第二章 聚合物共混的基本概念
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名词解释1.【聚合物共混】:是指两种或两种以上聚合物经过混合制成宏观均匀物质的过程,能增加体系的均匀性。
2.【高分子合金】:是指含多种组分的聚合物均相或多相体系,包括聚合物共混物和嵌段、接枝共聚物,一般为具有较高力学性能的工程塑料。
3.【复合材料】:是指由两个或两个以上独立的物理相组成的固体产物,其组成包括基体和增强材料两部分。
4.【杂化材料】:两种以上不同种类的有机、无机、金属材料,在原子、分子水平上杂化,产生具有新型原子、分子集合结构的物质,含有这种结构要素的物质为杂化材料。
5.【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。
指分散相粒子不发生破碎,只改变分散相的空间分布、增加随机性的混合过程。
6.【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。
7.【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,一般采用数理统计的方法进行定量表征。
8.【分散度】:是指分散相颗粒的破碎程度,一般以分散相平均粒径来表征。
9.【平衡粒径】: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”。
10.【相逆转】:聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转,原来是分散相的组分变成连续相,而原来是连续相的组分变成分散相。
在相逆转的组成范围内,常可形成两相交错、互锁的共连续形态结构,使共混物的力学性能提高。
简答题1.试述共混物形态结构形态的3种基本类型?并简述其特点。
答:主要分为(1)均相体系,共混物中只有一个连续相;(2)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;(3)两相体系,两相都为连续相,相互贯穿。
2.试述均相体系的判定方法?答:可以利用玻璃化转变温度(T g)作为判定标准。
如果两种聚合物共混后,形成的共混物具有单一的T g,则就可以认为该共混体系为均相体系;如果形成的共混物具有两个T g,则就可以认为该共混物为两相体系。
聚合物共混知识点总结1.聚合物共混: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畴之,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,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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.分散相的平衡粒径: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”。
7.高分子合金:(塑料合金)指含多种组分的聚合物均相或多相体系,常具有较高的力学性能,作工程塑料。
8.熔融共混:将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混(应用广泛)。
采用的设备-----密炼机、开炼机、挤出机等。
本方法最具有工业价值。
9.溶液共混:将聚合物组分溶于溶剂后,进行共混。
本方法主要用于基础研究领域10.乳液共混:将不同聚合物乳液共混方法。
本法可用于橡胶共混改性中;以乳液应用的产品可乳液共混改性等。
11.分散度:反映分散相物料的破碎程度;(分散相的平均粒径和分布表征)12.均一性:反映分散相分散的均匀程度(分散相浓度起伏大小,用统计法)13.相界面:连续相与分散相之间的交界面。
(界面结合好坏对共混物性能有重大影响)14. 所谓聚合物之间的相容性(Miscibility),从热力学角度而言,是指在任何比例混合时,都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系,即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。
名词解释1、聚合物共混与聚合物共混物——聚合物共混是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观均匀的材料的过程。
聚合物共混物是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观上均匀的高分子聚合物的混合物。
2、相容性与混溶性——相容性是指满足热力学相容条件,在任何比例混合时,都能形成即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平分子分散的、热力学稳定的均相体系。
的均匀分散。
混溶性,是指共混物各组分之间彼此相互容纳的能力。
表示了共混组分在共混中相互扩散的分散能力和稳定状态,是指非相容聚合物共混物中各成分物质的界面结合能力。
3、NG机理和S D机理——处于介稳定的体系,相分离不能自发进行,需要成核作用,包含核的形成和核的增长两个阶段,这样的相分离过程机理称为成核-增长分离过程机理即NG机理。
处于不稳定的体系,在相分离过程中,物质向浓度较大的方向扩散,即反向扩散来完成的,称为旋节分离,即为SD机理。
4、分散相与相畴——在共混物中两个或多个相中只有一个连续相,此连续相为分散介质,称之为基体,其他分散于连续相中的相是分散相。
在复相聚合物体系中,每一相都以一定的聚集态存在,因为相之间的交错,所以连续性较小的相或不连续的相就被分成很多的微小区域,这种微小区域称为相畴。
5、银纹与银纹化、剪切与剪切带——玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象,这种现象叫应力发白现象,亦称银纹现象,这种产生银纹的现象也叫银纹化。
聚合物中产生银纹的部位称为银纹体或简称银纹。
聚合物在一定的剪切应力作用下,可产生明显的局部的形变,这种形变称为剪切形变,由剪切形变所构成的形变区域称为剪切带。
6、应变软化与应变硬化——应变软化就是材料对应变的阻力随应变的增加而减小,是由于在较大应变时大分子链各物理交联点发生重新组合形成有利于形变发展的超分子结构的缘故。
聚合物共混原理引言:聚合物共混是指将两种或多种聚合物混合在一起形成新的材料体系。
通过共混可以改善聚合物材料的性能,拓宽其应用领域。
聚合物共混的原理是基于相容性和互穿网状结构的形成。
本文将介绍聚合物共混的原理及其应用。
一、相容性理论:聚合物的相容性是指两种或多种聚合物在混合溶液或熔体中能形成均匀透明的体系。
相容性的形成取决于聚合物的结构和亲疏水性。
当两种聚合物具有相似的结构和亲疏水性时,它们之间的相互作用力较强,容易形成相容体系。
相反,如果两种聚合物结构差异较大或亲疏水性不一致,它们之间的相互作用力较弱,很难形成相容体系。
二、互穿网络结构理论:聚合物共混的另一个重要原理是互穿网络结构的形成。
在共混体系中,两种或多种聚合物在分子水平上相互渗透并形成互穿网络结构。
这种互穿网络结构使共混体系的力学性能得到了显著提升。
通过互穿网络结构,聚合物共混材料可以获得更高的拉伸强度、韧性和耐磨性。
三、聚合物共混的应用:聚合物共混广泛应用于各个领域,如塑料工业、橡胶工业、纺织工业等。
以下是几个常见的聚合物共混应用案例:1. 塑料共混:将两种或多种聚合物混合在一起,可以获得新的塑料材料,具有综合性能的优势。
例如,聚乙烯和聚丙烯的共混可以获得具有良好韧性和耐热性的材料。
2. 橡胶共混:橡胶共混是将两种或多种橡胶混合在一起形成新的橡胶材料。
通过橡胶共混可以改善橡胶的加工性和力学性能。
例如,丁腈橡胶和丁苯橡胶的共混可以获得具有优异耐油性和耐磨性的橡胶材料。
3. 纺织品共混:纺织品共混是将不同纤维材料混纺在一起形成新的纺织品。
通过纺织品共混可以获得具有多种性能的纺织品,如抗菌性、防燃性等。
4. 聚合物复合材料:聚合物复合材料是将聚合物与其他材料(如纤维增强材料、填料等)混合在一起形成新的材料体系。
聚合物复合材料具有较高的强度、刚度和耐磨性,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
结论:聚合物共混是一种将两种或多种聚合物混合在一起形成新的材料体系的方法。
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。
❖1.试述聚合物共混的概念。
答:聚合物共混是指将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,而且力学、热学、光学、电学及其他性能得到改善的新材料的过程,这种混合过程称为聚合物的共混改性,所得到的新的共混产物称为聚合物共混物,简称共混物。
❖2.共混物的形态学要素有哪些?答:1. 分散相和连续相;2. 分散相的分散状况;3. 两相体系的形貌;4. 相界面。
❖3.简述分散相颗粒分散过程的两种主要机理。
❖答:液滴分裂机理:分散相的大粒子,分裂成两个较小的粒子,然后,较小的粒子在进一步分裂,这一过程不断重复,直至平衡。
❖细流线破裂机理:分散相的大粒子,在拉伸应力下变形为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒子。
❖4.依据“液滴模型”,讨论影响分散相变形的因素。
答:Weber数粒径;连续相黏度;界面张力;熔体弹性;流动场;两相粘度比。
❖5.依据“双小球模型”,讨论影响分散相破碎的因素。
❖答:K值的影响;r*值的影响;初始位置(分散相粒径)的影响❖6.采用哪些方法,可以对聚合物熔体黏度进行调控。
❖答:调节剪切应力;通过助剂调节;调节共混组分的相对分子量。
❖1.影响共混物性能的因素有哪些?❖答:一、各组分的性能与配比的影响;二、共混物形态的影响;三、制样方法和条件的影响;四、测试方法与条件的影响❖2.试述聚合物大形变时的形变机理及两种过程。
❖答:玻璃态聚合物大形变时的形变机理包含两种可能的过程❖剪切形变过程:剪切过程包括弥散型的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。
剪切形变只是使物体形状改变,分子间的内聚能和物体的密度基本上不受影响。
❖银纹化过程:银纹化过程则使物体的密度大大下降。
这两种机理各自所占的比重与聚合物结构及实验条件有关。
❖3.形成局部应变的两种原因是什么?❖答:1)是纯几何的原因(试样截面积的波动)。
这种纯几何的原因仅在一定的负荷条件下才会产生局部应变❖2)应变软化(材料对应变的阻力随应变的增加而减小)。