聚合物共混改性原理与应用4课件

聚合物共混改性

原理与应用第5章共混物的相容热

力学和相界面相容性：热力学相容（△Gm＜0）溶混性：单一的Tg广义的相容性完全相容体系：单一的Tg/均相体系/溶混性部分相容体系：两相体系不相容体系相分离行为与均相结构稳定性的条件通过改变温度和组成获得的相图共混体系的相图：共混体系发生相分离行为的边界曲线。方块在桌子上的四种稳定态“凹面向上”的△Gm对x曲线ac兼有“凹面向上”和“凹面向下”的曲线二元共混体系的△Gm对x关系曲线与相图Flory-Huggins模型与相关参数单位体积的混合吉布斯自由能可以采用如下的表示式：能量变化的贡献混合熵效应的贡献聚合物相对分子质量很大，混合熵的数值很小二元相互作用能密度B—两种聚合物(大分子间)的相互作用B参数的临界值Bcrit—共混体系为热力学相容体系，应满足B＜Bcrit共混体系发生相分离的临界状态影响热力学相容性的因素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聚集态结构聚合物分子量对混合自由能变化的影响相容性的判定二元相互作用模型溶解度参数二元相互作用模型原理：将大分子间的相互作用细分为不同组分的重复单元之间相互作用的加和，进而探讨相应的能量变化。Bij：表征大分子间不同组分之间的相互作用。B：

表征两种聚合物的总的相互作用能。是Bij的加和。方法：理论推导+实验测试数据

作用：①BijB△Hm

△Gm相容性；②设计新的相容的共混体系的聚合物分子结构。二元相互作用模型均聚物-均聚物的共混物含共聚物的共混物难以用实验数据估算B参数

①均聚物-共聚物（有一个共有成分）

①均聚物-共聚物（无共有成分）溶解度参数法溶解度参数：内聚能密度的平方根。内聚能密度：单位体积的内聚能。内聚能：消除1摩尔物质全部分子间作用力所需的能量。--表征物质分子间作用力强弱5.2相容性的实验研究方法玻璃化转变温度法绘制相图的方法其它方法动态力学性能测试法示差扫描量热法（DSC）浊点法反相色谱法红外光谱法电镜法黏度法示差扫描量热法（DSC）示差扫描量热法(DSC)绘制相图的方法浊点法反相色谱法各种分子量聚异丁烯—聚苯乙烯混合物的浊点（C.P.）曲线浊点法反相色谱法其它方法红外光谱法电镜法黏度法用红外光谱研究聚合物共混体系相容性

PPE/PS（A）共混物的IR谱（B）PPE的IR谱（C）PS的IR谱（A-B-C）差谱（A）纯PCL；（B）、（C）、（D）分别为PVC/PCLmole比1/1，3/1，5/1的共混物的羰基伸缩振动现象：PVC含量增加，峰位向低频移动，峰宽增大5.3共混物的相界面表面张力与界面张力表面与界面表（界）面张力与表（界）面自由能聚合物（特定液体）聚合物表面张力的测定聚合物表面张力的相关因素①与温度的关系②与聚合物物态的关系③与相对分子质量的关系④与内聚能密度及溶解度参数的关系与相对分子质量的关系聚合物表面张力与内聚能密度及溶解度参数的关系聚合物的表面张力是随溶解度参数的增大而增大的。聚合物-聚合物两相体系的界面张力界面层与界面作用界面层的结构界面层厚度的计算界面层厚度与相容性有关：相容性好的，界面层较厚。界面作用理论两相之间有化学键连接—嵌段、接枝共聚物聚合物大分子间的相互作用（范德华力、氢键等）—机械法共混物界面张力、界面层厚度与相容性的关系溶解度参数接近B参数较小相容性较好界面张力较低界面层厚度较厚相界面的效应①力的传递效应②光学效应③诱导效应其它效应：声学、电学、热学效应相界面的研究方法理论模型—实验数据法直接的实验研究方法激光小角光散射法中子散射5.4相容剂作用机理：富集在两相界面处，改善两相之间的界面结合；促进分散相组分在共混物中的分散。非反应性聚合物反