聚合物共混过程及其调控

1、聚合物共混过程及其调控1分布混合：混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现，又叫分配混合，此过程中分散粒子只有位置的变化没有大小的变化。主要通过扩散和对流作用实现。分散混合：分散过程中既增加分散相空间分布的随机性，又减小分散相粒径。由于实际中使用聚合物微粒大小较大，所以以分散混合为主。混合的基本方式2分布混合和分散混合3在实际的共混工程中，这两种混合形式其实是共生共存的。其作用效果也是相辅相成的。分布混合使分散相的空间分布状态得到均化，为分散聚合创造有利条件，而分散聚合的结果，除了分散相粒径变小之外，也是分散相的空间分布更为均匀。分布混合和分散混合的关系4分散混合过程影响颗粒平均粒径和粒径分

2、布，从而影响到共混物性能，因此，我们对共混研究的一个方面就是研究哪些因素会有利于分散相颗粒分散，从而达到一个更好的混合效果。5液滴分裂机理细流线破裂机理分散混合理论6液滴分裂机理7球状 棒状 破裂 恢复原状8细流线破裂原理“毛细管不稳定”现象9液滴分裂机理实际上是一种逐步进行的重复破裂，而细流线破裂机理是一种瞬时完成的破裂。实际上在实际的共混中，这两种是两种极端的情况，真实情况会介于两种之间。10流动场的形式实际生产和应用中两种流动场是同时存在的，在大多数情况下，剪切流动为主。111 聚合物两相体系的熔体粘度以及熔体弹性2 聚合物两相体系的界面能（界面张力）3 聚合物两相体系的组分含量配比以及

3、物料的初始状态4 流动场的形式（剪切流动，拉伸流动）和强度5 共混时间影响熔融共混过程的5个因素12聚合物共混过程的理论模型分散相粒子的运动与变形过程作用在分散相离子上的内力和外力层流混合分散相的平衡粒径13分散相粒子的运动与变形过程液滴模型双小球模型毛细管不稳定性模型14液滴模型15双小球模型16毛细管不稳定性模型可以用于研究细流线破裂机理研究发现，细流线破裂时间决定于界面张力、连续相与分散相的粘度比、细流线的直径等因素细流线受到外界干扰时，柱状流线发生正弦式变形，一定条件下，变形随时间发生指数式增长。毛细管不稳定性模型17作用在分散粒子上的外力主要是拉伸和剪切力，这两种作用力使得粒子发生破

4、裂。一般来说共混设备施加给共混体系的作用力方向应该不断的或是周期性的变化，这样更有利于破碎。作用在分散粒子上的内力包括粘滞力，弹性力，界面张力等。作用在分散离子上的内力和外力18层流混合是分布混合的一种特定形式。在实际的共混过程中，层流混合是普遍存在的。层流混合的理论研究基于一种基本假设：在层流混合的过程中，层与层之间不发生扩散。目前，层流混合理论有多种数学模型，如平行板模型，同心圆筒模型，我们主要介绍同心圆筒模型。层流混合19混合组分初始位置对混合结果的影响20在层流混合过程中，两组份之间的界面是增大的。因而，在层流混合研究中，可以将界面作为层流混合过程的定量量度。随着截面面积的增大，混合趋

5、向于均匀。尽可能是界面增大，可优化层流过程的效果。层流混合过程中两组分的界面21在分散混合中，有与分散相大力子更容易破碎，所以共混过程是分散相粒子自动均化的过程，这一自动均化的结果，是使分散相粒子达到一个最终的均匀粒径。聚合物共混过程中，同时存在“分散过程”与“集聚过程”，这是一对可逆的过程。在不同时期占据主导位置。其中，分散过程需要外力，聚集则可以自法进行。分散相的平衡粒径221 流变学方式2 形态学方式3 对共混产物性能的评估4 研究方法进展共混过程的实验研究方式23对共混过程进行研究目的就在于对共混过程进行调控，以获得所需的形态和性能要求。对共混过程的调控包括对体系的调控和对设备的调控。

6、我们主要以减小分散相粒径为目标来研究共混过程的调控。共混过程的调控方法24提高连续相黏度或是降低分散相黏度都可以是分散相粒径降低。在实际的共混体系中，若连续相黏度较高而分散相黏度较低，则分散相较易分散；若反之，连续相黏度较低而分散相粘度较高，则分散相不以分散。但是这也有着一定的制约。共混组分熔体粘度的影响与调控25虽然分散相黏度的降低和连续相黏度的增加会增加分散性，但是一味的降低或是提高一相黏度可能使分散相和连续相发生反转。因此，实际上我们对于两相黏度的要求是：两相黏度较为接近较好。26综上所述，对于熔体黏度和分散效果的关系，比较全面的论述应该是：为了获得较好的分散效果，两相熔体粘度的比值不可以相差过于悬殊，在此大前提下，一些体系的最优点在于等黏度点，但是一些体系并不是接近于相等。黏度相近原则27熔体弹性较高的分散相颗粒难于破碎熔体弹性较高的分散相倾向于成为