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聚合物共混物的相容性原则聚合物组分之间的共混改性，为达到改善性能的相应效果，往往需要加入相容体系。
一般来说，不同聚合物组分之间的共混需要的是相适应的相容性，从而制得相相之间结合力较强的多相结构的共混物。
了解与应用共混物体系之间的更好相容性，应考虑如下几个原则。
（1）溶解度参数相近原则聚合物之间的共混过程，实际上是分子链间相互扩散的过程，并受分子链之间作用的制约。
分子链间相互作用的大小，可以用溶解度参数来表示。
溶解度参数的符号为δ，其数值为单位体积内聚能密度的平方根。
不同组分之间的相容性好坏，也可以用溶解度参数δ之差来衡量，即δ越接近，其相容性越好。
如两种聚合物溶解度参数相近，其差值通常要＜0.2，而两种聚合物溶解度参数之差＞0.5时，不能以任意比例相容。
例如：PVC/NBR共混体系，PVC的溶解度参数δA为9.4～9.7，而NBR的溶解度参数δB为9.3～9.5，所以PVC与NBR 相容性良好；又如PS/PB共混体系，他们的溶解度参数之差＞0.7，所以两者的相容性差。
PVC与PS的溶解度参数之差＞1，所以两者基本不相容。
（2）极性相近原则聚合物之间共混体系的极性越相近，其相容性越好，即极性组分与极性组分、非极性组分与非极性组分都具有良好的相容性。
例如：PVC/EVA、PVC/NBR、PVC/ABS之间极性相近，所以其相容性好。
在考虑共混改性配方设计时，要了解聚合物之间相容性的基本原则：极性/极性≥非极性/非极性≥极性/非极性。
极性组分与非极性组分之间一般不相容，例如：PVC/PC、PVC/PS、PC/PS等。
极性相近原则也有些例外，例如：PVC/氯丁橡胶(CR)共混体系，其极性相近，但不相容；而PPO/PS两种极性不同的组分，相容性反而很好。
（3）结构相近原则聚合物共混体系中各组分的结构相似，则相容性就好，即两聚合物的结构越接近，其相容性越好。
所谓结构相近，是指各组分分子链中含有相同或相近的结构单元，例如：PA6与PA66分子链中都含有—CH2—、—CO—NH—，故有较好的相容性。
提高共混物相容性的方法学校名称：广东轻工职业技术学院院系名称：轻化工技术学院时间：2017年4月28日聚合物共混物通常为两相体系，相容性对共混物的性能影响很大，如果两种聚合物完全相容，则制得的共混物不会获得特殊的性能；如果两种聚合物相容性很差，则共混产生宏观的相分离，形成分层或剥离现象，降低了材料的强度和使用性能；若两种聚合物部分相容，则形成微观或亚微观的相分离结构，两相界面之间存在相互作用，形成过渡层，这时所获得的共混物往往会表现出独特的性能。
由此可见，在制备共混物时，形成微观或亚微观相分离是一个关键问题。
然而，能够具有良好的相容性并可以直接共混的体系是相当少的。
因此，大多数共混体系中都要采取一些措施来改善聚合物共混体系的相容性，也叫相容化，使之形成微观相分离。
提高共混体系相容性的方法有：利用聚合物分子链中官能团间的相互作用、改变分子链结构，加入相容剂、形成互穿网络、进行交联和改变共混工艺条件等。
1.对聚合物进行化学改性如果参加共混的聚合物分子链上含有某种可相互作用的官能团，它们之间的相容性必定好。
基于此原因，在共混改性技术中，常常采用向分子链引入极性基团的方法来改善聚合物的相容性，并收到较好的效果。
例如：聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)与聚乙烯醇、聚丙烯酸或聚丙烯酰胺等，由于分子键之间可以形成氢键、具有较好相容性。
又如：聚合物分子链上分别含有酸性和碱性基团，共混时可以产生质子转移，分子链间可生成离子键或配位键。
离子键的键能要强于氢键，所以聚合物之间相容性更好。
通过对高分子链的化学改性(如氯化、磺化等)，就有可能明显改善共混体系的相容性。
如聚乙烯氯化形成氯化聚乙烯，就可以与聚甲基丙烯酸甲酯较好地相容。
其次，通过共聚的方法改变聚合物分子链结构，也是一种增加聚合物之间相容性的常用而有效的方法。
例如：聚苯乙烯是极性很弱的聚合物，一般很难与其它聚合物相容，但苯乙烯与丙烯腈的共聚物SAN，由于改变了分子中的链结构，就可与聚碳酸酯、聚氯乙烯和聚砜等许多聚合物共混相容。
聚合物共混及性能的基本原理聚合物共混物的相容性背景•当今合成聚合物己成为实际应用中不可缺少的一类重要材料。
但是，社会发展对聚合物材料提出了日益广泛和苛刻的要求。
例如，既耐高温又易于加工成型，既有卓越的韧性又有较高的硬度，不仅性能良好而且价格低廉等。
单一的聚合物往往难以满足多种多样的要求。
•为获得综合性能优异的聚合物材料，除了继续研制合成新型聚合物外，已有聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径，近年来越来越引起兴趣和重视。
•新型聚合物的研发成本往往达到聚合物共混物的近百倍，而且一些聚合物共混物的性能也远非单一聚合物可比拟。
聚合物共混物概念聚合物共混物(Polymer blend)是指两种或两种以上均聚物或共聚物的混合物，聚合物共混物中各聚合物组分之间主要是物理结合，因此聚合物共混物与共聚高分子是有区别的。
但是，在聚合物共混物中，不同聚合物链之间难免有少量化学键存在。
例如在强剪切力作用下使得聚合物链断裂，产生大分子自由基，从而形成少量嵌段或接枝共聚物。
此外，为强化参与共混的聚合物组分之间的界面粘接而采用的反应增容措施，也必然会在组分之间引入化学键。
聚合物共混物的研究开始于1912年的橡胶增韧聚苯乙烯。
此后，有关聚合物共混物的研究取得许多重大成果，可以认为是该领域发展的里程碑。
•以高抗冲聚苯乙烯（HIPS）为代表的增韧塑料的生产及其增韧机理的阐明；•以三元乙丙橡胶（EPDM）/PP为代表的热塑性弹性体的开发；•微相分离理论的成功以及对于相容高分子合金体系中特殊相互作用和分子内相互排斥作用的研究进展。
•聚合物共混物的研究呈现出在共混过程中对材料的相形态进行控制的趋势，因为决定新材料性能的关键因素是共混物中的形态结构。
•聚合物共混物的形态控制主要由热力学和动力学两方面的因素决定。
•作为热力学因素的聚合物共混物中各组分之间的相容性是关键因素。
•相容性是聚合物共混体系相行为研究的首要的基本问题，不同聚合物相容性的热力学原因是聚合物物理学者探索的目标之一。
聚合物共混物的相容性聚合物与聚合物组分之间的共混体系，有的有良好的相容性，有的相容性不大好，或者完全不相容。
如何处理与解决聚合物组分之间的相容性问题，是塑料改性工作者研究、开拓的重要课题。
1、聚合物共混物的相容性原则聚合物组分之间的共混改性，为达到改善性能的相应效果，往往需要加入相容体系。
一般来说，不同聚合物组分之间的共混需要的是相适应的相容性，从而制得相相之间结合力较强的多相结构的共混物。
了解与应用共混物体系之间的更好相容性，应考虑如下几个原则。
（1）溶解度参数相近原则聚合物之间的共混过程，实际上是分子链间相互扩散的过程，并受分子链之间作用的制约。
分子链间相互作用的大小，可以用溶解度参数来表示。
溶解度参数的符号为δ，其数值为单位体积内聚能密度的平方根。
不同组分之间的相容性好坏，也可以用溶解度参数δ之差来衡量，即δ越接近，其相容性越好。
如两种聚合物溶解度参数相近，其差值通常要＜0.2，而两种聚合物溶解度参数之差＞0.5时，不能以任意比例相容。
例如：PVC/NBR共混体系，PVC的溶解度参数δA为9.4～9.7，而NBR的溶解度参数δB为9.3～9.5，所以PVC与NBR相容性良好；又如PS/PB 共混体系，他们的溶解度参数之差＞0.7，所以两者的相容性差。
PVC与PS的溶解度参数之差＞1，所以两者基本不相容。
（2）极性相近原则聚合物之间共混体系的极性越相近，其相容性越好，即极性组分与极性组分、非极性组分与非极性组分都具有良好的相容性。
例如：PVC/EV A、PVC/NBR、PVC/ABS之间极性相近，所以其相容性好。
在考虑共混改性配方设计时，要了解聚合物之间相容性的基本原则：极性/极性≥非极性/非极性≥极性/非极性。
极性组分与非极性组分之间一般不相容，例如：PVC/PC、PVC/PS、PC/PS等。
极性相近原则也有些例外，例如：PVC/CR共混体系，其极性相近，但不相容；而PPO/PS两种极性不同的组分，相容性反而很好。
（3）结构相近原则聚合物共混体系中各组分的结构相似，则相容性就好，即两聚合物的结构越接近，其相容性越好。
所谓结构相近，是指各组分分子链中含有相同或相近的结构单元，例如：PA6月PA66分子链中都含有—CH2—、—CO—NH —，故有较好的相容性。
（4）结晶能力相近原则共混体系为结晶聚合物时，多组分的结晶能力即结晶难易程度与最大结晶相近时，其相容性就好。
而晶态与非晶态、晶态与晶态体系的相容性很差，只有在混晶时才会相容，如PA/PVC、PE/PA、PET/PBT体系。
两组分非晶态体系相容性较好，如PPO与PS，PVC与NBR，PVC与EV A等。
（5）表面张力у相近原则共混体系中各组分的表面张力越接近，其相容性越好。
共混物在熔融时，与乳状液相似，其稳定性及分散度受两者表面张力的控制。
у越接近，两相间的浸润-接触与扩散就越好，界面的结合也越好。
例如：聚丙烯、聚乙烯与顺丁橡胶、天然橡胶、乙丙橡胶表面张力相近，因此其相容性很好，尤其是PP/EPDM是典型的增韧共混体系。
2、提高共混物相容性方法聚合物之间的相容性比较复杂，有的完全相容或部分相容；有的完全不相容或部分不相容。
共混物完全相容是因为极性相同而结构相似，此类共混物性能改善不大。
绝大多数的共混体系内聚合物之间只能部分相容。
因此要想到达预期的改性效果，必须通过各种共混改性方法，例如：加入相容剂、交联、IPN、引入基团和改变结构等技术改善聚合物之间的相容性。
（1）加入相容剂加入相容剂，使两种或多种聚合物组分通过混炼，提高相界面层的黏结力，促进相分散，使形态结构稳定化，并借助聚合物分子间的键合力，降低两相组分间的界面张力，增加共混体系的均匀性，减小相分离，改善聚合物共混的综合性能。
PE、PP、PS等聚烯烃之间，性能具有互补性但却缺乏良好的相容性，因此加入相容剂是必要的。
PE/PP共混物两组分相容性差，但加入15%相容剂EPR后，其形态结构均化以及相界面黏结得到强化，性能有了明显改善。
又如：PBT与PPO完全不相容且成型性极差，加入5%～8%带有环氧基的PS接枝相容剂，改善了PBT与PPO的相容性，并促进力学与加工性能大大提高。
（2）交联反应聚合物交联反应属于化学改性在塑料行业中应用较为广泛。
交联是指在聚合物大分子链之间产生的化学反应，从而形成化学键的过程。
交联反应如果是在相互不相容的聚合物之间，可大大提高两种聚合物的相容性，甚至使不相容组分变为相容组分。
交联可分为化学交联和物理交联两种情况。
例如：用辐射的方法使LDPE/PP产生化学交联。
结晶作用属于物理交联，由于取向纤维组织的结晶，使已形成的共混物形态结构稳定，从而产生相容作用。
用于提高聚合物共混组分相容性的交联，大多数企业采用动态交联方式。
动态交联即可实现共混物的相容，又可提高共混物的综合性能，同时又不失去其固有的热塑性，仍然可用热塑性塑料成型加工方法加工。
聚合物动态交联的必要条件如下：①被分散聚合物的粒径应为1～2µm；②两种或多种聚合物的表面张力差△у应低于0.5～3.0mN/m；③塑料树脂的结晶度应大于15%～30%通常动态交联品种有：PP/EPDM、PE/EPDM、PP/CPE、PP/PA、PP/丁基橡胶、PP/天然橡胶、PA/丁腈橡胶等。
（3）IPN技术IPN技术，也叫互穿网络技术。
互穿网络（IPN）技术可以制得互穿网络聚合物（IPN）共混物，是一种以化学法制备物理共混物的方法。
它是两种聚合物分子在共混体系内互相贯穿，在分子水平上达到“强迫互容”和“分子协同”的效应的一种提高共混物相容性的一种比较有效的方法。
（4）引入聚合物组分间相互作用基团聚合物组分中引入离子基团或离子—偶极官能团的相互作用，使聚合物分子键之间形成具有较好的相容性。
在聚合物组分之间引入氢键或离子键，或促使分子链上原有的酸性或碱性基团相互作用，共混时产生质子转移，从而实现相容作用。
例如：PMMA/PV A共混，由于分子链之间可以形成氢键，所以具有良好的相容性；又如：PS中引入5%mol的—SO3H基团，同时将丙烯酸乙酯与5%mol的乙烯吡啶共聚，然后将二者共混，即可制得稳定性能优异的共混材料。
（5）改变分子链结构PS是极性较弱的聚合物，与其他聚合物相容比较困难。
但是苯乙烯与丙烯腈的共聚物—SAN，由于改变了分子中链结构，可与许多聚合物混容，如能与PC、PVC、PSF等树脂共混相容。
非极性的聚丁二烯与聚氯乙烯很难相容，但丁二烯与丙烯腈的共聚物与聚氯乙烯却具有很好的相容性。
PE与PVC也难于相容，但乙烯与醋酸乙烯的共聚物EV A却能与PVC相容性很好。
乙烯与丙烯酸的共聚物可与PA组成相容体系，而PE与PA则不能相容。
所以说，通过共聚的方法改变聚合物的分子链结构，增加聚合物之间的相容性是一种比较有效的办法。
3、聚合物的相容性与相容剂对于聚合物共混体系来说，大多数属于部分相容体系，如果共混组分之间缺乏足够的黏结强度，使应力和应变不能有效地在两相间传递和分散，则共混体系的性能很差。
因此，解决聚合物共混体系的相容性，需引入相容剂技术。
（1）相容剂的选择相容剂是两种共混聚合物的单体共聚而成的嵌段共聚物，或接枝共聚物，或者含有与共混组分起化学反应的官能团，能分布在两种或两种以上共混聚合物界面之间的共聚物，其作用是降低界面张力，阻止分散相凝聚，稳定已形成的相形态结构，以增加两种或两种以上聚合物的相容性。
相容剂的相对分子质量应与相应的共混物相对分子质量相匹配，并具有良好的相容性。
一般来说，二嵌段共聚物的相容性优于三嵌段共聚物的相容性。
例如PE/PP共混物的力学强度低，若在PE/PP的共混物中加入4%～8%的PE与PP嵌段共聚物（PE-b-PP）作为相容剂，其力学强度可以大幅度提高。
又如SEBS可以作为PE/PS、PP/PS、PET/PE共混体系的相容剂。
（2）相容剂的作用相容剂的作用与偶联剂的功能相似，可增加共混体系的均匀性，减少相分离，改善聚合物共混物的综合性能，从而达到聚合物与聚合物相容目的。
相容剂基本上有反应型和非反应型两种。
非反应型相容剂的效果主要是通过以下作用实现：①作为第三组分加入共混体系，以实现降低两相之间界面能。
②促进相的更好分散，并阻止分散相的再凝聚。
③增加相区的黏合作用。
反应型相容剂主要是借助于分子中的反应性基团，与共混体系内两组分聚合物发生化学反应，可以与共混组分形成化学键或氢键。
通过化学链实现相容目的，也称为化学相容。
反应型相容剂尤其适用于那些相容性很差并且含有易反应官能团的聚合物之间的共混相容。
相容剂的加入不仅可以获得理想的海—岛或海—海形态结构，而且还可以根据需要获得分散相层化结构、分散相纤维化结构以及互穿网络结构等。
例如：ABS、PS、PP、PVC等疏水性树脂与亲水性树脂PEO在共混过程中，形成PEO层状分散相，从而使共混物具有永久抗静电性能；在PA/HDPE共混体系中使用PE-g-MAH相容剂，可使分散相PA在共混体系中呈片状分布，促使共混材料具有良好的阻隔性。
马来酸酐在聚乙烯或聚丙烯上的接枝共聚物是一种常用的相容剂，可用于PE/PA、PP/PA、EPDM/PA、PP/POE 的共混改性。
4、相容剂的分类目前，对相容剂的分类尚无统一的标准，有按分子量大小分类，也有按相容剂性质分类。
按分子量大小分类，可以分为高分子相容剂和低分子相容剂，如有机过氧化物类。
高分子相容剂大都属于非反应型相容剂。
按作用性质分类，可以分为非反应型相容剂和反应型相容剂。
非反应型相容剂是指在共混相容过程中，本身没有反应基团，在塑炼过程中并不发生化学反应，只是靠相容剂分子中链段的扩散作用或范德华力增加两组分的黏结力。
如当聚合物A和聚合物B不相容共混体系中，加入A-b-B的嵌段共聚物或A-g-B的接枝共聚物，通常可以增加A与B的相容性。
反应型相容剂是通过相容剂分子中的活性基团，如酸基、环氧基、异氰酸酯基等与共混物中的活性基团，如乙烯基等之间的化学反应而实现相容目的。
如PA与PP的共混体系中，可用马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）作为相容剂。
总体上讲，非反应型相容剂分为：无规共聚物型、均聚物型、接枝共聚物型、嵌段共聚物型。
反应型相容剂分为：羧酸型、酸酐型、环氧型、低分子型。
5、相容剂应用举例（1）在聚烯烃系列共混体系的应用。
PE、PP、PS等聚烯烃之间，性能具有互补性，但缺乏良好的相容性，如PE/PP共混体系，由于两组分相容性差，界面黏结力小，其力学性能不理想，加入15%的相容剂EPR后，既改善了共混物的相容性，又提高了冲击强度，并大大地提高延伸率，可制造工程材料配件。
又如：PS/LDPE共混物中加入PS-g-LDPE接枝相容剂，其相容性、拉伸强度均得到改善，随着接枝共聚物添加量的增加，其拉伸强度提高幅度增大。
