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1、第三章第三章 聚合物共混物的形状构造聚合物共混物的形状构造l聚合物共混物的形状构造是决议其资料性能的最根本要素之一聚合物共混物的形状构造是决议其资料性能的最根本要素之一l影响聚合物共混物形状构造的要素可归纳成以下三种类型：影响聚合物共混物形状构造的要素可归纳成以下三种类型：l1热力学要素热力学要素 如相互作用参数、界面张力。可以预期共混物最如相互作用参数、界面张力。可以预期共混物最终平衡构造是均相的或是多相的。终平衡构造是均相的或是多相的。l2动力学要素动力学要素 决议平衡构造能否到达以及到达的程度。有两种决议平衡构造能否到达以及到达的程度。有两种相分别动力学机理控制：相分别动力学机理控制：N
2、G机理得珠粒状分散构造，机理得珠粒状分散构造，SD机理得交机理得交错或层状构造。错或层状构造。l3在混合或成型过程中，流动场诱发的形状构造在混合或成型过程中，流动场诱发的形状构造 ， 是由于流动是由于流动参数的不同而构成的一种非平衡构造。参数的不同而构成的一种非平衡构造。3.1 聚合物共混物形状构造的根本类型聚合物共混物形状构造的根本类型l由两种聚合物构成的聚合物共混由两种聚合物构成的聚合物共混物，按照相的延续性可分成三种物，按照相的延续性可分成三种根本类型：单相延续构造、两相根本类型：单相延续构造、两相互锁构造和相互贯穿的两相延续互锁构造和相互贯穿的两相延续构造。构造。l3.1.1 单相延续
3、构造单相延续构造l是指构成聚合物共混物的两个相是指构成聚合物共混物的两个相或多个相中只需一个延续相。此或多个相中只需一个延续相。此延续相称为基体，其他的相分散延续相称为基体，其他的相分散于延续相中，称为分散相。于延续相中，称为分散相。l1. 分散相形状不规那么分散相形状不规那么l机械共混法制得的产物普通含此机械共混法制得的产物普通含此构造构造l2. 分散相颗粒较规那么分散相颗粒较规那么l分散相颗粒为较规那么球形，分散相颗粒为较规那么球形，颗粒内部不含或只包含极少量颗粒内部不含或只包含极少量的延续相成分。的延续相成分。l如羧基丁腈橡胶如羧基丁腈橡胶CTBN增韧增韧双酚双酚A型环氧树脂。型环氧树脂
4、。l如苯乙烯如苯乙烯-丁二烯丁二烯-苯乙烯三嵌苯乙烯三嵌段共聚物段共聚物SBSl3. 分散相为胞状或香肠状构造分散相为胞状或香肠状构造l特点是分散相颗粒内包含有延续特点是分散相颗粒内包含有延续相成分所构成的更小颗粒。这时相成分所构成的更小颗粒。这时的分散相颗粒截面形似香肠状或的分散相颗粒截面形似香肠状或胞状，称香肠构造或胞状构造。胞状，称香肠构造或胞状构造。l如如G型乳液接枝共聚法型乳液接枝共聚法ABS共共混物。混物。l4. 分散相为片层状分散相为片层状l此种形状是指分散相呈微片状分此种形状是指分散相呈微片状分散于延续相基体中。散于延续相基体中。l如如HDPE/PA阻隔性良好的共混物。阻隔性良
5、好的共混物。必要的构成条件是分散相熔体粘必要的构成条件是分散相熔体粘度大于延续相熔体粘度，共混时度大于延续相熔体粘度，共混时大小适当的剪切速率和恰当的相大小适当的剪切速率和恰当的相容条件。容条件。l3.1.2 两相互锁或交错构造两相互锁或交错构造l也称两相共延续构造，包括层状构造也称两相共延续构造，包括层状构造和互锁构造。和互锁构造。l如如SBS三嵌段共聚物，当丁二烯含量三嵌段共聚物，当丁二烯含量为为60%时构成两相交错构造。时构成两相交错构造。l嵌段共聚物嵌段共聚物A-b-B的形状构造与其组成的形状构造与其组成亲密相关。随亲密相关。随B组分的添加，体系可从组分的添加，体系可从较少较少B组分分
6、散相的球状转变为棒状或组分分散相的球状转变为棒状或纤维状、层状，最后直至相反转。纤维状、层状，最后直至相反转。l3.1.3 相互贯穿的两相延续形相互贯穿的两相延续形状构造状构造l典型例子是互穿聚合物网络典型例子是互穿聚合物网络IPN。在。在IPN中两种聚合物中两种聚合物网络相互贯穿、交错，两个相网络相互贯穿、交错，两个相都是延续的。都是延续的。l如顺式聚丁二烯如顺式聚丁二烯/聚苯乙烯聚苯乙烯PB/PSIPN，PS胞的尺寸为胞的尺寸为0.05-0.1m，胞壁及胞内有，胞壁及胞内有0.01-0.02 m的更精细构造。的更精细构造。l两组分相容性越大、交联度越两组分相容性越大、交联度越大，其两相构造
7、的相畴那么越大，其两相构造的相畴那么越小。小。l3.1.4 含结晶聚合物共混物的形状构含结晶聚合物共混物的形状构造造l共混物中一种为晶态，另一种为非共混物中一种为晶态，另一种为非晶态时，如：晶态时，如：PCL/PVC，i-PS/a-PS, i-PS/PPO；可归纳为八种类型：；可归纳为八种类型：l1晶粒分散在非晶态介质中；晶粒分散在非晶态介质中；l2球晶分散在非晶态介质中；球晶分散在非晶态介质中；l3非晶态分散于球晶中；非晶态分散于球晶中；l4非晶态构成较大相畴分布于球非晶态构成较大相畴分布于球晶中；晶中；l5球晶为延续相，非晶聚合物分球晶为延续相，非晶聚合物分散于球晶与球晶之间；散于球晶与球
8、晶之间；l6球晶被轻度破坏，成为树枝晶球晶被轻度破坏，成为树枝晶并分散于非晶聚合物之间；并分散于非晶聚合物之间；l7结晶聚合物未结晶，构成结晶聚合物未结晶，构成A/A共混物；共混物；l8非结晶聚合物结晶，转化为非结晶聚合物结晶，转化为C/C共混体系。共混体系。l结晶结晶/结晶聚合物共混物结晶聚合物共混物l如：如：PBT/PET，PE/PP，PA/PE；更为；更为复杂，能够呈现的八种形状：复杂，能够呈现的八种形状：l1、2两种情况破坏了原结晶性，两种情况破坏了原结晶性，构成非晶态共混物，如构成非晶态共混物，如PBT/PET。l3、4两种情况较为普遍，即晶两种情况较为普遍，即晶态分散于非晶态之中，
9、如：态分散于非晶态之中，如：PP/UHMWPE，PPS/PA。l5为两结晶聚合物分别构成球晶，为两结晶聚合物分别构成球晶，球晶中有含有或不含非晶成分。球晶中有含有或不含非晶成分。l6两结晶聚合物构成共晶，此共混两结晶聚合物构成共晶，此共混球晶中有含有或不含非晶区成分。如：球晶中有含有或不含非晶区成分。如：LLDPE/UHMWPE，HDPE/LDPE。l7一组分结晶另一组分为非晶一组分结晶另一组分为非晶l8单组分晶体与双组分晶体共存单组分晶体与双组分晶体共存l附晶附晶Epitaxial crystallization)l又称附生结晶或外延结晶又称附生结晶或外延结晶l如如PP/PE，当拉伸此类共混物薄膜时构，当拉伸此类共混物薄膜时构成。成。PP沿应力方向取向，而结晶沿垂沿应力方向取向，而结晶沿垂直应力方向增长，构成串晶构造。直应力方向增长，构成串晶构造。l三元或四元共混物形状构造更为复杂，三元或四元共混物形状构造更为复杂，有待进一步研讨。有待进一步研讨。图图 聚合物的串晶模型聚合物的串晶模型, 表示了晶体中脊纤维与片晶层之间的关系表示了晶体中脊纤维与片晶层之间的关系
