文库发布：ch64取向态共混

6.2.3聚合物的取向态取向(orientation)：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。

聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿外力方向的择优排列。

未取向的聚合物材料是各向同性的，即各个方向上的性能相同。而取向后的聚合物材料，在取向方向上的力学性能得到加强，而与取向垂直的方向上，力学性能可能被减弱。即取向聚合物材料是各向异性的，即方向不同，性能不同。聚合物取向方法双轴拉伸或吹塑的薄膜纤维熔融挤出的管材和棒材取向单元无定形聚合物Amorphouspolymer晶态聚合物Crystallinepolymer链段取向非晶区Amorphousregion晶区Crystalregion链段取向球晶变形，片晶倾斜、滑移、取向取向与解取向问题聚合物可以取向，但取向是一种热力学不稳定状态，在一定的外力、时间、温度下又有解取向。取向的机理

取向度的定义

参数平行无规一般情况<cos2

>11/31/3~1f100~1取向方向分子链主轴方向取向角

示意图Orientationfunction取向函数取向函数值测定取向的最重要方法是双折射法。双折射定义为平行于取向方向的折射率n∥与垂直方向的折射率n⊥之差。双折射Δn（＝n∥－n⊥）的大小反映取向程度。双折射取向度：

由于实验中完全取向的样品不易得到，往往以实验结果的最大双折射值Δnmax计算取向度。双折射取向度测定取向度的方法很多，除上述光学方法外还有声速法、X光衍射法、SALS、红外二向色性法等。由于高分子中有不同的取向单元，因而采用不同的测定方法，所得结果的意义和数值往往不同。取向度的测定：（1）单轴取向：

在一个轴向上施以外力，使分子链沿一个方向取向。如纤维纺丝：聚合物的取向方式：

主要有两种：单轴取向和双轴取向牵伸后热定型后获得强度获得弹性纤维的单轴拉伸：包装绳单轴拉伸4~6倍薄膜的单轴拉伸：沿拉伸方向的强度大为提高，但横向的强度却大为减少。展开看实际上是薄膜。（2）双轴取向：

一般在两个垂直方向施加外力。如薄膜双轴拉伸，使分子链取向平行薄膜平面的任意方向。在薄膜平面的各方向的性能相近，但薄膜平面与平面之间易剥离。薄膜的双轴拉伸取向：双轴拉伸薄膜双轴拉伸的PET薄膜（BOPET）用作摄影胶片的片基、录音录像磁带，提高了使用强度和耐折性。双轴拉伸的聚氯乙烯或聚烯烃薄膜受热时收缩，可作为热收缩膜，用于商品的贴体包装。吹塑成型的薄膜实际上也有一定程度的双轴拉伸(a)单轴取向(b)双轴取向图6-36取向高聚物中分子排列示意图【小知识】蜘蛛丝、蚕丝和取向对于能够吐丝的生物，人们研究最多的是桑蚕和蜘蛛。动物丝的主要成份均是纯度很高的丝蛋白。尽管不同动物丝蛋白的氨基酸组成会有所差异，但却都能够在环境的影响下通过动物独特的纺器“迅速地”从溶胶状的水溶性蛋白质变为非水溶性蛋白质并形成力学性能非常优异的纤维。有一个问题长期困扰着研究者，即蜘蛛丝和蚕丝的形成过程及它们的聚集态结构极为相似，但蜘蛛丝是自然界最强韧的纤维（断裂强度1.3GPa，伸长率40％），被誉为“生物钢”，而蚕丝的力学性能（断裂强度0.5GPa，伸长率15％）却相去甚远。据说居住于深山老林的苦聪人就有用蜘蛛网做衣服的习俗，若以现代技术用蛛丝来纺纱织线，应能得到比现有防弹衣材料“凯夫拉”更加坚韧、舒适、有弹性的“超级纤维”。先前对此现象较为直接的理解是蜘蛛丝蛋白和蚕丝蛋白本身的一级结构（氨基酸残基的序列）之间存在差异。生物学家在“基因工程”制备重组蜘蛛丝蛋白等方面进行了大量的工作，以期制得性能优异且产量充足的类动物丝纤维以投入应用。通俗地说就是“借腹生子”，例如将蜘蛛的基因植进入山羊细胞的DNA中，从转基因山羊的乳汁中提取蛛丝蛋白，进而模仿蜘蛛的“加工工艺”纺丝。

也就是“种豆得瓜”了。

复旦大学的科学家通过仔细的观察和分析认为，蛋白质一级结构并非动物丝独特力学性能的唯一决定条件。桑蚕的8字型吐丝并结茧的自然行为导致茧丝中存在较多力学缺陷，取向程度远低于蜘蛛丝。如果固定住桑蚕，在桑蚕受迫吐丝时给予一定的牵引取向，其强度定会大为提高。实验表明确实如此，较强的丝段则与蜘蛛丝相当。6.2.4聚合物的共混所谓共混聚合物(polymerblend)是通过简单的工艺过程把两种或两种以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同分子量分布的同种聚合物混合而成的聚合物材料，也称聚合物合金。

通过共混可以获得原单一组分没有的一些新的综合性能，并且可通过混合组分的调配（调节各组分的相对含量）来获得适应所需性能的材料。共混与共聚的作用相类似，共混是通过物理的方法把不同性能的聚合物混合在一起；而共聚则是通过化学的方法把不同性能的聚合物链段连在一起。通过共混可带来多方面的好处：（1）改善高分子材料的机械性能；（2）提高耐老化性能；（3）改善材料的加工性能；（4）有利于废弃聚合物的再利用。

应用实例1最早利用共混改性的是聚苯乙烯，把天然橡胶混入聚苯乙烯，制成了改性聚苯乙烯，改变了聚苯乙烯的脆性，使它变得更为坚韧和耐冲击，这是因为当聚苯乙烯和天然橡胶的共混物受到外力冲击时，分散在聚苯乙烯中的天然橡胶颗粒能够吸收大量的冲击能量，使共混物耐冲击性和韧性有所提高。应用实例2大量的聚氯乙烯中加入少量丁腈橡胶，即使不加增塑剂，也能得到像软聚氯乙烯一样的共混物，其中丁腈橡胶起了增塑剂的作用。丁腈橡胶在共混物中既不挥发，也不渗出，比通用的增塑剂要好。这种共混物具有耐油、耐磨、耐老化、低温下不发脆的优点。应用实例3聚碳酸酯是一种性能优良的工程塑料，但它存在着内应力大、不耐有机溶剂、在水蒸气和热水中易水解等缺点。如果聚碳酸酯和聚乙烯共混，制得的改性聚碳酸酯就变成耐沸水、耐应力开裂性，而且冲击韧性也有所改善的塑料。两组分相容两组分不相容高分子共混物的相容性高分子的相容性包含两层意思：a.指热力学上的互溶性，即指链段水平或分子水平上的相容；b.指动力学意义上的可混性，即混合程度的问题。由于高分子混合时的熵变值ΔS很小，而大多数高分子－高分子间的混合是吸热过程，即ΔH为正值，要满足ΔG小于零的条件较困难，也就是说，绝大多数共混聚合物不能达到分子水平的混合，而形成非均相的“两相结构”。TEMSEM图6-39高抗冲聚苯乙烯的形态部分相容，微观相分离相容性的判别与表征

1.观察共混物的透光性2.TEM(透射电镜)和SEM(扫描电镜)观察分散相粒子大小和分布3.测量共混物的玻璃化转变温度的变化共混体系仅呈现一个Tg，认为是分子水平相容的.若呈现两个Tg，向中间靠拢，认为是部分相容的.若呈现两个Tg，Tg不变，认为是完全不相容的