS共混体系中,分散相易聚集,相界面清晰,断裂面光 滑,呈脆性断裂,相容性差。加入少量SMA后,共混物由共连续相结构转变为 典型的"海-岛"结构,分散相分布均匀,界面粘接程度增加,表明SMA对Nylon6/ABS体系有显著的增容效果－高分子学报，2007 / /5

聚合物共混物的相容性

聚合物共混物的相容性

三、Flory相互作用参数 4. LCST相图
χ12的温度依存性
相图
2021/7/30
32
第二节 聚合物共混物相容热力学理论
度升高时
降低，为
UCST。即在高温域相容，
分子量越大UCST向高温侧
移动。
对放热系（引力系），
始终为负，即全温度域内相
容。
2021/7/30
27
第二节 聚合物共混物相容热力学理论
三、Flory相互作用参数 2. 的温度依存性和相图的关系
2021/7/30
温度T
组成
28
第二节 聚合物共混物相容热力学理论
三、Flory相互作用参数 3. UCST相图
UCST——最高临界相容温度 （upper critical solution temperature）
PS/PB低聚物共混系。 曲温线度T有＞最T高C时点，(T与C)组，成当无体关系均的
不当会体分系相的，温故度TTC＜是临Tc界时温，度成。分 在曲线内的共混物都将分相。 临界温度随分子量增加向高温 域移动。
第一节 聚合物共混物相容性的基本概念
典型的高分子二元共混物相图
一相 两相
两相 一相
两相 一相
两相
两相 一相
两相 一相
UCST+LCST:聚苯乙烯/聚苯醚、 聚甲基丙烯酸甲酯/氯化聚乙烯、UCST: 天然橡胶/丁苯橡胶、 聚异丁烯/聚二甲基硅氧烷、 聚苯乙烯/聚异戊二烯、 聚2氯021化/7/3乙0 烯/聚氧化丙烯
H m RT12n12
2021/7/30
19
第二节 聚合物共混物相容热力学理论
二、Flory-Huggins模型
Gm RT n1 ln 1 n2 ln 2 12n12

聚合物共混

聚合物共混

聚合物共混理论重点内容纲要绪论：第1章聚合物共混的3种基本作用及共混的优势。

第2章聚合物共混的基本概念1、共混改性的主要方法及应用。

2、共混物形态的3种基本类型；3、相容性的基本概念机判断依据：（1）热力学相容性（2）溶混性（3）广义相容性4、如何通过Tg判断，体系是完全相容体系、部分相容体系、还是完全不相容体系（结合实例灵活掌握）。

5、均相体系的判断方法。

第3章聚合物共混过程及其调控1、分布混合与分散混合的概念。

2、分散相颗粒分散过程的两种主要机理。

3、影响共混过程的5个主要因素是什么？4、依据“液滴模型”和“双小球模型”，对影响分散相变形与破碎的因素进行讨论。

5、分散相为什么会存在平衡粒径？6、层流混合模型及应用。

7、采用哪些方法，可以对聚合物熔体粘度进行调控？8、概念：（1）黏度相近原则（2）软包硬规律（3）等黏点第4章聚合物共混的微观形态1、共混物微观形态研究的重要性。

2、总体均相性与分散度的概念。

3、试述组分配比与熔体黏度对分散相、连续相形成的综合影响。

（图4-12）4、简述影响分散相粒径和粒子的形貌的因素。

5、试述影响第三组分在聚合物两相间分配的因素。

第5章共混物的相容热力学和相界面1、掌握图5-1共混体系相图的相关内容。

2、简述聚合物表面张力的影响因素。

3、共混体系界面张力、界面层厚度与相容性的关系。

4、共混体系的相容剂有哪些类型？第6章聚合物共混物的性能1、影响共混物性能的因素主要有哪些方面？2、掌握银纹-剪切带理论及应用。

3、了解界面空洞化理论、橡胶粒子空洞化理论、逾渗理论的基本内容。

4、弹性体增韧塑料体系的结构形态对增韧效果的影响。

5、非弹性增韧与弹性体增韧的区别，以及非弹性体增韧的优势。

6、对于PVC等脆性基体，如何进行非弹性体增韧？综合题重点：1、共混物形态与共混物性能的关系；2、弹性体、非弹性体增韧塑料的体系的结构形态、机理、性能的综合分析。

3、聚合物的填充增强改性（重点在填料的表面改性及与体系的相容性），详情参见第八章8.3及8.4。

聚合物共混物的力学性质

聚合物共混物的力学性质

φ m=
颗粒真实体积 颗粒实际占有体积
分散相为硬的情况

单相连续（分散相为软时）
1 At Bt2 P 1 = P 1 Bt 2

两相连续共混物
组分对称
IPN，半结晶聚合物的弹性模量，n为1/5；对于共混发生相逆转时下 式较合适
P n P1 1 P2 2
n n
log P 1 log P 1 2 log P 2
力学模型 都服从胡克定律前提下 并联模型（等形变） 串联模型（等应力）

WLF方程不适合多相共混物，因测定温度下， 两聚合物的移动因子不同。但测定温度下两聚 合物的模量差别很大，可近似符合。
6.3共混物的力学性质

力学性质表示手段 动态 静态 强度， 伸长率， 硬度， 模量， 韧性（冲击强度（落锤，摆锤；有无缺口；IZOD， CHARPY）；快速拉伸，）
韧性的表示方法


冲击强度（冲击破坏所耗功，理论上为快速拉伸实验中应 力-应变曲线下的面积） 应力-应变曲线下的面积 特征表面破裂能 破裂韧度
韧性提高方法


断裂伸长率变化小的情况下，提高拉伸 强度；例如玻纤增强聚酯 提高断裂伸长率， 如HIPS
注意：冲击是在高速条件下，试样形状、 尺寸不同，结果不同
CHAPTER 6. 聚合物共混物的力 学性质
2004年3月31日
本章主要内容



共混物性能与其纯组分性能之间的一般 关系 共混物的玻璃化转变及力学松弛（小变 形，近似线性） 共混物的力学强度（大变形） 橡胶增韧塑料机理 其他增韧机理
概述


共混物性能不仅与组分性能有关，且与 其形态结构相关。共混物性能与其组分 性能间关系决定于形态结构（相容性， 界面层，相的连续性，相的大小及形状） 组分性能与聚合物的一次（化学性质）， 二次（玻璃化转变），三次结构（聚集 态结构）密切相关。

06 第六章 转矩流变仪

06 第六章 转矩流变仪
第六章 转矩流变仪 6-1 概述
转矩流变仪是一种多功能、 积木式流变测量仪， 通过记录物料在混合过程中对转子或螺 杆产生的反扭矩以及温度随时间的变化， 可研究物料在加工过程中的分散性能、 流动行为及 结构变化(交联、热稳定性等)，同时也可作为生产质量控制的有效手段。由于转矩流变仪与 实际生产设备(密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等)结构类似，且物料用量少，所以可 在实验室中模拟混炼、挤出等工艺过程，特别适宜于生产配方和工艺条件的优选。 转矩流变仪的基本结构可分为三部分： 微机控制系统， 用于实验参数的设置及实验结果 的显示；机电驱动系统，用于控制实验温度、转子速度、压力，并可记录温度、压力和转矩 随时间的变化；可更换的实验部件，一般根据需要配备密闭式混合器或螺杆挤出器。 密闭式混合器(图 6-1)相当于一个小型的密炼机，由一个“∞”字型的可拆卸混合室和 一对以不同转速、相向旋转的转子组成。在混合室内，转子相向旋转，对物料施加剪切，使 物料在混合室内被强制混合；两个转子的速度不同，在其间隙中发生分散性混合。
∆E -1 T + n ln N R
(6-3)
显然，根据系统自动记录的转矩 M、温度 T 和转速 N，利用多元回归分析可得到∆E 和 n、 K′。但困难在于常数 K、C1、C2 无法确定。 6-2.2 温度补偿转矩 物料在混炼过程中，由于摩擦生热导致物料温度随时间延长而升高。对高聚物而言，其 粘度随温度的升高而降低，导致转矩下降。因此，应当对温度效应进行补偿。通常可采用 Arrhenuius 公式获得温度补偿转矩：
转速 N 为常量，因此上式两边积分可得
EM =
(6-9)
其中 MT 为总转矩，可由系统自动积分得到。 定义比机械能为机械能与物料重量的比值：
ES =

聚合物共混物第六章

聚合物共混物第六章

四、以聚苯乙烯为基共混物


抗冲聚苯乙烯
PS/SBR ，PS/SBR/SBS ，PS/EPR ，
PS/EPDM 。

ABS树脂
五、其它聚合物共混
6.3 聚合物之间的互溶性
一、聚合物/聚合物互溶性基本特点 聚合物分子量很大，混合熵很小，所以热力学 上真正完全互溶即可任意比例互溶聚合物对数
不多，大多数聚合物之间是不互溶或部分互溶
2）碳纤维表面处理
① 表面氧化处理。
碳纤维用各种方法进行表面氧 化可增加比表面积和表面反应官能团数目。 ② 表面涂层 常用聚合物有聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、
聚氨酯、环氧树脂。
③ 碳表面气相沉积
在碳纤维表面化学沉积微粒碳，可提高其耐热
性，改善与基体聚合物的粘结性能。 ④ 表面生长晶须
1．聚合物共混物性能与组分性能一般关系
双组分体系的性能与其组分性能之间的关系可
用“混合法则”作近似估算。
p p1 1 p 2 2
1 2 1 p p1 p2
2．力学松弛性能 3．模量和强度
4．聚合物共混物溶体流变特性
5．其它性质
1）透气性和可渗性
2）密度
3）电性能和光性能
6.6 橡胶增韧塑料的增韧机理
TW=10℃左右；对于部分互溶的共聚物，
TW≥32℃。某些情况，TW与共混物组成有关。 半经验关系式：相分离度a定义为 a=[h2+h1-(l1h1+l2h2+lmhm)/L]/(h10+h20) a=(h1+h2)/ (h10+h20)
6.4 聚合物共混物的形态结构
一、聚合物共混物形态结构的基本类型
高效混合挤出设备：

第六章 聚合物共混物

第六章 聚合物共混物

▪ （2）混合过程中化学反应所引起的增容作用。
▪ （3）聚合物组分之间引入相互作用的基团。
▪ （4）共溶剂法和IPNs法。
6.3.2 聚合物/聚合物互溶性的热力学分析 根据热力学第二定律，对于理想溶液而言：
GM HM TSM
只有当△Gm ﹤0时，混合才能自发进行
对于聚合物体系而言：
④ 在其它工艺条件相同的情况下，延长混炼时间或增加 混炼操作次数，在一定条件下虽可提高共混物料的均匀性， 但应避免高聚物有可能出现的过度降解以至由此而引起高 聚物共混物料的劣化。 熔融共混法是一种最常用的高聚物共混法，与初混操作结 合，一般可取得较满意的效果，其中又一挤出共混应用最 广。
（3）溶液共混法
（2）对于反应型增容剂，其增容原理与非反应型增容剂显 著不同，这类增容剂与共混物各组分之间形成了新的化学键， 所以称之类化学增容，它属于一种强迫性增容，反应型增容剂 主要是一些含有可与共混组份起反应的官成团的共聚物，它们 特别适合于相容性差且带有易反应官能团的高聚物之间的增容， 反应增容的概念包括，外加反应性增容剂与共混高聚物组分反 应而增容；也包括使其混高聚物官能化并凭借相互反应而增容。 反应型增容剂：优点，用量少、效果好，缺点：易因副反应造 成物性下降。 非反应型增容剂，优点，无副作用，使用方便，缺点：用量较 多，效果较低，成本较高。
6.3.1 聚合物/聚合物互溶性的基本特点:
▪
聚合物分子量很大，混合熵很小,所以热力学上
真正完全互溶即可任意比例互溶的聚合物对为数不多，
大多数聚合物之间是互不溶或部分互溶的。当部分互
溶性较大时，称为互溶性好；当部分互溶性较小时，
称为互溶性差；当部分互溶性很小时，称为不互溶或
基本不互溶。 表6－4和表6－5

第六章 橡塑并用材料

第六章 橡塑并用材料

一、组分含量及并用比表示方法
EPDM/PE=100/30 或 EPDM:PE=100:30
NR／NBR/PVC＝50／25／25
常采用分式书写
二、共混高聚物的相容性
1.相容性
➢当橡胶或塑料中加入某种添加剂后，在 一定时间内没有出现喷霜或析出现象，说 明相容性好
➢即形成了一个宏观均匀体系，当外界条 件改变时性能基本不变
➢ 连续相体现了共混物的基本性能，特别是 在力学性能方面往往起决定性作用。
➢ 若塑料为连续相，则共混物类似塑料；橡 胶为连续相，则共混物性能与橡胶接近。
（三）两个都是连续相的相互贯穿 交错结构
➢ 这种结构又称“海-海”结构， 形成这种状态时，共混物性能会发 生较大的变化。
➢ 如橡塑并用时，它往往既不具有塑料的刚性，也不 能体现橡胶的优良弹性，力学性能低下。 ➢ 在共混产品中，力求避免这种形态。 ➢ 可以利用这种形态配制母料，以降低能耗，提高分 散效率，从而获得性能较优的产品。
三、橡塑共混物的形态结构
（a）均相体系（b）“海-岛”结构（c）“海-海” 结构
1.均相体系 ➢是指两种或两种以上聚合物混合 后形成均一的不分相的新体系
➢很少见，通常并用体系只有一个 玻璃化温度时，我们就认为它是这 种体系。
2.海-岛结构
➢ 是由一个分散相和一个连续 相组成的两相体系共混物，有人 把连续相看作“海”，分散相作 为“岛”，所以又称“海-岛”结 构。
δ 12.69 14.94 15.75 15.96～16.37 16.16 15.96～16.98 16.57 16.98～17.80 18.41～19.44 18.82 19.23 19.23～20.05 19.44～19.85 19.64～20.66 19.85～20.66 20.46 21.07

聚合物共混理论考试重点

聚合物共混理论考试重点

聚合物共混理论重点内容纲要绪论1、聚合物共混的3钟基本作用及共混的优势。

聚合物共混可以具有如下3种基本作用一、通过聚合物共混，显著提高聚合物的性能。

二、通过聚合物共混，在性能基本不变的前提下，降低材料的成本三、通过聚合物共混，获取新的性能共混的主要优势在于简便易行，可适应小的生产规模，也可形成大规模生产。

第二章聚合物共混的基本概念1、共混改性的主要方法及应用。

按照宽泛的聚合物共混概念，共混改性的基本类型可分为物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类。

共混改性的方法又可按共混时物料的状态划分，分为熔融共混、溶液共混、乳液共混等（1）熔融共混熔融共混是将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混，熔融共混是采用密炼机、开炼机、挤出机等加工机械进行的。

（2）溶液共混溶液共混是将聚合物组分溶于溶剂后，进行共混。

（3）乳液共混乳液共混是将两种或两种以上的聚合物乳液进行共混的方法。

（4）釜内共混釜内共混（又称为“釜内合金化”）为近年来新问世的共混方法，是两种（或两种以上）聚合物单体同在一个聚合釜中完成其聚合过程，在聚合的同时也完成了共混。

2、共混物形态的3中基本类型共混物的形态多种多样，可分为三种基本类型：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；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“海-岛结构”被称为“单相连续体系”，“海-海结构”被称为“两相连续体系”3、相容性的基本概念及判断依据●热力学相容性热力学形容性，亦可称为互溶性或溶解性，热力学相容体系是满足热力学相容条件的体系，是达到了分子程度混合的均相共混物。

热力学相容条件是混合过程的吉布斯自由能△Gm<0。

●溶混性是指一种共混物具有类似于均相材料所具有的性能，在大多数情况下，可以用玻璃化转变温度Tg作为均相体系判定的标准，相应地，可以把Tg作为相容性的判断标准。

聚合物共混物相容性

聚合物共混物相容性
第一节 聚合物共混物相容性的基本概念
一、共混物的相容性(compatibility, miscibility, solubility)
3. 混溶性(compatibility)
混溶性，是指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力。表示共 混组分在共混中相互扩散的分散能力和稳定状态，是指聚合物 共混物中各成分物质的界面结合能力
第一节 聚合物共混物相容性的基本概念
典型的高分子二元共混物相图
一相 两相
两相 一相
两相 一相
两相
两相 一相
两相 一相
UCST+LCST:聚苯乙烯/聚苯醚、 聚甲基丙烯酸甲酯/氯化聚乙烯、 苯乙烯/丙烯腈共聚物/丁腈橡胶
高分子共混物二元相图
UCST: 天然橡胶/丁苯橡胶、 聚异丁烯/聚二甲基硅氧烷、 聚苯乙烯/聚异戊二烯、 聚2氯021化/5/7乙烯/聚氧化丙烯
2021/5/7
19
第二节 聚合物共混物相容热力学理论
二、Flory-Huggins模型
G m H m T Sm
1949年，Huggins和Flory从液-液相平衡的晶格理
论出发，导出了混合焓△Hm和混合熵△Sm的表达
式，得出二元混合物的热力学表达式
S m R (n 1 ln 1 n 2ln 2 )
χ12的温度依存性
相图
2021/5/7
33
第二节 聚合物共混物相容热力学理论
三、Flory相互作用参数
4. LCST相图
对于吸热系（斥力系）， 两项之和即 为U型曲 线，如果与Flory相互作用
参数的临界值相交，则在 低温域表现出UCST、在高 温域表现出LCST，即 UCST、LCST共存现象。
2021/5/7

第六章+聚合物的结晶态

第六章+聚合物的结晶态

vt v v0 v

1 2
时
t1 2 (
ln 2 K
成核: • 均相成核：由熔体中高分子链靠热运动形成有序排 列的链束为晶核； • 异相成核：以外来杂质、固体颗粒、未完全熔融的 高分子或容器壁为中心，吸附熔体中高分子链作有 序排列形成的晶核。
结晶生长:
• 成核速度 用偏光显微镜、电镜直接观察单位时间内形 成晶核的数目。 • 结晶生长速度 用偏光显微镜法、小角激光散射法测定 球晶半径随时间的增大速度，即球晶的径向生长速度。 • 结晶总速度 用膨胀计法、光学解偏振法等测定结晶过 程进行到一半所需的时间t1/2的倒数作为结晶总速度。 几种主要的实验方法 1.膨胀计法….
天然橡胶 全同聚丙烯(IPP) 尼龙6 聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 等规聚苯乙烯(IPS) 5×103 1.25 5.0 42.0 185 无规PS不结晶
_________________________________________________________
结晶总速度 = 成核速度 + 结晶生长速度
黑十字消光：是高聚物球晶双折 射性质和对称性的反映。一束 自然光通过起偏镜后，变成平 面偏振光，其振动（电矢量） 方向都在单一方向上。一束偏 振光通过高聚物球晶时，发生 双折射，分成二束电矢量相互 垂直的偏振光，它们的电矢量 分别平行和垂直于球晶的半径 方向，由于这两个方向的折射 率不同，这两束光通过样品的 速度是不相等的，必然产生相 位差而发生干涉现象，结果使 通过球晶的一部分区域的光可 以通过与起偏镜处在正交位臵 的检偏镜（产生亮区），而另 一部分则不能通过（产生暗 区）。 球晶的双折射Δn分为径向折射 率(nr)与切向折射率(nt)之差, 当 nr 〉nt， △n〉0 正球晶；nr 〈 nt， △n〈 0 负球晶。

第六章聚合物共混物-精选文档

第六章聚合物共混物-精选文档

体粘度，否则难以获得均匀的共混体系。
③各原料高聚物组份在共同混炼温度的粘性模量值不易悬 殊过大，因为弹性模量的差异会导致各高聚物组份受力不 均，混炼设备所施加的剪切力将主要集中在弹性模量高的 高聚物组份上，以至不仅影响混合效果还可能引起一种高
聚物组分的过度降解。
④ 在其它工艺条件相同的情况下，延长混炼时间或增加
接枝共聚——共混法生产高聚物共混物的设备
与一般的聚合设备相同，即间歇式聚合工艺，
相容性不很好，形态结构呈亚微观非均相或宏观相分离的
高分子共混物不属于高分子合金之列。
高聚物共混的一般行为
1、制备高分子共混物的方法 ①机械共混法：将各高分子组份在混合设备如高速混合机，双辊
混炼机，挤出机中均匀混合。机械共混法又有干粉共混法和熔融 共混法之分。
②共溶剂法：又称溶液共混法，系将各高聚物组份溶解于共同溶
混炼操作次数，在一定条件下虽可提高共混物料的均匀性，
但应避免高聚物有可能出现的过度降解以至由此而引起高 聚物共混物料的劣化。 熔融共混法是一种最常用的高聚物共混法，与初混操作结 合，一般可取得较满意的效果，其中又一挤出共混应用最
广。
（3）溶液共混法 将原料各组份加入共同溶剂中，或将原料高聚物组分分别溶解， 再混合，搅拌溶解混合均匀，然后加热蒸发或加入非溶剂共沉 淀，使获得高聚物共混物。 溶液共混法运用于易溶高聚物和某些液态高聚物以及高聚物共 混物以溶液状态被应用的情况。工业上应用意义不大。
2、高聚物共混改性的主要目的有：
①综合均衡各高聚物组份的性能，取长补短，消除各单一高聚 物在性能上的弱点，获得综合性能较为理想的高聚物材料。 ②使用少量的某一高聚物可以作为另一种高聚物的改性剂，改 性效果显著，如在聚苯乙烯、聚氯乙烯等脆性材料中掺入 10%20%的橡胶类物质，可使它们的冲击强度大幅度提高。 ③改善高聚物的加工性能，将流动性好的高聚物作为改性剂， 在不影响其它性能的前提下降低材料的加工温度。 ④利用共混法可以制备一系列具有崭新性能的新型高聚物材料， 如与含氯素等耐燃高聚物共混可制得耐燃高分子材料。 ⑤对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料，可通过共混，在 不影响使用要求条件下降低成本。

聚合物研究方法 第六章 聚合物的链结构和聚集态结构-1

聚合物研究方法 第六章 聚合物的链结构和聚集态结构-1
( CH2-CH-CH-CH2 ) Cl Cl Zn ( CH2-CH=CH-CH2 )
根据C=C特征峰,可测定头-头结构的含量。
支化度的测定
CH2 CH3
不同支化程度的聚乙烯
采用分峰技术测定聚乙烯中支链
不同聚乙烯的支化度 样品
HDPE LDPE LLDPE DFH 2076 22.1 DNDB 7149 11.3
3000
2000
1500 Wavenumbers (cm-1)
1000
500
不同形态的PVDF
6.2.3 结构解析
红外光谱提供的主要信息: 红外光谱提供的主要信息: 谱带位置：谱带的特征振动频率，是定性鉴别和结构分析 的基础。
1 ν = 2c π k
键力常数
波数
折合质量 μ=
m1m2 m1 + m2
聚合物型谱带 谱图的大部分谱带表征的是结构类似重复单元的小分子的 谱图，即单质型谱带；还有一些独特的区别于小分子有机 物的吸收谱带，属于聚合物型谱带，如： （1）构象谱带； （2）立构规整性谱带； （3）构象规整性谱带； （4）结晶谱带。 这些谱带对于聚合物的研究具有特别重要的意义。
6.2.4 红外光谱在聚合物链结构研究中的应用
晶态与非晶态 聚合物的液晶态： 聚合物的液晶态：某些晶态高聚物受热熔融或溶解后，虽 为液态，但仍保留部分有序排列，从而呈现各向异性，兼 有晶体和液体的部分性质。 共混和合金 一般不能实现分子水平的混合，形成非均相体系。
链结构的测定方法 红外吸收光谱、紫外吸收光谱、拉曼光谱、核磁共振、广 角X-射线衍射、电子能谱、裂解色谱-质谱、电子衍射、 顺磁共振、荧光光谱等 聚集态结构的研究方法 制备样品时要注意不能破坏样品的原有形态。 常用的研究手段： 扫描或透射电镜 X射线衍射和散射（包括小角光散射） 各种热分析仪器 反相气相色谱 付里叶变换红外光谱仪等

第6章 聚合物共混物的性能ppt课件

第6章 聚合物共混物的性能ppt课件

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
5.7
5.6
5.5
5.4
5.3
5.2
配方 25 5.1
5
2.8
3.0
3.2
3.4
为了在实施共混之前，对共混物体系进行预选， 并预期共混物可能的达到的性能，应配合进行 文献查阅工作。前人进行的相近体系的研究结 果可以为共混物体系的预选提供重要的参照。
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
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
共混物熔体粘度高于两单一组分； PS/PE(25/75)
共混物熔体粘度低于两单一组分； PS/LDPE, PS/PMMA
(a)比单一组分都低；少量第二组分 ↙↙；极小值。 PP/PS (b)粘度随组分含量变化，充分体现连续相对体系粘度的贡献。
PMMA/PS © 高出单一组分，极大值。PE/PS=75/25
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PS/EPDM 。 ❖ ABS树脂 五、其它聚合物共混
聚合物共混物第六章
6.3 聚合物之间的互溶性
一、聚合物/聚合物互溶性基本特点 聚合物分子量很大，混合熵很小，所以热力学 上真正完全互溶即可任意比例互溶聚合物对数 不多，大多数聚合物之间是不互溶或部分互溶 的。当部分互溶性较大时称为互溶性好；当部 分互溶性较小时称为互溶性差，当部分互溶性 很小时，称为不互溶或基本不溶。
聚合物共混物第六章
6.2 主要品种
一、以聚乙烯为基的共混物 1.不同密度聚乙烯之间的共混物 2.聚乙烯/乙烯—醋酸乙烯共聚物（PE/EVA） 3.聚乙烯与丙烯酸酯类共混物（PE/PMMA） 4.聚乙烯与氯化聚乙烯（CPE）共混物 （PE/CPE） 5.聚乙烯与其它聚合物共混物
聚合物共混物第六章
二、以聚丙烯为基共混物 PP/PE共混物 PP/EPR共混物和PP/PE/EPR共混物 PP/BR共混物 聚丙烯与其它聚合物的共混物 PP/EVA，PP/PIB/EPDM， PP/PIB/EVA,PP/PE/ENA/BR。
高效混合挤出设备： 混炼型单螺杆挤出机 混炼—挤出机组 双螺杆挤出机 DIS螺杆挤出机 静态混合器
聚合物共混物第六章
2．共聚—共混法 共聚—共混法是一种化学方法，有接枝共聚— 共混与嵌段共聚—共混之分。 如抗冲击聚苯乙烯（HIPS）、ABS树脂、MBS 树脂。
聚合物共混物第六章
3．互穿网络聚合物 互穿网络聚合物，简记IPN，是用化学方法 将两种或两种以上聚合物相互贯穿成交织网 络状的一类新型复相聚合物共混材料， IPN技术是制备聚合物共混物新方法。 由x分聚合物A和y分聚合物B所组成互穿网 络聚合物，简记为IPNx/yA/B。
一是使聚合物之间易于相互分散以得到宏观上 均匀的共聚物；另一方面是改善聚合物之间相 界面的性能，增加相间粘合力，从而使共聚物 具有长期稳定的优良性能。
聚合物共混物第六章
2）产生增容作用方法： 1）加入增容剂法 增容剂是指与两种聚合物组分都有较好互溶性 的物质，它可降低两组分间界面张力，增加互 溶性。 2）混合过程中化学反应所引起的增容作用。 3）聚合物组分之间引入相互作用基团。 4）共溶剂法和IPN法。
某 些 不
聚苯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯
聚异丁烯 聚醋酸乙烯酯
互
天然橡胶
丁苯橡胶
溶
聚苯乙烯
聚丁二烯
的
聚甲基丙烯酸甲酯 聚苯乙烯
聚
聚甲基丙烯酸甲酯 纤维素三醋酸酯
合
尼龙6
物
尼龙66
对
聚苯乙烯
聚甲基丙烯酸甲酯 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚丙烯酸乙酯
聚苯乙烯
聚异戊二烯
聚氨酯
聚合物共混聚物第甲六基章 丙烯酸甲酯
二、增容作用及增容方法 1）增容作用两个方面涵义
聚合物共混物第六章
（1）分步型IPN，简记IPN 是先合成交联共聚物1，再用含有引发剂和 交联剂的单体2使之溶胀，然后使单体2就 地聚合并交联而得。 例如：IPN50/50PEA/PS。 （2）同步型IPN，简记SPN 两种聚合物网络是同时生成的。不存在先 后顺序。
聚合物共混物第六章
（3）互穿网络弹性体 由两种线型弹性体胶乳混合在一起，再进行凝聚 并同时进行交联，如此制得的IPN称为互穿网络弹 性体，简记为IEN。 例如，将氨酯脲(PU)胶乳与聚丙烯酸(PA)乳液混 合、凝聚并交联，即制成IEN PU/PA。 （4）胶乳—IPN 种子乳液聚合方法，得到具有核—壳结构的乳液。
聚合物1 聚苯乙烯 聚苯乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯酸异丙酯 聚a-甲基苯乙烯 聚乙烯醇缩丁醛
聚合物2 聚2，6-二乙基—1，4苯撑醚 聚2—甲基-6—乙基—1，4苯撑醚 聚2，6-丙乙基—1，4苯撑醚
聚甲基丙烯酸异丙酯 聚2，6-二甲基—1，4苯撑醚
苯乙烯—顺丁二酸共聚物
聚合物共混物第六章
聚合物1
聚合物2
第 6 章 聚合物共混物
聚合物共混物是指两种或两种以上聚 合物通过物理或化学的方法共同混合 而形成的宏观上均匀、连续的固体高 分子材料。聚合物共混是获得综合性 能优异的高分子材料卓有成效的途径。
聚合物共混物第六章
6.1 聚合物共混物及其制备方法
一、基本概念 广义而言，凡具有复相结构的聚合物均匀体系 均属于聚合物共混物的范畴。即复相结构是此 体系的普遍、重要特征。
聚合物共混物第六章
聚合物共混物第六章
高分子合金（塑料合金） 橡胶增韧塑料
聚合物共混物组成表示： A/B（x/y） 聚丙烯/聚乙烯（85/15）
聚合物共混物第六章
聚合物共混已成为高分子材料改性的及其重要手 段，其主要优点体现在以下几个方面。 1、综合均衡各聚合物组分性能，取长补短，消除
各单一聚合物组分性能上的弱点，获得综合 性能优异高分子材料。 2、使用少量某一聚合物可以作为另一聚合物改性 剂。 3、通过共混改善某些聚合物加工性能。 4、聚合物共混可满足某些特殊性能需要。
聚合物共混物第六章
三、以聚氯乙烯为基共混物 ❖ PVC/EVA机械共混法和接枝共聚共混法 ❖ PVC/CPE ❖ 聚氯乙烯与橡胶共混 （NR、PB、IR、CR、NBR、SBR） ❖ PVC/ABS抗冲强度高、热稳定性、加工性能优良。
PVC/MBS透明，高韧性材料。
聚合物共混物第六章
四、以聚苯乙烯为基共混物 ❖ 抗冲聚苯乙烯 ❖ PS/SBR ，PS/SBR/SBS ，PS/EPR ，
聚合物共混物第六章
二、制备方法 1．物理共混法 （1）干粉共混法 混合设备：球磨机、各种混合机、捏合机 （2）熔体共混法 （3）溶液共混法 （4）乳液共混法
聚合物共混物第六章
聚合物ⅰ 粉 状 共 混物
熔融 冷却 造粒 共混
粒状共 混物
或直接成型为制件
聚合物共混物第六章
聚合物共混物第六章
三、研究聚合物/聚合物互溶性实验方法 玻璃化温度法测定聚合物-聚合物的互溶性，主要 基于如下原则： 聚合物共混物的玻璃化转变温度与两种聚合物分 子级混合程度有直接关系。
聚合物共混物第六章
表6—1室温下可以任意比例互溶的聚合物对
聚合物1
聚合物2
硝基纤维素
聚醋酸乙烯酯
硝基纤维素
聚甲基丙烯酸甲酯
硝基纤维素
聚丙烯酸甲酯
聚氯乙烯 聚醋酸乙烯酯
α-甲基苯乙烯—丙烯腈—丙烯酸乙酯 共聚物，
重量比58：40：2
聚硝酸乙烯酯
聚苯乙烯
聚2，6-二甲基—1，4苯撑醚
聚合物共混物第六章