高分子材料共混改性课件

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1、112.1 概述概述2.2 聚合物材料的共混相容性聚合物材料的共混相容性2.3 聚合物材料共混体系的形态结构聚合物材料共混体系的形态结构2.4 共混物的性能共混物的性能2.5 共混物制备方法过程、共混工艺与共混设备共混物制备方法过程、共混工艺与共混设备2.6 增溶剂增溶剂2.7 高分子材料共混改性的应用高分子材料共混改性的应用第二章第二章 高分子材料共混改性高分子材料共混改性2 从从从从20202020世纪世纪世纪世纪30303030年代年代年代年代StaudingerStaudingerStaudingerStaudinger（斯陶丁格）确立聚合物学说以（斯陶丁格）确立聚合物学说以（斯陶丁格

2、）确立聚合物学说以（斯陶丁格）确立聚合物学说以来，聚合物材料工业获得了飞速的发展。来，聚合物材料工业获得了飞速的发展。来，聚合物材料工业获得了飞速的发展。来，聚合物材料工业获得了飞速的发展。 这不仅体现在塑料、橡胶、纤维等合成材料在品种和产量上这不仅体现在塑料、橡胶、纤维等合成材料在品种和产量上这不仅体现在塑料、橡胶、纤维等合成材料在品种和产量上这不仅体现在塑料、橡胶、纤维等合成材料在品种和产量上的迅速增长，而且体现在通过聚合物与聚合物的共混（或复的迅速增长，而且体现在通过聚合物与聚合物的共混（或复的迅速增长，而且体现在通过聚合物与聚合物的共混（或复的迅速增长，而且体现在通过聚合物与聚合物的共

3、混（或复合）制取的各种高性能新型材料的广泛应用。合）制取的各种高性能新型材料的广泛应用。合）制取的各种高性能新型材料的广泛应用。合）制取的各种高性能新型材料的广泛应用。 对现有的聚合物材料进行共混改性或复合增强，已成为聚合对现有的聚合物材料进行共混改性或复合增强，已成为聚合对现有的聚合物材料进行共混改性或复合增强，已成为聚合对现有的聚合物材料进行共混改性或复合增强，已成为聚合物材料领域的一种经济而有效的途径。物材料领域的一种经济而有效的途径。物材料领域的一种经济而有效的途径。物材料领域的一种经济而有效的途径。 2.1概述概述3 据报道，最近十几年，世界聚合物共混物的世界年均需求据报道，最近十几

4、年，世界聚合物共混物的世界年均需求据报道，最近十几年，世界聚合物共混物的世界年均需求据报道，最近十几年，世界聚合物共混物的世界年均需求增长率为增长率为增长率为增长率为10%10%左右，而其中附加值最高的工程塑料合金的左右，而其中附加值最高的工程塑料合金的左右，而其中附加值最高的工程塑料合金的左右，而其中附加值最高的工程塑料合金的增长率更高达增长率更高达增长率更高达增长率更高达15%15%左右，成为各跨国公司积极开发的品种。左右，成为各跨国公司积极开发的品种。左右，成为各跨国公司积极开发的品种。左右，成为各跨国公司积极开发的品种。 在美国、欧洲、日本已工业化的塑料合金品种中，工程塑在美国、欧洲、

5、日本已工业化的塑料合金品种中，工程塑在美国、欧洲、日本已工业化的塑料合金品种中，工程塑在美国、欧洲、日本已工业化的塑料合金品种中，工程塑料合金占绝大多数，合金化已成为当前工程塑料改性的主料合金占绝大多数，合金化已成为当前工程塑料改性的主料合金占绝大多数，合金化已成为当前工程塑料改性的主料合金占绝大多数，合金化已成为当前工程塑料改性的主要方法。要方法。要方法。要方法。4 聚合物的共混改性是聚合物材料科学与工程领域中的一个重聚合物的共混改性是聚合物材料科学与工程领域中的一个重聚合物的共混改性是聚合物材料科学与工程领域中的一个重聚合物的共混改性是聚合物材料科学与工程领域中的一个重要分支。要分支。要分

6、支。要分支。 将不同种类的聚合物采用物理或化学的方法共混，不仅可以将不同种类的聚合物采用物理或化学的方法共混，不仅可以将不同种类的聚合物采用物理或化学的方法共混，不仅可以将不同种类的聚合物采用物理或化学的方法共混，不仅可以显著改善原聚合物的性能，形成具有优异综合性能的聚合物显著改善原聚合物的性能，形成具有优异综合性能的聚合物显著改善原聚合物的性能，形成具有优异综合性能的聚合物显著改善原聚合物的性能，形成具有优异综合性能的聚合物体系，而且可以极大地降低聚合物材料开发和研制过程中的体系，而且可以极大地降低聚合物材料开发和研制过程中的体系，而且可以极大地降低聚合物材料开发和研制过程中的体系，而且可以

7、极大地降低聚合物材料开发和研制过程中的费用，降低成本费用，降低成本费用，降低成本费用，降低成本 。 目前，开发性能优异的单体已经愈来愈困难，一种工业化的目前，开发性能优异的单体已经愈来愈困难，一种工业化的目前，开发性能优异的单体已经愈来愈困难，一种工业化的目前，开发性能优异的单体已经愈来愈困难，一种工业化的新型聚合物从研制到生产需高达两亿美元的投资；而研制并新型聚合物从研制到生产需高达两亿美元的投资；而研制并新型聚合物从研制到生产需高达两亿美元的投资；而研制并新型聚合物从研制到生产需高达两亿美元的投资；而研制并工业化生产一种新型聚合物共混物则只需数百万美元工业化生产一种新型聚合物共混物则只需数

8、百万美元工业化生产一种新型聚合物共混物则只需数百万美元工业化生产一种新型聚合物共混物则只需数百万美元 。 5 因此聚合物的共混改性对于获得综合性能较为理想的聚合物因此聚合物的共混改性对于获得综合性能较为理想的聚合物因此聚合物的共混改性对于获得综合性能较为理想的聚合物因此聚合物的共混改性对于获得综合性能较为理想的聚合物材料，提高材料的使用性能、改善加工性能、制备新型材料材料，提高材料的使用性能、改善加工性能、制备新型材料材料，提高材料的使用性能、改善加工性能、制备新型材料材料，提高材料的使用性能、改善加工性能、制备新型材料满足某种特殊的需要、降低生产成本都具有非常重要的意义。满足某种特殊的需要、

9、降低生产成本都具有非常重要的意义。满足某种特殊的需要、降低生产成本都具有非常重要的意义。满足某种特殊的需要、降低生产成本都具有非常重要的意义。 自从自从自从自从19421942年丁氰橡胶改性聚氯乙烯和橡胶增韧聚苯乙烯的开年丁氰橡胶改性聚氯乙烯和橡胶增韧聚苯乙烯的开年丁氰橡胶改性聚氯乙烯和橡胶增韧聚苯乙烯的开年丁氰橡胶改性聚氯乙烯和橡胶增韧聚苯乙烯的开发成功并且工业化生产，已经有上百种重要的聚合物共混物发成功并且工业化生产，已经有上百种重要的聚合物共混物发成功并且工业化生产，已经有上百种重要的聚合物共混物发成功并且工业化生产，已经有上百种重要的聚合物共混物相继问世，并在工程领域起重要作用。相继问

10、世，并在工程领域起重要作用。相继问世，并在工程领域起重要作用。相继问世，并在工程领域起重要作用。 6综合均衡各聚合物组分性能，取长补短，消除各单一聚合物综合均衡各聚合物组分性能，取长补短，消除各单一聚合物综合均衡各聚合物组分性能，取长补短，消除各单一聚合物综合均衡各聚合物组分性能，取长补短，消除各单一聚合物组分的弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。组分的弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。组分的弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。组分的弱点，获得综合性能较为理想的聚合物材料。如聚丙烯具有高抗拉强度、耐腐蚀、抗湿性、电绝缘性，但如聚丙烯具有高抗拉强度、耐腐蚀、抗湿性、电绝缘性，但如聚

11、丙烯具有高抗拉强度、耐腐蚀、抗湿性、电绝缘性，但如聚丙烯具有高抗拉强度、耐腐蚀、抗湿性、电绝缘性，但其不耐磨、且低温韧性和耐应力开裂性欠佳。其不耐磨、且低温韧性和耐应力开裂性欠佳。其不耐磨、且低温韧性和耐应力开裂性欠佳。其不耐磨、且低温韧性和耐应力开裂性欠佳。HDPEHDPE耐低温、冲击性能好，但熔融加工性、印刷性差。耐低温、冲击性能好，但熔融加工性、印刷性差。耐低温、冲击性能好，但熔融加工性、印刷性差。耐低温、冲击性能好，但熔融加工性、印刷性差。将两者共混可以实现性能上的互补获得具有较高拉伸强度、将两者共混可以实现性能上的互补获得具有较高拉伸强度、将两者共混可以实现性能上的互补获得具有较高拉

12、伸强度、将两者共混可以实现性能上的互补获得具有较高拉伸强度、冲击强度和压缩强度，耐热性优于聚乙烯，而耐应力开裂性冲击强度和压缩强度，耐热性优于聚乙烯，而耐应力开裂性冲击强度和压缩强度，耐热性优于聚乙烯，而耐应力开裂性冲击强度和压缩强度，耐热性优于聚乙烯，而耐应力开裂性优于聚丙烯的材料。优于聚丙烯的材料。优于聚丙烯的材料。优于聚丙烯的材料。2.1.12.1.1共混改性的目的与作用共混改性的目的与作用共混改性的目的与作用共混改性的目的与作用7再如聚对苯二甲酸己二醇酯和聚酰胺再如聚对苯二甲酸己二醇酯和聚酰胺再如聚对苯二甲酸己二醇酯和聚酰胺再如聚对苯二甲酸己二醇酯和聚酰胺6 6在化学纤维领域有在化学纤

13、维领域有在化学纤维领域有在化学纤维领域有重要地位。重要地位。重要地位。重要地位。聚对苯二甲酸己二醇酯纤维具有良好的模量、穿着挺括性聚对苯二甲酸己二醇酯纤维具有良好的模量、穿着挺括性聚对苯二甲酸己二醇酯纤维具有良好的模量、穿着挺括性聚对苯二甲酸己二醇酯纤维具有良好的模量、穿着挺括性好、但吸湿性差、难染色、难黏结，而聚酰胺好、但吸湿性差、难染色、难黏结，而聚酰胺好、但吸湿性差、难染色、难黏结，而聚酰胺好、但吸湿性差、难染色、难黏结，而聚酰胺6 6纤维的断纤维的断纤维的断纤维的断裂功较大（抗冲击性好）、易染，但模量较低；裂功较大（抗冲击性好）、易染，但模量较低；裂功较大（抗冲击性好）、易染，但模量较

14、低；裂功较大（抗冲击性好）、易染，但模量较低；将聚对苯二甲酸己二醇酯与聚酰胺将聚对苯二甲酸己二醇酯与聚酰胺将聚对苯二甲酸己二醇酯与聚酰胺将聚对苯二甲酸己二醇酯与聚酰胺6 6共混则可实现性能上共混则可实现性能上共混则可实现性能上共混则可实现性能上的互补。的互补。的互补。的互补。 8再如日本石油化学公司用再如日本石油化学公司用再如日本石油化学公司用再如日本石油化学公司用700gLDPE700gLDPE，6g6g叔丁基过氧化甲基叔丁基过氧化甲基叔丁基过氧化甲基叔丁基过氧化甲基丙烯酰乙氧基碳酸酯，在过氧化苯甲酰存在下与丙烯酰乙氧基碳酸酯，在过氧化苯甲酰存在下与丙烯酰乙氧基碳酸酯，在过氧化苯甲酰存在下与

15、丙烯酰乙氧基碳酸酯，在过氧化苯甲酰存在下与300g300g甲基甲基甲基甲基丙烯酸甲酯进行反应，得到接枝的聚合中间体，后经单螺丙烯酸甲酯进行反应，得到接枝的聚合中间体，后经单螺丙烯酸甲酯进行反应，得到接枝的聚合中间体，后经单螺丙烯酸甲酯进行反应，得到接枝的聚合中间体，后经单螺杆挤出在杆挤出在杆挤出在杆挤出在200200下进行接枝反应，得到粒径下进行接枝反应，得到粒径下进行接枝反应，得到粒径下进行接枝反应，得到粒径0.10.10.20.2的多的多的多的多相结构的改性聚乙烯。相结构的改性聚乙烯。相结构的改性聚乙烯。相结构的改性聚乙烯。再将它与再将它与再将它与再将它与PETPET共混，大大提高冲击强度

16、，退火后冲击强度不共混，大大提高冲击强度，退火后冲击强度不共混，大大提高冲击强度，退火后冲击强度不共混，大大提高冲击强度，退火后冲击强度不再下降，热变形温度、硬度提高。再下降，热变形温度、硬度提高。再下降，热变形温度、硬度提高。再下降，热变形温度、硬度提高。 9使用少量的聚合物作为另一聚合物的改性剂，改善聚合物使用少量的聚合物作为另一聚合物的改性剂，改善聚合物使用少量的聚合物作为另一聚合物的改性剂，改善聚合物使用少量的聚合物作为另一聚合物的改性剂，改善聚合物材料的性能，改性效果显著。材料的性能，改性效果显著。材料的性能，改性效果显著。材料的性能，改性效果显著。最早利用共混改性的是聚苯乙烯，把天

17、然橡胶混入聚苯乙最早利用共混改性的是聚苯乙烯，把天然橡胶混入聚苯乙最早利用共混改性的是聚苯乙烯，把天然橡胶混入聚苯乙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，使它烯，制成了改性聚苯乙烯，改变了聚苯乙烯的脆性，使它烯，制成了改性聚苯乙烯，改变了聚苯乙烯的脆性，使它烯，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。变得更为坚韧和耐冲击。变得更为坚韧和耐冲击。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，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，这是因为当聚苯乙烯和天然橡胶的共混物受到外

18、力冲击时，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，使共混物的耐冲击性和韧性有所提高。量，使共混物的耐冲击性和韧性有所提高。量，使共混物的耐冲击性和韧性有所提高。量，使共混物的耐冲击性和韧性有所提高。10另一个典型例子是在聚酰胺另一个典型例子是在聚酰胺另一个典型例子是在聚酰胺另一个典型例子是在聚酰胺PAPA中添加聚四氟乙烯中添加聚四氟乙烯中添加聚四氟乙烯中添加聚四氟乙烯PTFEPTF

19、E提提提提高其滑动性，当高其滑动性，当高其滑动性，当高其滑动性，当PTFEPTFE填充量大于填充量大于填充量大于填充量大于10%10%，PAPA的减摩耐磨性的减摩耐磨性的减摩耐磨性的减摩耐磨性明显提高明显提高明显提高明显提高. .如在如在如在如在PAPA体系中同时添加能与其部分相容的线型低密度聚乙体系中同时添加能与其部分相容的线型低密度聚乙体系中同时添加能与其部分相容的线型低密度聚乙体系中同时添加能与其部分相容的线型低密度聚乙烯烯烯烯/ /丙烯丙烯丙烯丙烯- -苯乙烯的共聚物苯乙烯的共聚物苯乙烯的共聚物苯乙烯的共聚物5%5%，PTFE10%PTFE10%，二者协同效应，二者协同效应，二者协同效

20、应，二者协同效应非常好，无论是从提高复合材料的性能，还是降低成本方非常好，无论是从提高复合材料的性能，还是降低成本方非常好，无论是从提高复合材料的性能，还是降低成本方非常好，无论是从提高复合材料的性能，还是降低成本方面考虑，都是非常理想的改性方法。面考虑，都是非常理想的改性方法。面考虑，都是非常理想的改性方法。面考虑，都是非常理想的改性方法。 11聚甲醛聚甲醛聚甲醛聚甲醛POMPOM具有极好的力学、化学和电性能，广泛应用于具有极好的力学、化学和电性能，广泛应用于具有极好的力学、化学和电性能，广泛应用于具有极好的力学、化学和电性能，广泛应用于汽车、电子、精密机械和建材。汽车、电子、精密机械和建材

21、。汽车、电子、精密机械和建材。汽车、电子、精密机械和建材。国内采用冷压国内采用冷压国内采用冷压国内采用冷压- -热烧结工艺研制出一系列不同热烧结工艺研制出一系列不同热烧结工艺研制出一系列不同热烧结工艺研制出一系列不同PTFEPTFE含量的的含量的的含量的的含量的的POM/PTFEPOM/PTFE的共混物，可以明显改善摩擦磨损性能、韧性、的共混物，可以明显改善摩擦磨损性能、韧性、的共混物，可以明显改善摩擦磨损性能、韧性、的共混物，可以明显改善摩擦磨损性能、韧性、抗蠕变性和外观。抗蠕变性和外观。抗蠕变性和外观。抗蠕变性和外观。还有通过高速混合还有通过高速混合还有通过高速混合还有通过高速混合PTFE

22、PTFE和增韧增容改性后的和增韧增容改性后的和增韧增容改性后的和增韧增容改性后的POMPOM挤出造粒挤出造粒挤出造粒挤出造粒制得合金粒料，使改性后制得合金粒料，使改性后制得合金粒料，使改性后制得合金粒料，使改性后POMPOM的摩擦磨损性能得到现状改的摩擦磨损性能得到现状改的摩擦磨损性能得到现状改的摩擦磨损性能得到现状改善，其改善机理在于善，其改善机理在于善，其改善机理在于善，其改善机理在于PTFEPTFE转移膜的形成。转移膜的形成。转移膜的形成。转移膜的形成。 12国外通过机械共混方法制备多种国外通过机械共混方法制备多种国外通过机械共混方法制备多种国外通过机械共混方法制备多种POM/PTFEP

23、OM/PTFE共混物，即共混物，即共混物，即共混物，即POMPOM分别与分别与分别与分别与PTFEPTFE、涂覆偶联剂、涂覆偶联剂、涂覆偶联剂、涂覆偶联剂PTFEPTFE、经过化学处理的、经过化学处理的、经过化学处理的、经过化学处理的PTFEPTFE等数种等数种等数种等数种PTFEPTFE共混共混共混共混. .结果表明经过化学反应处理的、加偶联剂的结果表明经过化学反应处理的、加偶联剂的结果表明经过化学反应处理的、加偶联剂的结果表明经过化学反应处理的、加偶联剂的PTFEPTFE与与与与POMPOM之之之之间产生很强的黏附作用，具有非常优异的性能。间产生很强的黏附作用，具有非常优异的性能。间产生很

24、强的黏附作用，具有非常优异的性能。间产生很强的黏附作用，具有非常优异的性能。SuperexSuperex聚合物公司研发了聚合物公司研发了聚合物公司研发了聚合物公司研发了4.5%4.5%液晶聚合物液晶聚合物液晶聚合物液晶聚合物LCP(LiquidLCP(LiquidCrystalPolyester)CrystalPolyester)与与与与95.5%PET95.5%PET共混，容积为共混，容积为共混，容积为共混，容积为400ml400ml的的的的PETPET瓶，氧的透过率可降低瓶，氧的透过率可降低瓶，氧的透过率可降低瓶，氧的透过率可降低70%70%。LCPLCP的阻氧性为的阻氧性为的阻氧性为的阻

25、氧性为PETPET的的的的200200倍，倍，倍，倍，而且不受环境湿度影响，其主要问题是不易成型加工。而且不受环境湿度影响，其主要问题是不易成型加工。而且不受环境湿度影响，其主要问题是不易成型加工。而且不受环境湿度影响，其主要问题是不易成型加工。将聚醚酯酰胺与聚烯烃共混可以改善聚烯烃的抗静电性。将聚醚酯酰胺与聚烯烃共混可以改善聚烯烃的抗静电性。将聚醚酯酰胺与聚烯烃共混可以改善聚烯烃的抗静电性。将聚醚酯酰胺与聚烯烃共混可以改善聚烯烃的抗静电性。13改善高聚物的加工性能，将流动性好的高聚物作为改性剂，改善高聚物的加工性能，将流动性好的高聚物作为改性剂，改善高聚物的加工性能，将流动性好的高聚物作为改

26、性剂，改善高聚物的加工性能，将流动性好的高聚物作为改性剂，在不影响其他性能的前提下降低材料的加工温度。在不影响其他性能的前提下降低材料的加工温度。在不影响其他性能的前提下降低材料的加工温度。在不影响其他性能的前提下降低材料的加工温度。如聚对苯二甲酸乙二醇酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(PET)是一种具有优良的耐磨性、是一种具有优良的耐磨性、是一种具有优良的耐磨性、是一种具有优良的耐磨性、耐热性和耐化学试剂性的工程塑料；但是，耐热性和耐化学试剂性的工程塑料；但是，耐热性和耐化学试剂性的工程塑料；但是，耐热性和耐化学试剂性的工程塑料；但是， PETP

27、ET具有较高具有较高具有较高具有较高的熔融温度和较慢的结晶速率。的熔融温度和较慢的结晶速率。的熔融温度和较慢的结晶速率。的熔融温度和较慢的结晶速率。尼龙尼龙尼龙尼龙6666结晶速率快、加工性能好；结晶速率快、加工性能好；结晶速率快、加工性能好；结晶速率快、加工性能好；将将将将PETPET与尼龙与尼龙与尼龙与尼龙6666共混，尼龙共混，尼龙共混，尼龙共混，尼龙6666可以作为可以作为可以作为可以作为PETPET结晶的成核剂，结晶的成核剂，结晶的成核剂，结晶的成核剂，以改善以改善以改善以改善PETPET的加工性能。的加工性能。的加工性能。的加工性能。 14超分子量聚乙烯超分子量聚乙烯超分子量聚乙烯

28、超分子量聚乙烯(Ultra-highmolecularweightpolyethylene)(Ultra-highmolecularweightpolyethylene)是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程材料。是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程材料。是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程材料。是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程材料。具有很好的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐应力具有很好的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐应力具有很好的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐应力具有很好的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐应力开裂、优良的电绝缘性、安全卫生

29、、自身润滑性等特性。开裂、优良的电绝缘性、安全卫生、自身润滑性等特性。开裂、优良的电绝缘性、安全卫生、自身润滑性等特性。开裂、优良的电绝缘性、安全卫生、自身润滑性等特性。但其流动性极差，难以加工成型，而将低密度聚乙烯或高但其流动性极差，难以加工成型，而将低密度聚乙烯或高但其流动性极差，难以加工成型，而将低密度聚乙烯或高但其流动性极差，难以加工成型，而将低密度聚乙烯或高密度聚乙烯与超聚合物量聚乙烯共混可以大大改善其可加密度聚乙烯与超聚合物量聚乙烯共混可以大大改善其可加密度聚乙烯与超聚合物量聚乙烯共混可以大大改善其可加密度聚乙烯与超聚合物量聚乙烯共混可以大大改善其可加工性。工性。工性。工性。将其于

30、聚丙烯共混不仅可以改善其流动性，还可改善其抗将其于聚丙烯共混不仅可以改善其流动性，还可改善其抗将其于聚丙烯共混不仅可以改善其流动性，还可改善其抗将其于聚丙烯共混不仅可以改善其流动性，还可改善其抗冲击性。可望替代碳钢、不锈钢等材料，在纺织、采矿、冲击性。可望替代碳钢、不锈钢等材料，在纺织、采矿、冲击性。可望替代碳钢、不锈钢等材料，在纺织、采矿、冲击性。可望替代碳钢、不锈钢等材料，在纺织、采矿、化工、建筑、体育等多个领域获得应用。化工、建筑、体育等多个领域获得应用。化工、建筑、体育等多个领域获得应用。化工、建筑、体育等多个领域获得应用。15利用共混法可以利用共混法可以利用共混法可以利用共混法可以制

31、备一系列具有崭新性能的新型高聚物材制备一系列具有崭新性能的新型高聚物材制备一系列具有崭新性能的新型高聚物材制备一系列具有崭新性能的新型高聚物材料。料。料。料。如将聚烯烃与壳聚糖共混可以获得具有抗菌功能的材料；如将聚烯烃与壳聚糖共混可以获得具有抗菌功能的材料；如将聚烯烃与壳聚糖共混可以获得具有抗菌功能的材料；如将聚烯烃与壳聚糖共混可以获得具有抗菌功能的材料；将硅树脂加入聚烯烃等聚合物材料可以获得自润滑性良好将硅树脂加入聚烯烃等聚合物材料可以获得自润滑性良好将硅树脂加入聚烯烃等聚合物材料可以获得自润滑性良好将硅树脂加入聚烯烃等聚合物材料可以获得自润滑性良好的聚合物材料；的聚合物材料；的聚合物材料；

32、的聚合物材料；将导电性聚苯胺与聚乙烯或聚酰胺共混可以获得导电性的将导电性聚苯胺与聚乙烯或聚酰胺共混可以获得导电性的将导电性聚苯胺与聚乙烯或聚酰胺共混可以获得导电性的将导电性聚苯胺与聚乙烯或聚酰胺共混可以获得导电性的聚乙烯和聚酰胺。聚乙烯和聚酰胺。聚乙烯和聚酰胺。聚乙烯和聚酰胺。16对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料，可通过共混，对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料，可通过共混，对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料，可通过共混，对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料，可通过共混，在在在在不影响使用要求条件下降低原材料成本。不影响使用要求条件下降低原材料成本。不影响使用要求条件下降低原材料成本。不

33、影响使用要求条件下降低原材料成本。如聚酰胺与聚乙烯或聚丙烯共混、如聚酰胺与聚乙烯或聚丙烯共混、如聚酰胺与聚乙烯或聚丙烯共混、如聚酰胺与聚乙烯或聚丙烯共混、聚碳酸酯与聚丙烯共混、聚碳酸酯与聚丙烯共混、聚碳酸酯与聚丙烯共混、聚碳酸酯与聚丙烯共混、聚苯醚与聚苯乙烯共混、聚苯醚与聚苯乙烯共混、聚苯醚与聚苯乙烯共混、聚苯醚与聚苯乙烯共混、聚对苯二甲酸丁二醇酯于聚对苯二甲酸乙二醇酯共混等聚对苯二甲酸丁二醇酯于聚对苯二甲酸乙二醇酯共混等聚对苯二甲酸丁二醇酯于聚对苯二甲酸乙二醇酯共混等聚对苯二甲酸丁二醇酯于聚对苯二甲酸乙二醇酯共混等都在一定程度上降低了材料的成本。都在一定程度上降低了材料的成本。都在一定程度上

34、降低了材料的成本。都在一定程度上降低了材料的成本。172.1.22.1.2共混改性相关概念共混改性相关概念共混改性相关概念共混改性相关概念 聚合物共混聚合物共混聚合物共混聚合物共混(Polymerblend)(Polymerblend)：是指两种或两种以上均聚：是指两种或两种以上均聚：是指两种或两种以上均聚：是指两种或两种以上均聚物或共聚物混合制成宏观均匀物质的过程。共混产物称为聚物或共聚物混合制成宏观均匀物质的过程。共混产物称为聚物或共聚物混合制成宏观均匀物质的过程。共混产物称为聚物或共聚物混合制成宏观均匀物质的过程。共混产物称为聚合物共混物。合物共混物。合物共混物。合物共混物。聚合物共混物

35、中各组分之间主要是物理结合，与聚合物共聚聚合物共混物中各组分之间主要是物理结合，与聚合物共聚聚合物共混物中各组分之间主要是物理结合，与聚合物共聚聚合物共混物中各组分之间主要是物理结合，与聚合物共聚物有本质区别的。物有本质区别的。物有本质区别的。物有本质区别的。n n在工程界，聚合物共混物又称为在工程界，聚合物共混物又称为在工程界，聚合物共混物又称为在工程界，聚合物共混物又称为聚合物合金聚合物合金聚合物合金聚合物合金(Polymeralloy)(Polymeralloy)。 在科学研究领域，在科学研究领域，在科学研究领域，在科学研究领域，把具有良好相容性的多组合聚合物把具有良好相容性的多组合聚合

36、物把具有良好相容性的多组合聚合物把具有良好相容性的多组合聚合物(Multicomponentpolymer)(Multicomponentpolymer)体系叫做聚合物合金体系叫做聚合物合金体系叫做聚合物合金体系叫做聚合物合金，其形态结，其形态结，其形态结，其形态结构为构为构为构为微观非均相或均相微观非均相或均相微观非均相或均相微观非均相或均相。18 从形态结构看，聚合物共聚物如嵌段和接枝共聚物也可称从形态结构看，聚合物共聚物如嵌段和接枝共聚物也可称从形态结构看，聚合物共聚物如嵌段和接枝共聚物也可称从形态结构看，聚合物共聚物如嵌段和接枝共聚物也可称为聚合物合金，因为这些共聚物具有可明显区分的聚

37、合物为聚合物合金，因为这些共聚物具有可明显区分的聚合物为聚合物合金，因为这些共聚物具有可明显区分的聚合物为聚合物合金，因为这些共聚物具有可明显区分的聚合物链（组分），并且一般不呈现宏观的相分离。链（组分），并且一般不呈现宏观的相分离。链（组分），并且一般不呈现宏观的相分离。链（组分），并且一般不呈现宏观的相分离。 相容性相容性相容性相容性(Miscibility)(Miscibility)：是指共混物各组分彼此相互容纳，：是指共混物各组分彼此相互容纳，：是指共混物各组分彼此相互容纳，：是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。形成宏观均匀材料的能力。形成宏观均匀材料的能力。形成宏观

38、均匀材料的能力。 相容性一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。如果相容性一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。如果相容性一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。如果相容性一般以是否能够产生热力学相互溶解为判据。如果共混时，混合自由焓共混时，混合自由焓共混时，混合自由焓共混时，混合自由焓 G Gmm0 0，则表示相容性好，此时形，则表示相容性好，此时形，则表示相容性好，此时形，则表示相容性好，此时形成均相体系。如果共混时，混合自由焓成均相体系。如果共混时，混合自由焓成均相体系。如果共混时，混合自由焓成均相体系。如果共混时，混合自由焓 G Gmm00，则表示相，则表示相，则表示相，则表示相容性

39、不好，形成多相体系。容性不好，形成多相体系。容性不好，形成多相体系。容性不好，形成多相体系。19 互溶性互溶性互溶性互溶性(solubility)(solubility)：指可以达到分子级混合的共混物。：指可以达到分子级混合的共混物。：指可以达到分子级混合的共混物。：指可以达到分子级混合的共混物。因聚合物材料结构特征限制，要达到完全分子级的混合难因聚合物材料结构特征限制，要达到完全分子级的混合难因聚合物材料结构特征限制，要达到完全分子级的混合难因聚合物材料结构特征限制，要达到完全分子级的混合难以实现，因此其应用不多。以实现，因此其应用不多。以实现，因此其应用不多。以实现，因此其应用不多。 混溶

40、性混溶性混溶性混溶性(compatibility)(compatibility)：以是否能获得比较均匀和稳定：以是否能获得比较均匀和稳定：以是否能获得比较均匀和稳定：以是否能获得比较均匀和稳定的形态结构的共混体系为判据，而不论共混体系是否热力的形态结构的共混体系为判据，而不论共混体系是否热力的形态结构的共混体系为判据，而不论共混体系是否热力的形态结构的共混体系为判据，而不论共混体系是否热力学相互溶解。学相互溶解。学相互溶解。学相互溶解。 因此即使是热力学不相容的共混体系，依靠外界条件实现因此即使是热力学不相容的共混体系，依靠外界条件实现因此即使是热力学不相容的共混体系，依靠外界条件实现因此即使

41、是热力学不相容的共混体系，依靠外界条件实现了很好的分散混合，得到了力学性能优良且稳定的聚合物了很好的分散混合，得到了力学性能优良且稳定的聚合物了很好的分散混合，得到了力学性能优良且稳定的聚合物了很好的分散混合，得到了力学性能优良且稳定的聚合物共混物，也可认为溶混性好。共混物，也可认为溶混性好。共混物，也可认为溶混性好。共混物，也可认为溶混性好。20n n反应性共混体系：在不相容或相容性较差的共混体系中反应性共混体系：在不相容或相容性较差的共混体系中反应性共混体系：在不相容或相容性较差的共混体系中反应性共混体系：在不相容或相容性较差的共混体系中加入（或就地形成）反应性聚合物，在混合过程中（例如加

42、入（或就地形成）反应性聚合物，在混合过程中（例如加入（或就地形成）反应性聚合物，在混合过程中（例如加入（或就地形成）反应性聚合物，在混合过程中（例如挤出过程）与共混聚合物的官能团之间在相界面上发生反挤出过程）与共混聚合物的官能团之间在相界面上发生反挤出过程）与共混聚合物的官能团之间在相界面上发生反挤出过程）与共混聚合物的官能团之间在相界面上发生反应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用的体系。应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用的体系。应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用的体系。应，使体系相容性得到改善，起到增容剂的作用的体系。n n对特定的聚合物共混体系还有一些习惯说法：对特定

43、的聚合物共混体系还有一些习惯说法：对特定的聚合物共混体系还有一些习惯说法：对特定的聚合物共混体系还有一些习惯说法：n n橡胶增韧塑料橡胶增韧塑料橡胶增韧塑料橡胶增韧塑料：指塑料中掺混少量橡胶使塑料的冲击性：指塑料中掺混少量橡胶使塑料的冲击性：指塑料中掺混少量橡胶使塑料的冲击性：指塑料中掺混少量橡胶使塑料的冲击性能上获得很大提高共混体系。能上获得很大提高共混体系。能上获得很大提高共混体系。能上获得很大提高共混体系。21n n同系聚合物共混物同系聚合物共混物同系聚合物共混物同系聚合物共混物：指同一类聚合物的共混物（如：指同一类聚合物的共混物（如：指同一类聚合物的共混物（如：指同一类聚合物的共混物（

44、如HDPEHDPE与与与与LDPELDPE共混物）或同一种聚合物不同相对分子质量共混物）或同一种聚合物不同相对分子质量共混物）或同一种聚合物不同相对分子质量共混物）或同一种聚合物不同相对分子质量品级之间的共混物。品级之间的共混物。品级之间的共混物。品级之间的共混物。n n工程聚合物共混物工程聚合物共混物工程聚合物共混物工程聚合物共混物：是指以工程塑料为基体或具有工程：是指以工程塑料为基体或具有工程：是指以工程塑料为基体或具有工程：是指以工程塑料为基体或具有工程塑料特性的聚合物共混物。塑料特性的聚合物共混物。塑料特性的聚合物共混物。塑料特性的聚合物共混物。 功能性聚合物共混物功能性聚合物共混物功

45、能性聚合物共混物功能性聚合物共混物：是指除通用性能之外，具有某种：是指除通用性能之外，具有某种：是指除通用性能之外，具有某种：是指除通用性能之外，具有某种特殊功能（如抗静电性、高阻隔性、离子交换性等）的聚特殊功能（如抗静电性、高阻隔性、离子交换性等）的聚特殊功能（如抗静电性、高阻隔性、离子交换性等）的聚特殊功能（如抗静电性、高阻隔性、离子交换性等）的聚合物共混物。合物共混物。合物共混物。合物共混物。22n n也有一些共混物是按聚合物共混物中基体树脂名称命名的，也有一些共混物是按聚合物共混物中基体树脂名称命名的，也有一些共混物是按聚合物共混物中基体树脂名称命名的，也有一些共混物是按聚合物共混物中

46、基体树脂名称命名的，如聚烯烃共混物、聚氯乙烯共混物、聚碳酸酯共混物、聚酰如聚烯烃共混物、聚氯乙烯共混物、聚碳酸酯共混物、聚酰如聚烯烃共混物、聚氯乙烯共混物、聚碳酸酯共混物、聚酰如聚烯烃共混物、聚氯乙烯共混物、聚碳酸酯共混物、聚酰胺共混物等。胺共混物等。胺共混物等。胺共混物等。n n有时也按性能特征或参与混合的聚合物的种类多少来命名共有时也按性能特征或参与混合的聚合物的种类多少来命名共有时也按性能特征或参与混合的聚合物的种类多少来命名共有时也按性能特征或参与混合的聚合物的种类多少来命名共混物，如耐高温聚合物共混物、耐低温共混物、耐老化聚合混物，如耐高温聚合物共混物、耐低温共混物、耐老化聚合混物，

47、如耐高温聚合物共混物、耐低温共混物、耐老化聚合混物，如耐高温聚合物共混物、耐低温共混物、耐老化聚合物共混物、两元聚合物共混物、三元聚合物共混物或多元聚物共混物、两元聚合物共混物、三元聚合物共混物或多元聚物共混物、两元聚合物共混物、三元聚合物共混物或多元聚物共混物、两元聚合物共混物、三元聚合物共混物或多元聚合物共混物。合物共混物。合物共混物。合物共混物。23n n聚合物共混物的组成表征：聚合物共混物的组成表征：聚合物共混物的组成表征：聚合物共混物的组成表征：对于二元聚合物共混物记为对于二元聚合物共混物记为对于二元聚合物共混物记为对于二元聚合物共混物记为A/BA/B( (X/YX/Y) )，其中，

48、其中，其中，其中A A为基体树脂为基体树脂为基体树脂为基体树脂的名称，的名称，的名称，的名称，B B为掺混入基体树脂中的另一聚合物的名称，为掺混入基体树脂中的另一聚合物的名称，为掺混入基体树脂中的另一聚合物的名称，为掺混入基体树脂中的另一聚合物的名称，X X，Y Y相应为相应为相应为相应为A A，B B聚合物组分的重量分数。聚合物组分的重量分数。聚合物组分的重量分数。聚合物组分的重量分数。当共混组分中有共聚物，且必须说明构成时，可表示为：当共混组分中有共聚物，且必须说明构成时，可表示为：当共混组分中有共聚物，且必须说明构成时，可表示为：当共混组分中有共聚物，且必须说明构成时，可表示为：A/B=

49、mA/B=m：n(X/Yn(X/Y) )，其中，其中，其中，其中B B为共聚物，为共聚物，为共聚物，为共聚物，mm：n n为共聚物为共聚物为共聚物为共聚物B B中两中两中两中两种单体链节数目比。种单体链节数目比。种单体链节数目比。种单体链节数目比。242.1.32.1.3共混改性发展概况与研究热点共混改性发展概况与研究热点共混改性发展概况与研究热点共混改性发展概况与研究热点2.1.3.12.1.3.1发展概况发展概况发展概况发展概况 18461846年，年，年，年，HancockHancock（汉考克）将天然橡胶与古塔波胶混合制（汉考克）将天然橡胶与古塔波胶混合制（汉考克）将天然橡胶与古塔波胶

50、混合制（汉考克）将天然橡胶与古塔波胶混合制成了雨衣，聚合物共混的初步尝试。成了雨衣，聚合物共混的初步尝试。成了雨衣，聚合物共混的初步尝试。成了雨衣，聚合物共混的初步尝试。 大约一百年后，第一例成功的聚合物共混物大约一百年后，第一例成功的聚合物共混物大约一百年后，第一例成功的聚合物共混物大约一百年后，第一例成功的聚合物共混物PVC/NBRPVC/NBR在美在美在美在美国投产并申请了专利。国投产并申请了专利。国投产并申请了专利。国投产并申请了专利。 19421942年，聚合物共混物年，聚合物共混物年，聚合物共混物年，聚合物共混物- -聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)与丁腈橡胶与

51、丁腈橡胶与丁腈橡胶与丁腈橡胶(NBR)(NBR)的的的的共混物首先投入工业化生产，揭开了聚合物共混物的序幕。共混物首先投入工业化生产，揭开了聚合物共混物的序幕。共混物首先投入工业化生产，揭开了聚合物共混物的序幕。共混物首先投入工业化生产，揭开了聚合物共混物的序幕。 19421942年，年，年，年，NBRNBR与苯乙烯与苯乙烯与苯乙烯与苯乙烯- -丙烯睛共聚物丙烯睛共聚物丙烯睛共聚物丙烯睛共聚物(SAN)(SAN)的机械共混物的机械共混物的机械共混物的机械共混物（即（即（即（即A A型型型型ABSABS树脂）的问世更引起人们极大的关注并开拓了树脂）的问世更引起人们极大的关注并开拓了树脂）的问世更

52、引起人们极大的关注并开拓了树脂）的问世更引起人们极大的关注并开拓了聚合物共混改性这一领域。聚合物共混改性这一领域。聚合物共混改性这一领域。聚合物共混改性这一领域。25共混改性经历若干历史事件：共混改性经历若干历史事件：共混改性经历若干历史事件：共混改性经历若干历史事件： n n18461846年申请了聚合物共混物年申请了聚合物共混物年申请了聚合物共混物年申请了聚合物共混物- -天然橡胶天然橡胶天然橡胶天然橡胶/ /古塔波胶共混物的专古塔波胶共混物的专古塔波胶共混物的专古塔波胶共混物的专利利利利 19421942年研制成功年研制成功年研制成功年研制成功PVC/NBRPVC/NBR共混物，发表了关

53、于热塑性树脂共混物，发表了关于热塑性树脂共混物，发表了关于热塑性树脂共混物，发表了关于热塑性树脂的第一个专利；同年研制成功苯乙烯与丁二烯的的第一个专利；同年研制成功苯乙烯与丁二烯的的第一个专利；同年研制成功苯乙烯与丁二烯的的第一个专利；同年研制成功苯乙烯与丁二烯的IPNIPN 19461946年年年年A A型型型型-ABS-ABS问世问世问世问世 19511951年年年年PP/PEPP/PE共混物问世共混物问世共混物问世共混物问世 19541954年接枝共聚共混法年接枝共聚共混法年接枝共聚共混法年接枝共聚共混法ABSABS问世问世问世问世26 19601960年发现难于加工成型的聚苯醚年发现难

54、于加工成型的聚苯醚年发现难于加工成型的聚苯醚年发现难于加工成型的聚苯醚(PPO(PPO或或或或PPE)PPE)中加入聚中加入聚中加入聚中加入聚苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯(PS)(PS)即可顺利地进行加工成型，提出即可顺利地进行加工成型，提出即可顺利地进行加工成型，提出即可顺利地进行加工成型，提出“ “互贯聚合物互贯聚合物互贯聚合物互贯聚合物” ”的概念和银纹为基础的橡胶增韧塑料机理。的概念和银纹为基础的橡胶增韧塑料机理。的概念和银纹为基础的橡胶增韧塑料机理。的概念和银纹为基础的橡胶增韧塑料机理。 19621962年用年用年用年用ABSABS与甲基苯乙烯与甲基苯乙烯与甲基苯乙烯与甲基苯乙烯- -芳

55、腈共聚物共混制成耐热芳腈共聚物共混制成耐热芳腈共聚物共混制成耐热芳腈共聚物共混制成耐热ABSABS。 19651965年成功研制出年成功研制出年成功研制出年成功研制出SBSSBS。 19691969年年年年ABS/PVCABS/PVC和和和和PP/EPDMPP/EPDM共混物研制成功并投入工业共混物研制成功并投入工业共混物研制成功并投入工业共混物研制成功并投入工业化生产。化生产。化生产。化生产。27 19751975年美国杜邦年美国杜邦年美国杜邦年美国杜邦(DuPont)(DuPont)公司在聚酰胺中加入少量聚烯烃公司在聚酰胺中加入少量聚烯烃公司在聚酰胺中加入少量聚烯烃公司在聚酰胺中加入少量聚

56、烯烃或橡胶而制成，超高韧聚酰胺，或橡胶而制成，超高韧聚酰胺，或橡胶而制成，超高韧聚酰胺，或橡胶而制成，超高韧聚酰胺，Zytel-STZytel-ST。 19761976年发展了年发展了年发展了年发展了PET/PBTPET/PBT共混物。共混物。共混物。共混物。 19811981年成功制成苯乙烯马来酸酐共聚物与年成功制成苯乙烯马来酸酐共聚物与年成功制成苯乙烯马来酸酐共聚物与年成功制成苯乙烯马来酸酐共聚物与ABSABS共混物。共混物。共混物。共混物。 19861986年成功研制成年成功研制成年成功研制成年成功研制成PC/ABSPC/ABS共混物。共混物。共混物。共混物。 最近二十年关于共混物的工业

57、化的报道更是层出不穷，而最近二十年关于共混物的工业化的报道更是层出不穷，而最近二十年关于共混物的工业化的报道更是层出不穷，而最近二十年关于共混物的工业化的报道更是层出不穷，而且表现为高性能化与功能化。表且表现为高性能化与功能化。表且表现为高性能化与功能化。表且表现为高性能化与功能化。表2-12-1和和和和2-22-2分别给出部分新型分别给出部分新型分别给出部分新型分别给出部分新型高性能和功能共混物。高性能和功能共混物。高性能和功能共混物。高性能和功能共混物。28生生生生产产厂厂厂厂商品名商品名商品名商品名构成构成构成构成用途用途用途用途新日新日新日新日铁铁化学公司化学公司化学公司化学公司SBS

58、-MMA-StSBS-MMA-St共聚物共聚物共聚物共聚物通用塑料通用塑料通用塑料通用塑料FerroCorporationFerroCorporationoptumdpp30wa05bkoptumdpp30wa05bk聚烯烃聚烯烃聚烯烃聚烯烃通用塑料通用塑料通用塑料通用塑料optumdpp30wf07bkoptumdpp30wf07bkoptumdpp30wf08aloptumdpp30wf08aloptumdpp40wi05whoptumdpp40wi05whoptumdpp40wi08gyoptumdpp40wi08gyoptumdpp40wi11whoptumdpp40wi11whRhm

59、GmbH&Co.RhmGmbH&Co.KG.KG.PLEXALLOYPLEXALLOYPMMA/ABSPMMA/ABS通用塑料通用塑料通用塑料通用塑料VistaChemVistaChemSuprelSuprelSt/Vinyl/ANSt/Vinyl/AN体系合金体系合金体系合金体系合金通用工程塑料通用工程塑料通用工程塑料通用工程塑料Ciba-GeigyLtdCiba-GeigyLtdCRASTINECRASTINEPBT/ASA/CFPBT/ASA/CFRohm-hassRohm-hassParalOidEXL-4000ParalOidEXL-4000丙丙丙丙烯烯酸酸酸酸酰亚酰亚胺胺胺胺通用工

60、程塑料通用工程塑料通用工程塑料通用工程塑料A.SchulmanInc.A.SchulmanInc.Comtuf410Comtuf410PC+PET(Polycarbonate+PET)PC+PET(Polycarbonate+PET)通用工程塑料通用工程塑料通用工程塑料通用工程塑料DuPontDuPontZytelFNZytelFN尼尼尼尼龙龙PA/PA/丙丙丙丙烯烯酸橡胶酸橡胶酸橡胶酸橡胶TPETPE领领域域域域DowCorningDowCorning丙丙丙丙烯腈烯腈/ /丁二丁二丁二丁二烯烯/ /丙丙丙丙烯烯酸酸酸酸酯酯共聚物共聚物共聚物共聚物软质软质聚合物聚合物聚合物聚合物表表表表2-1

61、2-1部分高性能共混物部分高性能共混物部分高性能共混物部分高性能共混物29表表表表2-22-2部分功能聚合物共混物部分功能聚合物共混物部分功能聚合物共混物部分功能聚合物共混物生生生生产产厂厂厂厂商品名商品名商品名商品名构成构成构成构成用途用途用途用途AdvancedmatAdvancedmatStat-KonStat-Kon聚合物聚合物聚合物聚合物/ /亲亲水聚合物水聚合物水聚合物水聚合物永久抗静永久抗静永久抗静永久抗静电电塑料塑料塑料塑料AKZOAKZOEngineeringEngineeringPlasticsCoPlasticsCo，Ltd.Ltd.ElectrafilNylon66El

62、ectrafilNylon66PP/PEO-ECHPP/PEO-ECH共聚物共聚物共聚物共聚物永久抗静永久抗静永久抗静永久抗静电电塑料塑料塑料塑料TorayTorayABS/ABS/亲亲水性聚合物塑料水性聚合物塑料水性聚合物塑料水性聚合物塑料永久抗静永久抗静永久抗静永久抗静电电塑料合金塑料合金塑料合金塑料合金ZipperlingZipperlingKesslerKesslerCo.Co.INCOBLENDINCOBLEND聚苯胺聚苯胺聚苯胺聚苯胺/ /软质软质PVCPVCPEO-PEO-聚环氧乙烷聚环氧乙烷聚环氧乙烷聚环氧乙烷 ECH-ECH-乙基环己烷乙基环己烷乙基环己烷乙基环己烷30 高分

63、子共混物形态结构的调控与研究。高分子共混物形态结构的调控与研究。高分子共混物形态结构的调控与研究。高分子共混物形态结构的调控与研究。n n由于大多数聚合物合金都是互不相容的非均相体系，而组由于大多数聚合物合金都是互不相容的非均相体系，而组由于大多数聚合物合金都是互不相容的非均相体系，而组由于大多数聚合物合金都是互不相容的非均相体系，而组分的相容性从根本上制约着聚合物共混物的形态结构，是分的相容性从根本上制约着聚合物共混物的形态结构，是分的相容性从根本上制约着聚合物共混物的形态结构，是分的相容性从根本上制约着聚合物共混物的形态结构，是决定材料性能的关键。决定材料性能的关键。决定材料性能的关键。决

64、定材料性能的关键。n n因此，因此，因此，因此，如何改善共混物组分间的相容性，进而进行相态结如何改善共混物组分间的相容性，进而进行相态结如何改善共混物组分间的相容性，进而进行相态结如何改善共混物组分间的相容性，进而进行相态结构的设计和控制，构的设计和控制，构的设计和控制，构的设计和控制，是获得有实用价值的高性能聚合物共混是获得有实用价值的高性能聚合物共混是获得有实用价值的高性能聚合物共混是获得有实用价值的高性能聚合物共混材料的一个重要课题。材料的一个重要课题。材料的一个重要课题。材料的一个重要课题。2.1.3.2 2.1.3.2 研究热点研究热点研究热点研究热点31聚合物共混物增韧机理的研究聚

65、合物共混物增韧机理的研究聚合物共混物增韧机理的研究聚合物共混物增韧机理的研究 早期的塑料早期的塑料早期的塑料早期的塑料“ “增韧增韧增韧增韧” ”理论大都是关于橡胶分散相如何增韧塑理论大都是关于橡胶分散相如何增韧塑理论大都是关于橡胶分散相如何增韧塑理论大都是关于橡胶分散相如何增韧塑料的。料的。料的。料的。 橡胶增韧塑料理论的发展主要经历了微裂纹理论、多重银纹橡胶增韧塑料理论的发展主要经历了微裂纹理论、多重银纹橡胶增韧塑料理论的发展主要经历了微裂纹理论、多重银纹橡胶增韧塑料理论的发展主要经历了微裂纹理论、多重银纹化理论和剪切屈服理论化理论和剪切屈服理论化理论和剪切屈服理论化理论和剪切屈服理论(

66、(屈服的膨胀理论屈服的膨胀理论屈服的膨胀理论屈服的膨胀理论) )阶段。阶段。阶段。阶段。 目前增韧塑料理论主要有多重银纹理论和银纹目前增韧塑料理论主要有多重银纹理论和银纹目前增韧塑料理论主要有多重银纹理论和银纹目前增韧塑料理论主要有多重银纹理论和银纹- -剪切屈服理论，剪切屈服理论，剪切屈服理论，剪切屈服理论，刚性粒子对塑料的增韧机理（如适用于相容性较好体系的刚性粒子对塑料的增韧机理（如适用于相容性较好体系的刚性粒子对塑料的增韧机理（如适用于相容性较好体系的刚性粒子对塑料的增韧机理（如适用于相容性较好体系的“ “冷拉机理冷拉机理冷拉机理冷拉机理” ”和适用于相容性不佳体系的和适用于相容性不佳体

67、系的和适用于相容性不佳体系的和适用于相容性不佳体系的“ “空穴增韧机理空穴增韧机理空穴增韧机理空穴增韧机理” ”）等。等。等。等。 当前，增韧理论正在向定量化发展。当前，增韧理论正在向定量化发展。当前，增韧理论正在向定量化发展。当前，增韧理论正在向定量化发展。32高分子共混物的增容技术与增容剂的研究高分子共混物的增容技术与增容剂的研究高分子共混物的增容技术与增容剂的研究高分子共混物的增容技术与增容剂的研究 大多数高聚物是属于不相容共混体系，如尼龙大多数高聚物是属于不相容共混体系，如尼龙大多数高聚物是属于不相容共混体系，如尼龙大多数高聚物是属于不相容共混体系，如尼龙/PP/PP、尼龙、尼龙、尼龙

68、、尼龙/ABS/ABS等。共混物之间产生明显的相界面，相界面的接触面很少，等。共混物之间产生明显的相界面，相界面的接触面很少，等。共混物之间产生明显的相界面，相界面的接触面很少，等。共混物之间产生明显的相界面，相界面的接触面很少，结果形成两相分离结构，无法形成真正合金。结果形成两相分离结构，无法形成真正合金。结果形成两相分离结构，无法形成真正合金。结果形成两相分离结构，无法形成真正合金。 因此，研究高聚物共混增容技术便成为聚合物共混物开发中因此，研究高聚物共混增容技术便成为聚合物共混物开发中因此，研究高聚物共混增容技术便成为聚合物共混物开发中因此，研究高聚物共混增容技术便成为聚合物共混物开发中

69、的技术关键。的技术关键。的技术关键。的技术关键。 共混过程中不伴随副反应发生，又容易混炼成型的非反应型共混过程中不伴随副反应发生，又容易混炼成型的非反应型共混过程中不伴随副反应发生，又容易混炼成型的非反应型共混过程中不伴随副反应发生，又容易混炼成型的非反应型增容剂和共混时伴随着化学反应的反应型增容剂的出现，极增容剂和共混时伴随着化学反应的反应型增容剂的出现，极增容剂和共混时伴随着化学反应的反应型增容剂的出现，极增容剂和共混时伴随着化学反应的反应型增容剂的出现，极大地推进了不相容聚合物材料的共混相容性，为新兴聚合物大地推进了不相容聚合物材料的共混相容性，为新兴聚合物大地推进了不相容聚合物材料的共

70、混相容性，为新兴聚合物大地推进了不相容聚合物材料的共混相容性，为新兴聚合物共混物的开发奠定了一定的基础。共混物的开发奠定了一定的基础。共混物的开发奠定了一定的基础。共混物的开发奠定了一定的基础。33新型成型技术的研究新型成型技术的研究新型成型技术的研究新型成型技术的研究 为获得理想的聚合物合金，人们不断探索新型成型技术，这为获得理想的聚合物合金，人们不断探索新型成型技术，这为获得理想的聚合物合金，人们不断探索新型成型技术，这为获得理想的聚合物合金，人们不断探索新型成型技术，这些技术包括些技术包括些技术包括些技术包括IPNIPN技术、接枝共聚与嵌段共聚、分子复合技术、技术、接枝共聚与嵌段共聚、分

71、子复合技术、技术、接枝共聚与嵌段共聚、分子复合技术、技术、接枝共聚与嵌段共聚、分子复合技术、反应挤出、动态硫化技术、相互共混合物理混炼及它们的联反应挤出、动态硫化技术、相互共混合物理混炼及它们的联反应挤出、动态硫化技术、相互共混合物理混炼及它们的联反应挤出、动态硫化技术、相互共混合物理混炼及它们的联合应用等。合应用等。合应用等。合应用等。34上节内容回顾：上节内容回顾：1 1 共混改性的目的与作用共混改性的目的与作用共混改性的目的与作用共混改性的目的与作用均衡性能，添加改性，改善加工性能，崭新性能，均衡性能，添加改性，改善加工性能，崭新性能，均衡性能，添加改性，改善加工性能，崭新性能，均衡性能

72、，添加改性，改善加工性能，崭新性能，降低成本降低成本降低成本降低成本2 2 共混改性相关概念共混改性相关概念共混改性相关概念共混改性相关概念相容性：热力学相互溶解为判据，相容性：热力学相互溶解为判据，相容性：热力学相互溶解为判据，相容性：热力学相互溶解为判据，GGmm0 03 3 研究热点研究热点研究热点研究热点形态结构的调控与研究，增韧机理，增容技术与形态结构的调控与研究，增韧机理，增容技术与形态结构的调控与研究，增韧机理，增容技术与形态结构的调控与研究，增韧机理，增容技术与增容剂，成型技术增容剂，成型技术增容剂，成型技术增容剂，成型技术352.2聚合物材料的共混相容性聚合物材料的共混相容性

73、 主要介绍聚合物之间相容性的特点、主要介绍聚合物之间相容性的特点、主要介绍聚合物之间相容性的特点、主要介绍聚合物之间相容性的特点、相容性理论、相分离机理、相容性的相容性理论、相分离机理、相容性的相容性理论、相分离机理、相容性的相容性理论、相分离机理、相容性的表征方法以及改进相容性的方法。表征方法以及改进相容性的方法。表征方法以及改进相容性的方法。表征方法以及改进相容性的方法。相容性相容性相容性相容性选择共混工艺方法的重要依据选择共混工艺方法的重要依据选择共混工艺方法的重要依据选择共混工艺方法的重要依据决定共混物形态结构和性能的关键因素决定共混物形态结构和性能的关键因素决定共混物形态结构和性能的

74、关键因素决定共混物形态结构和性能的关键因素了解并改善聚合物之间的相容性了解并改善聚合物之间的相容性了解并改善聚合物之间的相容性了解并改善聚合物之间的相容性研制共混材料的关键环节研制共混材料的关键环节研制共混材料的关键环节研制共混材料的关键环节本节内容本节内容本节内容本节内容362.2.12.2.1相容性的基本特点相容性的基本特点相容性的基本特点相容性的基本特点 聚合物之间的相容性就是聚合物之间的相互溶解性，是指聚合物之间的相容性就是聚合物之间的相互溶解性，是指聚合物之间的相容性就是聚合物之间的相互溶解性，是指聚合物之间的相容性就是聚合物之间的相互溶解性，是指两种聚合物形成均相体系的能力。两种聚

75、合物形成均相体系的能力。两种聚合物形成均相体系的能力。两种聚合物形成均相体系的能力。 两种聚合物是否相容，取决于共混过程的两种聚合物是否相容，取决于共混过程的两种聚合物是否相容，取决于共混过程的两种聚合物是否相容，取决于共混过程的GibbsGibbs自由能变自由能变自由能变自由能变化，对于相容的聚合物共混物，有：化，对于相容的聚合物共混物，有：化，对于相容的聚合物共混物，有：化，对于相容的聚合物共混物，有： G Gmm、 HHmm和和和和 S Smm分别为聚合物共混物体系的分别为聚合物共混物体系的分别为聚合物共混物体系的分别为聚合物共混物体系的GibbsGibbs混合自混合自混合自混合自由能、

76、混合焓和混合熵，由能、混合焓和混合熵，由能、混合焓和混合熵，由能、混合焓和混合熵，T T为共混物体系的温度。为共混物体系的温度。为共混物体系的温度。为共混物体系的温度。37 由于聚合物体系的复杂性，使二元聚合物共混体系的由于聚合物体系的复杂性，使二元聚合物共混体系的由于聚合物体系的复杂性，使二元聚合物共混体系的由于聚合物体系的复杂性，使二元聚合物共混体系的相态行为有多种形式：相态行为有多种形式：相态行为有多种形式：相态行为有多种形式：聚合物相对分聚合物相对分聚合物相对分聚合物相对分子质量很大子质量很大子质量很大子质量很大不存在特殊作不存在特殊作不存在特殊作不存在特殊作用，氢键等用，氢键等用，氢

77、键等用，氢键等共混过程共混过程共混过程共混过程 S Smm吸热过程吸热过程吸热过程吸热过程 H Hmm 00绝大多数聚合物共混物都绝大多数聚合物共混物都绝大多数聚合物共混物都绝大多数聚合物共混物都不能达到分子水平的共混不能达到分子水平的共混不能达到分子水平的共混不能达到分子水平的共混较低温度下聚合物共混物无较低温度下聚合物共混物无较低温度下聚合物共混物无较低温度下聚合物共混物无法像小分子那样完全分相法像小分子那样完全分相法像小分子那样完全分相法像小分子那样完全分相聚合物共混物聚合物共混物聚合物共混物聚合物共混物的多种特性的多种特性的多种特性的多种特性热力学热力学热力学热力学动力学动力学动力学动

78、力学38图图图图2-12-1聚合物共混物的二元相图聚合物共混物的二元相图聚合物共混物的二元相图聚合物共混物的二元相图注：阴影部分为相分离区，注：阴影部分为相分离区，注：阴影部分为相分离区，注：阴影部分为相分离区， 2 2为为为为聚合物聚合物聚合物聚合物2 2的体积分数，的体积分数，的体积分数，的体积分数，T T为绝对温度。为绝对温度。为绝对温度。为绝对温度。39 （1 1）具有上临界混溶温度）具有上临界混溶温度）具有上临界混溶温度）具有上临界混溶温度(UCST(UCST， UppercriticalsolutionUppercriticalsolutiontemperature)tempera

79、ture) 上临界混溶温度：超过此温度，体系完全相容，为热力学稳上临界混溶温度：超过此温度，体系完全相容，为热力学稳上临界混溶温度：超过此温度，体系完全相容，为热力学稳上临界混溶温度：超过此温度，体系完全相容，为热力学稳定的均相体系；低于此温度为部分相容，在一定的组成范围定的均相体系；低于此温度为部分相容，在一定的组成范围定的均相体系；低于此温度为部分相容，在一定的组成范围定的均相体系；低于此温度为部分相容，在一定的组成范围内产生相分离。内产生相分离。内产生相分离。内产生相分离。 如：天然橡胶如：天然橡胶如：天然橡胶如：天然橡胶- -丁苯橡胶、聚异丁烯丁苯橡胶、聚异丁烯丁苯橡胶、聚异丁烯丁苯橡

80、胶、聚异丁烯- -聚二甲基硅氧烷、聚苯聚二甲基硅氧烷、聚苯聚二甲基硅氧烷、聚苯聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯乙烯乙烯乙烯- -聚异戊二烯、聚氯化乙烯聚异戊二烯、聚氯化乙烯聚异戊二烯、聚氯化乙烯聚异戊二烯、聚氯化乙烯- -聚氧化丙烯等混合体系。聚氧化丙烯等混合体系。聚氧化丙烯等混合体系。聚氧化丙烯等混合体系。40（2 2）具有下临界混溶温度）具有下临界混溶温度）具有下临界混溶温度）具有下临界混溶温度(LCST(LCST， LowercriticalsolutionLowercriticalsolutiontemperature)temperature) 下临界相容温度：低于此温度，体系完全相容，高于此

81、温度下临界相容温度：低于此温度，体系完全相容，高于此温度下临界相容温度：低于此温度，体系完全相容，高于此温度下临界相容温度：低于此温度，体系完全相容，高于此温度为部分相容。为部分相容。为部分相容。为部分相容。 如：聚苯乙烯如：聚苯乙烯如：聚苯乙烯如：聚苯乙烯- -聚甲基乙烯基醚、聚己内酯聚甲基乙烯基醚、聚己内酯聚甲基乙烯基醚、聚己内酯聚甲基乙烯基醚、聚己内酯- -苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯/ /丙烯腈共丙烯腈共丙烯腈共丙烯腈共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯聚物、聚甲基丙烯酸甲酯聚物、聚甲基丙烯酸甲酯聚物、聚甲基丙烯酸甲酯- -苯乙烯苯乙烯苯乙烯苯乙烯/ /丙烯腈共聚物、聚苯乙烯丙烯腈共聚物、聚苯乙烯丙烯

82、腈共聚物、聚苯乙烯丙烯腈共聚物、聚苯乙烯- -聚甲基丙烯酸甲酯等混合体系。聚甲基丙烯酸甲酯等混合体系。聚甲基丙烯酸甲酯等混合体系。聚甲基丙烯酸甲酯等混合体系。41（3 3）同时出现上临界混溶温度）同时出现上临界混溶温度）同时出现上临界混溶温度）同时出现上临界混溶温度UCSTUCST和下和下和下和下临界混溶温度临界混溶温度临界混溶温度临界混溶温度LCSTLCST，聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯- -氯化聚乙烯以及聚苯乙烯氯化聚乙烯以及聚苯乙烯氯化聚乙烯以及聚苯乙烯氯化聚乙烯以及聚苯乙烯- -聚苯醚、苯聚苯醚、苯聚苯醚、苯聚苯醚、苯乙烯乙烯乙烯乙烯/ /丙烯

83、腈共聚物丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物- -丁腈橡胶等共混体系，丁腈橡胶等共混体系，丁腈橡胶等共混体系，丁腈橡胶等共混体系，见见见见c c。（4 4）UCSTUCST和和和和LCSTLCST相互交叠，形成封闭相互交叠，形成封闭相互交叠，形成封闭相互交叠，形成封闭的两相区，见的两相区，见的两相区，见的两相区，见d d。（5 5）多重）多重）多重）多重UCSTUCST和和和和LCSTLCST，见，见，见，见e e。 小分子共混体系一般具有小分子共混体系一般具有小分子共混体系一般具有小分子共混体系一般具有UCSTUCST，但，但，但，但大大大大多数聚合物共混体系具有多数聚合物共混体系具有多数聚

84、合物共混体系具有多数聚合物共混体系具有 LCSTLCST。42表表表表2-3 2-3 若干聚合物共混体系的若干聚合物共混体系的若干聚合物共混体系的若干聚合物共混体系的UCSTUCST或或或或LCSTLCST聚合物聚合物聚合物聚合物1 1聚合物聚合物聚合物聚合物2 2临临界混溶温度界混溶温度界混溶温度界混溶温度()()名称名称名称名称MMww/ /MMn n(kg/mol)(kg/mol)名称名称名称名称MMww/ /MMn n(kg/mol)(kg/mol)PSPS237/78237/78PVMEPVME聚乙聚乙聚乙聚乙烯烯甲甲甲甲醚醚13.3/7/713.3/7/7120120（LCSTLC

85、ST）SAN(28%AN)SAN(28%AN)223/88.6223/88.6PMMAPMMA92/45.692/45.6150150（LCSTLCST）SAN(St-AN)SAN(St-AN)223/88.6223/88.6PCL(PCL(T Tmm=57)=57)35/2.235/2.29090（LCSTLCST）PSPS160/57160/57PMMAPMMA126/56126/56185185（LCSTLCST）PMMAPMMA42/10.442/10.4CPE(CPE(含含含含Cl50%)Cl50%)190/22190/22100100（LCSTLCST）PMMAPMMA80/368

86、0/36PVCPVC55/3055/30190190（LCSTLCST）PESPES聚聚聚聚醚砜醚砜 工工工工业业品品品品PEOPEO20-20020-2008080（LCSTLCST）PSPS10/910/9PMPSPMPS聚苯硅氧聚苯硅氧聚苯硅氧聚苯硅氧烷烷 2.8/1.82.8/1.8103103（UCSTUCST）BRBR丁二丁二丁二丁二烯烯橡胶橡胶橡胶橡胶390/180390/180SBR-45SBR-45480/160480/160140140（UCSTUCST）SAN(25%AN)SAN(25%AN)194/68.4194/68.4NBR-40(40%AN)NBR-40(40%A

87、N)297/91.3297/91.3140140（UCSTUCST）5252（LCSTLCST）43图图图图2-2Gibbs2-2Gibbs混合自由能与聚合物共混物组成的关系混合自由能与聚合物共混物组成的关系混合自由能与聚合物共混物组成的关系混合自由能与聚合物共混物组成的关系均相结构稳定均相结构稳定均相结构稳定均相结构稳定稳定稳定稳定稳定亚稳定亚稳定不稳定不稳定44n n将不同温度下的将不同温度下的将不同温度下的将不同温度下的B B( ( 2 2 ) )、C C( ( 2 2 ) )两点两点两点两点相连，即可得到图相连，即可得到图相连，即可得到图相连，即可得到图2-32-3中的双节线中的双节线

88、中的双节线中的双节线(Binodalcurve(Binodalcurve，又称两相共存线，又称两相共存线，又称两相共存线，又称两相共存线) )，此时在此曲线上的点满足：此时在此曲线上的点满足：此时在此曲线上的点满足：此时在此曲线上的点满足：图图图图2-32-3双节线与旋节线双节线与旋节线双节线与旋节线双节线与旋节线S(S(拐点拐点拐点拐点) )满足：满足：满足：满足：45 将不同温度下的将不同温度下的将不同温度下的将不同温度下的D D、E E两点相连，便两点相连，便两点相连，便两点相连，便可得到图中的旋节线可得到图中的旋节线可得到图中的旋节线可得到图中的旋节线(Spinodal(Spinoda

89、lcurvecurve，又称亚稳极限线，又称亚稳极限线，又称亚稳极限线，又称亚稳极限线) )。 旋节线以内的区域是两相区，双节旋节线以内的区域是两相区，双节旋节线以内的区域是两相区，双节旋节线以内的区域是两相区，双节线以外的区域是均相区，介于二者线以外的区域是均相区，介于二者线以外的区域是均相区，介于二者线以外的区域是均相区，介于二者之间的区域为亚稳区，很多聚合物之间的区域为亚稳区，很多聚合物之间的区域为亚稳区，很多聚合物之间的区域为亚稳区，很多聚合物共混物便处于这一区域。共混物便处于这一区域。共混物便处于这一区域。共混物便处于这一区域。S(S(拐点拐点拐点拐点) )满足：满足：满足：满足：4

90、6 图图图图2-22-2中，若中，若中，若中，若T T1 1 T Tc c T T2 2，即为，即为，即为，即为UCSTUCST型相图；型相图；型相图；型相图；若若若若T T1 1 T Tc c = H Hmm 121200，则，则，则，则G Gmm0 0，自发过程，自发过程，自发过程，自发过程 1212 0 0，可能，可能，可能，可能G Gmm0 0，不相容体，不相容体，不相容体，不相容体系系系系两种聚合物分子两种聚合物分子两种聚合物分子两种聚合物分子间无相互作用间无相互作用间无相互作用间无相互作用53n n由式可知，聚合物相对分子质量越由式可知，聚合物相对分子质量越由式可知，聚合物相对分子

91、质量越由式可知，聚合物相对分子质量越大，则值大，则值大，则值大，则值( ( 1212) )c c越小。越小。越小。越小。n n当聚合物当聚合物当聚合物当聚合物1 1和和和和2 2的聚合度的聚合度的聚合度的聚合度 mm1 1= =mm2 2= =mm时时时时: :n n若若若若mm=1000=1000，则，则，则，则( ( 1212) )c c=0.002=0.002。只有当。只有当。只有当。只有当 1212( 1212) )c c时共混物相时共混物相时共混物相时共混物相容，而一般的共混物的容，而一般的共混物的容，而一般的共混物的容，而一般的共混物的 1212均高于均高于均高于均高于0.0020

92、.002。n n真正具有热力学相容性的聚合物共混物很少。真正具有热力学相容性的聚合物共混物很少。真正具有热力学相容性的聚合物共混物很少。真正具有热力学相容性的聚合物共混物很少。n n有人对有人对有人对有人对342342对聚合物进行了统计，发现其中对聚合物进行了统计，发现其中对聚合物进行了统计，发现其中对聚合物进行了统计，发现其中77%77%为不相容为不相容为不相容为不相容体系。但是，近体系。但是，近体系。但是，近体系。但是，近2020年来，随着相容剂的研究和使用，使相年来，随着相容剂的研究和使用，使相年来，随着相容剂的研究和使用，使相年来，随着相容剂的研究和使用，使相容或部分相容体系的数目大大

93、增加，已超过容或部分相容体系的数目大大增加，已超过容或部分相容体系的数目大大增加，已超过容或部分相容体系的数目大大增加，已超过500500对。对。对。对。54表表表表2-42-4室温下可以任意比例相容的聚合物对室温下可以任意比例相容的聚合物对室温下可以任意比例相容的聚合物对室温下可以任意比例相容的聚合物对聚合物聚合物1聚合物聚合物2聚合物聚合物1聚合物聚合物2硝基纤维素硝基纤维素聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯聚苯乙烯聚苯乙烯聚聚2-甲基甲基-6-乙基乙基-1，4-亚苯基醚亚苯基醚硝基纤维素硝基纤维素聚苯乙烯聚苯乙烯聚聚2，6-二丙基二丙基-1，4-亚亚苯基醚苯基醚硝基纤维素硝基纤维素聚丙烯酸甲酯聚丙

94、烯酸甲酯聚丙烯酸异丙聚丙烯酸异丙酯酯聚甲基丙烯酸异丙酯聚甲基丙烯酸异丙酯聚氯乙烯聚氯乙烯-甲基苯乙烯甲基苯乙烯-甲基丙烯腈甲基丙烯腈-丙烯丙烯酸乙酯共聚物酸乙酯共聚物58:40:2(wt/wt)聚聚-甲基苯乙甲基苯乙烯烯聚聚2，6-二甲基二甲基-1，4-亚亚苯基醚苯基醚聚醋酸乙烯聚醋酸乙烯酯酯聚硝酸乙烯酯聚硝酸乙烯酯聚聚2，6-二甲基二甲基-1，4-亚苯基醚亚苯基醚聚聚2-甲基甲基-6-苯基苯基-1，4-亚苯基醚亚苯基醚聚苯乙烯聚苯乙烯聚聚2，6-二甲基二甲基-1，4-亚苯基醚亚苯基醚聚乙烯醇缩丁聚乙烯醇缩丁醛醛苯乙烯苯乙烯-顺丁二烯共聚物顺丁二烯共聚物聚苯乙烯聚苯乙烯聚聚2，6-二乙基二乙基

95、-1，4-亚苯基醚亚苯基醚55表表表表2-52-5部分相容的聚合物对部分相容的聚合物对部分相容的聚合物对部分相容的聚合物对聚合物聚合物聚合物聚合物1 1聚合物聚合物聚合物聚合物2 2聚合物聚合物聚合物聚合物1 1聚合物聚合物聚合物聚合物2 2聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯纤维素三醋酸酯纤维素三醋酸酯纤维素三醋酸酯纤维素三醋酸酯天然橡胶天然橡胶天然橡胶天然橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶尼龙尼龙尼龙尼龙6 6聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙

96、烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚丁二烯聚丁二烯聚丁二烯聚丁二烯尼龙尼龙尼龙尼龙6666聚对苯二甲酸乙二聚对苯二甲酸乙二聚对苯二甲酸乙二聚对苯二甲酸乙二醇酯醇酯醇酯醇酯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚异丁烯聚异丁烯聚异丁烯聚异丁烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚异戊二烯聚异戊二烯聚异戊二烯聚异戊二烯聚氨酯聚氨酯聚氨酯聚氨酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯56 对于对于对

97、于对于非极性共混物体系非极性共混物体系非极性共混物体系非极性共混物体系其可用下式表示：其可用下式表示：其可用下式表示：其可用下式表示： 式中：式中：式中：式中： 1 1和和和和 2 2分别为聚合物分别为聚合物分别为聚合物分别为聚合物1 1、2 2的溶解度参数，的溶解度参数，的溶解度参数，的溶解度参数， 1 1和和和和 2 2分别分别分别分别为聚合物为聚合物为聚合物为聚合物1 1、2 2的体积分数，的体积分数，的体积分数，的体积分数，V V为总体积。为总体积。为总体积。为总体积。 将上式代入将上式代入将上式代入将上式代入，有：，有：，有：，有：n n 1 1和和和和 2 2分别为聚合物分别为聚合

98、物分别为聚合物分别为聚合物1 1、2 2的溶解度参数，的溶解度参数，的溶解度参数，的溶解度参数， V Vv v 为聚合物链为聚合物链为聚合物链为聚合物链节的摩尔体积，节的摩尔体积，节的摩尔体积，节的摩尔体积，R R为气体常数，为气体常数，为气体常数，为气体常数，T T为热力学温度。为热力学温度。为热力学温度。为热力学温度。57 由式，在一般情况由式，在一般情况由式，在一般情况由式，在一般情况(1 12 2) )下，下，下，下，HHmm对对对对GGmm的贡献恒为正值。的贡献恒为正值。的贡献恒为正值。的贡献恒为正值。仅在仅在仅在仅在 (1 1=2 2) )下贡献为零。要形成均相体系，下贡献为零。要

99、形成均相体系，下贡献为零。要形成均相体系，下贡献为零。要形成均相体系， HHmm必须为负值；必须为负值；必须为负值；必须为负值；实际只有分子间存在特殊相互作用时实际只有分子间存在特殊相互作用时实际只有分子间存在特殊相互作用时实际只有分子间存在特殊相互作用时HHmm才为负值才为负值才为负值才为负值( (放热放热放热放热) )。因。因。因。因此，大多数非极性聚合物共混物不具有相容性。此，大多数非极性聚合物共混物不具有相容性。此，大多数非极性聚合物共混物不具有相容性。此，大多数非极性聚合物共混物不具有相容性。 式中：式中：式中：式中：MM为聚合物的相对分子质量；为聚合物的相对分子质量；为聚合物的相对

100、分子质量；为聚合物的相对分子质量；为聚合物密度；由于为聚合物密度；由于为聚合物密度；由于为聚合物密度；由于mm和和和和MM均是较大的值，只有均是较大的值，只有均是较大的值，只有均是较大的值，只有 1212很小，或很小，或很小，或很小，或很小时才能成很小时才能成很小时才能成很小时才能成为热力学相容体系。为热力学相容体系。为热力学相容体系。为热力学相容体系。 通常，当通常，当通常，当通常，当 12120.010.01或或或或0.10.1时就可能成为不相容体系。时就可能成为不相容体系。时就可能成为不相容体系。时就可能成为不相容体系。临界条件临界条件临界条件临界条件58 对于分子间有强烈相互作用的对于

101、分子间有强烈相互作用的对于分子间有强烈相互作用的对于分子间有强烈相互作用的极性聚合物共混体系极性聚合物共混体系极性聚合物共混体系极性聚合物共混体系用三因次用三因次用三因次用三因次溶解度参数，即：溶解度参数，即：溶解度参数，即：溶解度参数，即： 式中，式中，式中，式中， p p为色散力的贡献；为色散力的贡献；为色散力的贡献；为色散力的贡献； d d为极性力的贡献；为极性力的贡献；为极性力的贡献；为极性力的贡献； h h为氢键力的为氢键力的为氢键力的为氢键力的贡献。贡献。贡献。贡献。 溶剂的溶解度参数可以通过实验从蒸发热数据来测定，聚合溶剂的溶解度参数可以通过实验从蒸发热数据来测定，聚合溶剂的溶解

102、度参数可以通过实验从蒸发热数据来测定，聚合溶剂的溶解度参数可以通过实验从蒸发热数据来测定，聚合物的溶解度参数可以通过溶剂对聚合物的溶胀或稀释聚合物物的溶解度参数可以通过溶剂对聚合物的溶胀或稀释聚合物物的溶解度参数可以通过溶剂对聚合物的溶胀或稀释聚合物物的溶解度参数可以通过溶剂对聚合物的溶胀或稀释聚合物溶液的特征参数来确定；溶液的特征参数来确定；溶液的特征参数来确定；溶液的特征参数来确定；59 式中：式中：式中：式中：F Fd d为色散组分的基团贡献；为色散组分的基团贡献；为色散组分的基团贡献；为色散组分的基团贡献；F Fp p为极性组分的基团贡为极性组分的基团贡为极性组分的基团贡为极性组分的基

103、团贡献；献；献；献；F Fh h为氢键组分的基团贡献。为氢键组分的基团贡献。为氢键组分的基团贡献。为氢键组分的基团贡献。 表表表表2-62-6给出常见聚合物的三因次溶解度参数。给出常见聚合物的三因次溶解度参数。给出常见聚合物的三因次溶解度参数。给出常见聚合物的三因次溶解度参数。 溶剂的溶解度参数溶剂的溶解度参数溶剂的溶解度参数溶剂的溶解度参数也可以通过基团的贡献来计算：也可以通过基团的贡献来计算：也可以通过基团的贡献来计算：也可以通过基团的贡献来计算：60表表表表2-62-6聚合物的三因次溶解度参数聚合物的三因次溶解度参数聚合物的三因次溶解度参数聚合物的三因次溶解度参数(J/cm(J/cm33

104、) )(1/2)(1/2)聚合物聚合物dPh聚异丁烯聚异丁烯36.0132.744.0914.73聚苯乙烯聚苯乙烯41.1336.0112.488.39聚氯乙烯聚氯乙烯46.0439.2918.8214.73聚醋酸乙烯聚醋酸乙烯42.2738.8820.8716.78聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯47.2738.4720.8717.60聚甲基丙烯酸乙酯聚甲基丙烯酸乙酯45.2238.4722.108.80聚丁二烯聚丁二烯PB38.4738.4710.445.12聚异戊二烯聚异戊二烯38.4735.606.346.34聚对苯二甲酸丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯41.6236.528.1618.3

105、6聚己二酸丁二醇酯聚己二酸丁二醇酯PBA40.1934.688.1618.36聚己内酯聚己内酯(PCL)39.7834.689.79216.932聚己二酸新戊二醇酯聚己二酸新戊二醇酯(PDPA)38.9632.449.38419.58461n n两种聚合物在结构上的相似程度可以通过在三维坐标中两种聚合物在结构上的相似程度可以通过在三维坐标中两种聚合物在结构上的相似程度可以通过在三维坐标中两种聚合物在结构上的相似程度可以通过在三维坐标中的距离来计算：的距离来计算：的距离来计算：的距离来计算：n n 式中：式中：式中：式中： mm为两种聚合物在三维坐标中的距离，为两种聚合物在三维坐标中的距离，为两

106、种聚合物在三维坐标中的距离，为两种聚合物在三维坐标中的距离，n n分别代表聚合物分别代表聚合物分别代表聚合物分别代表聚合物1 1和聚合物和聚合物和聚合物和聚合物2 2的三因次溶解度参数。的三因次溶解度参数。的三因次溶解度参数。的三因次溶解度参数。n n当聚合物共混物中一个组分是共聚物时，可以通过调节当聚合物共混物中一个组分是共聚物时，可以通过调节当聚合物共混物中一个组分是共聚物时，可以通过调节当聚合物共混物中一个组分是共聚物时，可以通过调节溶解度参数获得两种聚合物之间的最短空间距离溶解度参数获得两种聚合物之间的最短空间距离溶解度参数获得两种聚合物之间的最短空间距离溶解度参数获得两种聚合物之间的

107、最短空间距离 mm，以，以，以，以改善聚合物改善聚合物改善聚合物改善聚合物/ /共聚物的相容性，方程如下：共聚物的相容性，方程如下：共聚物的相容性，方程如下：共聚物的相容性，方程如下：62+ + + + 式中式中式中式中:为含单体为含单体为含单体为含单体1 1在共聚物中的最在共聚物中的最在共聚物中的最在共聚物中的最佳体积分数；佳体积分数；佳体积分数；佳体积分数； 为均聚物的溶解度参为均聚物的溶解度参为均聚物的溶解度参为均聚物的溶解度参数，数，数，数，为共聚物的溶解度参数。为共聚物的溶解度参数。为共聚物的溶解度参数。为共聚物的溶解度参数。+63 将三维溶解度参数计算的空间距离将三维溶解度参数计算

108、的空间距离将三维溶解度参数计算的空间距离将三维溶解度参数计算的空间距离 mm值与相容性实验结果比值与相容性实验结果比值与相容性实验结果比值与相容性实验结果比较，发现聚合物较，发现聚合物较，发现聚合物较，发现聚合物- -聚合物的相容性随聚合物的相容性随聚合物的相容性随聚合物的相容性随 mm值的增大而降低。值的增大而降低。值的增大而降低。值的增大而降低。 虽然不同共混体系的相容、半相容和不相容的临界值虽然不同共混体系的相容、半相容和不相容的临界值虽然不同共混体系的相容、半相容和不相容的临界值虽然不同共混体系的相容、半相容和不相容的临界值 mm不同，不同，不同，不同，但是计算的结果仍可粗略地预测聚合

109、物但是计算的结果仍可粗略地预测聚合物但是计算的结果仍可粗略地预测聚合物但是计算的结果仍可粗略地预测聚合物/ /聚合物的相容性。聚合物的相容性。聚合物的相容性。聚合物的相容性。 应该指出，上述热力学相容性的关系式，应该指出，上述热力学相容性的关系式，应该指出，上述热力学相容性的关系式，应该指出，上述热力学相容性的关系式，对于含结晶聚合物对于含结晶聚合物对于含结晶聚合物对于含结晶聚合物共混物，共混温度必须高于其熔点共混物，共混温度必须高于其熔点共混物，共混温度必须高于其熔点共混物，共混温度必须高于其熔点，否则不适用。，否则不适用。，否则不适用。，否则不适用。642.2.32.2.3聚合物共混体系的

110、相分离聚合物共混体系的相分离聚合物共混体系的相分离聚合物共混体系的相分离 聚合物共混体系的相分离基于冶金学的平均场理论，其研究聚合物共混体系的相分离基于冶金学的平均场理论，其研究聚合物共混体系的相分离基于冶金学的平均场理论，其研究聚合物共混体系的相分离基于冶金学的平均场理论，其研究始于始于始于始于2020世纪世纪世纪世纪6060年代，并在金属合金中取得显著的成绩。年代，并在金属合金中取得显著的成绩。年代，并在金属合金中取得显著的成绩。年代，并在金属合金中取得显著的成绩。 由于聚合物共混物的相分离过程比小分子体系慢得多，因此由于聚合物共混物的相分离过程比小分子体系慢得多，因此由于聚合物共混物的相

111、分离过程比小分子体系慢得多，因此由于聚合物共混物的相分离过程比小分子体系慢得多，因此可以考察相分离不同阶段的动力学行为。可以考察相分离不同阶段的动力学行为。可以考察相分离不同阶段的动力学行为。可以考察相分离不同阶段的动力学行为。 由图由图由图由图2-32-3可见，聚合物共混物从均相冷却，其相分离有两种方可见，聚合物共混物从均相冷却，其相分离有两种方可见，聚合物共混物从均相冷却，其相分离有两种方可见，聚合物共混物从均相冷却，其相分离有两种方式：式：式：式：65（1 1）从均相降温直接冷却到亚稳区（即从双节线上部进入）从均相降温直接冷却到亚稳区（即从双节线上部进入）从均相降温直接冷却到亚稳区（即从

112、双节线上部进入）从均相降温直接冷却到亚稳区（即从双节线上部进入双界线与旋节线之间的亚稳区），这时的相分离是由浓度或双界线与旋节线之间的亚稳区），这时的相分离是由浓度或双界线与旋节线之间的亚稳区），这时的相分离是由浓度或双界线与旋节线之间的亚稳区），这时的相分离是由浓度或密度的局部涨落引起的，相分离的机理是成核密度的局部涨落引起的，相分离的机理是成核密度的局部涨落引起的，相分离的机理是成核密度的局部涨落引起的，相分离的机理是成核- -增长机理增长机理增长机理增长机理(NecleationandGrowth)(NecleationandGrowth)，简记为，简记为，简记为，简记为NGNG。（2

113、2）迅速降温，从双节线上部越过亚稳区直接进入旋节区，）迅速降温，从双节线上部越过亚稳区直接进入旋节区，）迅速降温，从双节线上部越过亚稳区直接进入旋节区，）迅速降温，从双节线上部越过亚稳区直接进入旋节区，导致大范围的自动相分离，此时的相分离称为旋节分离机理导致大范围的自动相分离，此时的相分离称为旋节分离机理导致大范围的自动相分离，此时的相分离称为旋节分离机理导致大范围的自动相分离，此时的相分离称为旋节分离机理 (SpinodalDecomposition)(SpinodalDecomposition)，简记为，简记为，简记为，简记为SDSD。662.2.3.12.2.3.1成核成核成核成核- -

114、增长机理增长机理增长机理增长机理NGNG 亚稳区位于亚稳区位于亚稳区位于亚稳区位于 G Gmm- -X X2 2曲线相分离区域曲线相分离区域曲线相分离区域曲线相分离区域的凹部，此时：的凹部，此时：的凹部，此时：的凹部，此时： 在亚稳区发生相分离，首先需沿图在亚稳区发生相分离，首先需沿图在亚稳区发生相分离，首先需沿图在亚稳区发生相分离，首先需沿图2-22-2中的切线上面的连结线跳跃，中的切线上面的连结线跳跃，中的切线上面的连结线跳跃，中的切线上面的连结线跳跃，以越过曲线上与其相邻的、位置比以越过曲线上与其相邻的、位置比以越过曲线上与其相邻的、位置比以越过曲线上与其相邻的、位置比它较高的部分。它较

115、高的部分。它较高的部分。它较高的部分。 这种跳跃所需的活化能即成核活化这种跳跃所需的活化能即成核活化这种跳跃所需的活化能即成核活化这种跳跃所需的活化能即成核活化能。此后分离成组成为双结线所决能。此后分离成组成为双结线所决能。此后分离成组成为双结线所决能。此后分离成组成为双结线所决定的两个相是自发进行的。定的两个相是自发进行的。定的两个相是自发进行的。定的两个相是自发进行的。 67 成核是由浓度的局部升落引发的。成核活化能与形成一个核成核是由浓度的局部升落引发的。成核活化能与形成一个核成核是由浓度的局部升落引发的。成核活化能与形成一个核成核是由浓度的局部升落引发的。成核活化能与形成一个核所需的界

116、面能有关，即依赖于界面张力系数所需的界面能有关，即依赖于界面张力系数所需的界面能有关，即依赖于界面张力系数所需的界面能有关，即依赖于界面张力系数 和核的表面积和核的表面积和核的表面积和核的表面积S S。成核之后，因大分子向成核微区的扩散而使珠滴增大，此过成核之后，因大分子向成核微区的扩散而使珠滴增大，此过成核之后，因大分子向成核微区的扩散而使珠滴增大，此过成核之后，因大分子向成核微区的扩散而使珠滴增大，此过程的速度可近似地表示为：程的速度可近似地表示为：程的速度可近似地表示为：程的速度可近似地表示为： n ne e=3=3粗化指数粗化指数粗化指数粗化指数; ; d d或或或或V Vd d球滴的

117、直径和体积球滴的直径和体积球滴的直径和体积球滴的直径和体积; ; X Xe e= =b b平衡浓度平衡浓度平衡浓度平衡浓度; ; V Vmm珠滴相的摩尔体积珠滴相的摩尔体积珠滴相的摩尔体积珠滴相的摩尔体积; ; D Dt t扩散系数。扩散系数。扩散系数。扩散系数。68n n 如图如图如图如图2-42-4，在，在，在，在NGNG区，区，区，区，X Xe e= =常数，与时间无关。常数，与时间无关。常数，与时间无关。常数，与时间无关。n n 珠滴的增长分扩散和凝聚粗化两个阶段，每一阶段珠滴的增长分扩散和凝聚粗化两个阶段，每一阶段珠滴的增长分扩散和凝聚粗化两个阶段，每一阶段珠滴的增长分扩散和凝聚粗化

118、两个阶段，每一阶段都决定于界面能的平衡。都决定于界面能的平衡。都决定于界面能的平衡。都决定于界面能的平衡。图图图图2-42-4相分离的不同阶段相分离的不同阶段相分离的不同阶段相分离的不同阶段A A为温度升温波长，为温度升温波长，为温度升温波长，为温度升温波长，t t混合时间，混合时间，混合时间，混合时间，粒子尺寸，粒子尺寸，粒子尺寸，粒子尺寸，XXXX2 2 2 2浓度变化浓度变化浓度变化浓度变化浓浓浓浓度度度度69 由由由由NGNG机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴/

119、 /基体型，基体型，基体型，基体型，即一种相为连续相另一相以球状颗粒的形式分散其中。即一种相为连续相另一相以球状颗粒的形式分散其中。即一种相为连续相另一相以球状颗粒的形式分散其中。即一种相为连续相另一相以球状颗粒的形式分散其中。 如上所述，成核的原因是浓度的局部升落。这种升落可表示如上所述，成核的原因是浓度的局部升落。这种升落可表示如上所述，成核的原因是浓度的局部升落。这种升落可表示如上所述，成核的原因是浓度的局部升落。这种升落可表示为能量或浓度波，波的幅度依赖于到达临界条件的距离。为能量或浓度波，波的幅度依赖于到达临界条件的距离。为能量或浓度波，波的幅度依赖于到达临界条件的距离。为能量或浓度

120、波，波的幅度依赖于到达临界条件的距离。 当接近旋节线时，相分离可依当接近旋节线时，相分离可依当接近旋节线时，相分离可依当接近旋节线时，相分离可依NGNG机理亦可按机理亦可按机理亦可按机理亦可按SDSD机理进行。机理进行。机理进行。机理进行。702.2.3.22.2.3.2旋节分离旋节分离旋节分离旋节分离SDSD 在共混物的温度低于其下临界混溶温度时，即产生相分离并形在共混物的温度低于其下临界混溶温度时，即产生相分离并形在共混物的温度低于其下临界混溶温度时，即产生相分离并形在共混物的温度低于其下临界混溶温度时，即产生相分离并形成平衡组成成平衡组成成平衡组成成平衡组成X Xe e分别为分别为分别为

121、分别为B B及及及及C C的两个独立相。的两个独立相。的两个独立相。的两个独立相。 但是，在相分离的初期阶段，但是，在相分离的初期阶段，但是，在相分离的初期阶段，但是，在相分离的初期阶段，SDSD和和和和NGNG是完全不同的。是完全不同的。是完全不同的。是完全不同的。 在在在在NGNG区，相分离微区的组成是常数，仅是成核珠滴的直径及其区，相分离微区的组成是常数，仅是成核珠滴的直径及其区，相分离微区的组成是常数，仅是成核珠滴的直径及其区，相分离微区的组成是常数，仅是成核珠滴的直径及其分布随时间而改变；分布随时间而改变；分布随时间而改变；分布随时间而改变； 而在而在而在而在SDSD区组成和微区尺寸

122、都依时间而改变区组成和微区尺寸都依时间而改变区组成和微区尺寸都依时间而改变区组成和微区尺寸都依时间而改变( (图图图图2-4)2-4)。 按按按按SDSD机理进行的相分离相畴机理进行的相分离相畴机理进行的相分离相畴机理进行的相分离相畴( (微区微区微区微区) )尺寸的增长可分为三个阶段：尺寸的增长可分为三个阶段：尺寸的增长可分为三个阶段：尺寸的增长可分为三个阶段：扩散、液体流动和粗化。扩散、液体流动和粗化。扩散、液体流动和粗化。扩散、液体流动和粗化。 (1)(1)扩散阶段扩散阶段扩散阶段扩散阶段 在扩散阶段，聚合物共混物相分离的初期阶段的动力学过程可在扩散阶段，聚合物共混物相分离的初期阶段的动

123、力学过程可在扩散阶段，聚合物共混物相分离的初期阶段的动力学过程可在扩散阶段，聚合物共混物相分离的初期阶段的动力学过程可以用以用以用以用CahnCahn理论来描述，此阶段相分离引起的光散射强度与相分理论来描述，此阶段相分离引起的光散射强度与相分理论来描述，此阶段相分离引起的光散射强度与相分理论来描述，此阶段相分离引起的光散射强度与相分离时间满足指数关系。离时间满足指数关系。离时间满足指数关系。离时间满足指数关系。71（2 2）流动区）流动区）流动区）流动区 相分离中期，体系的浓度涨落增大，相区形成。散射光强相分离中期，体系的浓度涨落增大，相区形成。散射光强相分离中期，体系的浓度涨落增大，相区形成

124、。散射光强相分离中期，体系的浓度涨落增大，相区形成。散射光强及相应波矢的极大值及相应波矢的极大值及相应波矢的极大值及相应波矢的极大值I Imm(t)(t)、q qmm(t)(t)与相分离时间满足指数与相分离时间满足指数与相分离时间满足指数与相分离时间满足指数关系。关系。关系。关系。 流动区之后的粗化阶段可使相畴进一步增大。流动区之后的粗化阶段可使相畴进一步增大。流动区之后的粗化阶段可使相畴进一步增大。流动区之后的粗化阶段可使相畴进一步增大。（3 3） 粗化期粗化期粗化期粗化期 相分离后期，浓度涨落达到平衡值，不随时间而变化。散相分离后期，浓度涨落达到平衡值，不随时间而变化。散相分离后期，浓度涨

125、落达到平衡值，不随时间而变化。散相分离后期，浓度涨落达到平衡值，不随时间而变化。散射光强及相应波矢射光强及相应波矢射光强及相应波矢射光强及相应波矢I Imm(t)(t)、q qmm(t)(t)与相分离时间存在和中期与相分离时间存在和中期与相分离时间存在和中期与相分离时间存在和中期相同的函数关系，但与相分离中期不同。相同的函数关系，但与相分离中期不同。相同的函数关系，但与相分离中期不同。相同的函数关系，但与相分离中期不同。72图图图图2-5SD2-5SD分离时形态结构的变化分离时形态结构的变化分离时形态结构的变化分离时形态结构的变化 图图图图2-52-5为为为为SDSD过程中，形态结构发展的例子

126、，图中过程中，形态结构发展的例子，图中过程中，形态结构发展的例子，图中过程中，形态结构发展的例子，图中（6 6）（8 8）是粗化阶段产生的形态结构。）是粗化阶段产生的形态结构。）是粗化阶段产生的形态结构。）是粗化阶段产生的形态结构。 73 一般而言，一般而言，一般而言，一般而言，SDSD机理可形成三维共连续的形态结构。机理可形成三维共连续的形态结构。机理可形成三维共连续的形态结构。机理可形成三维共连续的形态结构。 这种形态结构赋予聚合物共混物优异的力学性能和化学稳定这种形态结构赋予聚合物共混物优异的力学性能和化学稳定这种形态结构赋予聚合物共混物优异的力学性能和化学稳定这种形态结构赋予聚合物共混

127、物优异的力学性能和化学稳定性，是某些聚合物共混物具有明显协同效应的原因。性，是某些聚合物共混物具有明显协同效应的原因。性，是某些聚合物共混物具有明显协同效应的原因。性，是某些聚合物共混物具有明显协同效应的原因。 应当指出，当一种聚合物含量较少时，应当指出，当一种聚合物含量较少时，应当指出，当一种聚合物含量较少时，应当指出，当一种聚合物含量较少时， SDSD机理分离也可形成机理分离也可形成机理分离也可形成机理分离也可形成珠滴珠滴珠滴珠滴/ /基体型形态结构，但分散相的精细结构与基体型形态结构，但分散相的精细结构与基体型形态结构，但分散相的精细结构与基体型形态结构，但分散相的精细结构与NGNG的情

128、况往往的情况往往的情况往往的情况往往不同。不同。不同。不同。 以上主要讨论的是温度对形态结构的影响，实际上压力、应以上主要讨论的是温度对形态结构的影响，实际上压力、应以上主要讨论的是温度对形态结构的影响，实际上压力、应以上主要讨论的是温度对形态结构的影响，实际上压力、应力等参数对相平衡及于之相关的相分离过程也有显著影响，力等参数对相平衡及于之相关的相分离过程也有显著影响，力等参数对相平衡及于之相关的相分离过程也有显著影响，力等参数对相平衡及于之相关的相分离过程也有显著影响，也可以通过控制过程的压力、应力等因素对共混物的形态结也可以通过控制过程的压力、应力等因素对共混物的形态结也可以通过控制过程

129、的压力、应力等因素对共混物的形态结也可以通过控制过程的压力、应力等因素对共混物的形态结构加以控制，获得期望性能的聚合物共混物。构加以控制，获得期望性能的聚合物共混物。构加以控制，获得期望性能的聚合物共混物。构加以控制，获得期望性能的聚合物共混物。74 相逆转（聚合物或聚合物相逆转（聚合物或聚合物相逆转（聚合物或聚合物相逆转（聚合物或聚合物B B从分散相到连续性的转变称为相从分散相到连续性的转变称为相从分散相到连续性的转变称为相从分散相到连续性的转变称为相逆转）也可产生两相并连续的形态结构。逆转）也可产生两相并连续的形态结构。逆转）也可产生两相并连续的形态结构。逆转）也可产生两相并连续的形态结构

130、。 但是，相逆转和但是，相逆转和但是，相逆转和但是，相逆转和SDSD相分离之间有本质区别，具体表现在三个相分离之间有本质区别，具体表现在三个相分离之间有本质区别，具体表现在三个相分离之间有本质区别，具体表现在三个方面：方面：方面：方面：SDSD起始于均相的、混溶的体系，经过冷却而进入旋节区而起始于均相的、混溶的体系，经过冷却而进入旋节区而起始于均相的、混溶的体系，经过冷却而进入旋节区而起始于均相的、混溶的体系，经过冷却而进入旋节区而产生相分离，相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构产生相分离，相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构产生相分离，相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构产生相分

131、离，相逆转主要是在不混溶共混物体系中形态结构的变化。的变化。的变化。的变化。SDSD可发生于任意浓度，而相逆转仅限于较高的浓度范围，可发生于任意浓度，而相逆转仅限于较高的浓度范围，可发生于任意浓度，而相逆转仅限于较高的浓度范围，可发生于任意浓度，而相逆转仅限于较高的浓度范围，如梯形聚甲基倍半硅氧烷如梯形聚甲基倍半硅氧烷如梯形聚甲基倍半硅氧烷如梯形聚甲基倍半硅氧烷(PMSQ)/(PMSQ)/聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯 (PVC)(PVC)共混物中共混物中共混物中共混物中PVCPVC含量增至含量增至含量增至含量增至70%70%时，发生相逆转。时，发生相逆转。时，发生相逆转。时，发生相逆转。7

132、5 SDSD产生的相畴尺寸微细，在最初阶段为纳米级，而相逆产生的相畴尺寸微细，在最初阶段为纳米级，而相逆产生的相畴尺寸微细，在最初阶段为纳米级，而相逆产生的相畴尺寸微细，在最初阶段为纳米级，而相逆转导致较粗大的相畴，尺寸为转导致较粗大的相畴，尺寸为转导致较粗大的相畴，尺寸为转导致较粗大的相畴，尺寸为0.10.110m10m。n n与相逆转相比，与相逆转相比，与相逆转相比，与相逆转相比，SDSD可在更宽的浓度范围内对聚合物共混物性可在更宽的浓度范围内对聚合物共混物性可在更宽的浓度范围内对聚合物共混物性可在更宽的浓度范围内对聚合物共混物性能进行更好的控制，但仅限于相容体系。能进行更好的控制，但仅限

133、于相容体系。能进行更好的控制，但仅限于相容体系。能进行更好的控制，但仅限于相容体系。n n 而相逆转是不相容聚合物共混物的一般现象，通常发生于高而相逆转是不相容聚合物共混物的一般现象，通常发生于高而相逆转是不相容聚合物共混物的一般现象，通常发生于高而相逆转是不相容聚合物共混物的一般现象，通常发生于高浓度范围。浓度范围。浓度范围。浓度范围。762.2.3.32.2.3.3含结晶性聚合物共混物的相分离含结晶性聚合物共混物的相分离含结晶性聚合物共混物的相分离含结晶性聚合物共混物的相分离n n聚合物加工与改性中也涉及结晶性聚合物及其共混物的情况，聚合物加工与改性中也涉及结晶性聚合物及其共混物的情况，聚

134、合物加工与改性中也涉及结晶性聚合物及其共混物的情况，聚合物加工与改性中也涉及结晶性聚合物及其共混物的情况，如如如如PE/PPPE/PP、PP/PAPP/PA、PE/PAPE/PA等，因此有必要了解含结晶性聚合等，因此有必要了解含结晶性聚合等，因此有必要了解含结晶性聚合等，因此有必要了解含结晶性聚合物共混体系相分离特点。物共混体系相分离特点。物共混体系相分离特点。物共混体系相分离特点。n n含结晶聚合物的共混体系可划分为两类。含结晶聚合物的共混体系可划分为两类。含结晶聚合物的共混体系可划分为两类。含结晶聚合物的共混体系可划分为两类。一是结晶聚合物与非晶聚合物共混体系一是结晶聚合物与非晶聚合物共混

135、体系一是结晶聚合物与非晶聚合物共混体系一是结晶聚合物与非晶聚合物共混体系(C/A(C/A共混体系共混体系共混体系共混体系) )；二是结晶聚合物与结晶聚合物共混体系二是结晶聚合物与结晶聚合物共混体系二是结晶聚合物与结晶聚合物共混体系二是结晶聚合物与结晶聚合物共混体系(C/C(C/C共混体系共混体系共混体系共混体系) )。n n结晶聚合物的结晶过程包括成核、片晶生长、球晶生长和晶结晶聚合物的结晶过程包括成核、片晶生长、球晶生长和晶结晶聚合物的结晶过程包括成核、片晶生长、球晶生长和晶结晶聚合物的结晶过程包括成核、片晶生长、球晶生长和晶体聚集体生长等过程。结晶形态与成核机理、结晶速度和结晶体聚集体生长

136、等过程。结晶形态与成核机理、结晶速度和结晶体聚集体生长等过程。结晶形态与成核机理、结晶速度和结晶体聚集体生长等过程。结晶形态与成核机理、结晶速度和结晶程度有关。程度有关。程度有关。程度有关。77 不同的成型条件可获得不同的结晶结构：如单晶、球晶、树不同的成型条件可获得不同的结晶结构：如单晶、球晶、树不同的成型条件可获得不同的结晶结构：如单晶、球晶、树不同的成型条件可获得不同的结晶结构：如单晶、球晶、树枝状晶、伸直链片晶、横晶枝状晶、伸直链片晶、横晶枝状晶、伸直链片晶、横晶枝状晶、伸直链片晶、横晶(transcrystalline)(transcrystalline)以及串晶以及串晶以及串晶以及

137、串晶(shish-(shish-kebab)kebab)等。有三种成核机理等。有三种成核机理等。有三种成核机理等。有三种成核机理: :由热运动形成分子链局部有序而生成晶核的均相成核由热运动形成分子链局部有序而生成晶核的均相成核由热运动形成分子链局部有序而生成晶核的均相成核由热运动形成分子链局部有序而生成晶核的均相成核; ;依靠外来杂质，或特意加入的成核剂，或容器壁作为晶体依靠外来杂质，或特意加入的成核剂，或容器壁作为晶体依靠外来杂质，或特意加入的成核剂，或容器壁作为晶体依靠外来杂质，或特意加入的成核剂，或容器壁作为晶体的生长点的非均相成核。的生长点的非均相成核。的生长点的非均相成核。的生长点的

138、非均相成核。大分子取向诱发的成核。大分子取向诱发的成核。大分子取向诱发的成核。大分子取向诱发的成核。 在制备热塑性聚合物共混物时，机理在制备热塑性聚合物共混物时，机理在制备热塑性聚合物共混物时，机理在制备热塑性聚合物共混物时，机理及及及及最重要。如在剪最重要。如在剪最重要。如在剪最重要。如在剪切应力作用下聚烯烃甚至可在平衡熔点以上切应力作用下聚烯烃甚至可在平衡熔点以上切应力作用下聚烯烃甚至可在平衡熔点以上切应力作用下聚烯烃甚至可在平衡熔点以上20203030结晶。结晶。结晶。结晶。78 非相容的聚合物共混物，可直接应用纯聚合物的结晶理论。非相容的聚合物共混物，可直接应用纯聚合物的结晶理论。非相

139、容的聚合物共混物，可直接应用纯聚合物的结晶理论。非相容的聚合物共混物，可直接应用纯聚合物的结晶理论。但应指出结晶作用不仅形成有序的晶相结构，也会使非晶相但应指出结晶作用不仅形成有序的晶相结构，也会使非晶相但应指出结晶作用不仅形成有序的晶相结构，也会使非晶相但应指出结晶作用不仅形成有序的晶相结构，也会使非晶相产生一定程度的有序结构。产生一定程度的有序结构。产生一定程度的有序结构。产生一定程度的有序结构。 相容性聚合物共混物的结晶是一种组分在双组分的均相熔体相容性聚合物共混物的结晶是一种组分在双组分的均相熔体相容性聚合物共混物的结晶是一种组分在双组分的均相熔体相容性聚合物共混物的结晶是一种组分在双

140、组分的均相熔体中进行的结晶过程，此时体系总的自由焓中进行的结晶过程，此时体系总的自由焓中进行的结晶过程，此时体系总的自由焓中进行的结晶过程，此时体系总的自由焓GG变化为变化为变化为变化为: :G=GG=Gmm+G+Gc c c c 式中式中式中式中 GGc c-结晶作用引起的自由焓变化结晶作用引起的自由焓变化结晶作用引起的自由焓变化结晶作用引起的自由焓变化; ;GGmm-混合自由焓；混合自由焓；混合自由焓；混合自由焓； c c-晶相的体积分数。晶相的体积分数。晶相的体积分数。晶相的体积分数。 显然，对于相容共混体系显然，对于相容共混体系显然，对于相容共混体系显然，对于相容共混体系GGmm0 0

141、，所以只要，所以只要，所以只要，所以只要GGc c0 0，结晶就，结晶就，结晶就，结晶就能发生，而产生液能发生，而产生液能发生，而产生液能发生，而产生液- -固相分离。固相分离。固相分离。固相分离。79n n由于两组分是完全相容的，所以二者互为稀释剂。由于两组分是完全相容的，所以二者互为稀释剂。由于两组分是完全相容的，所以二者互为稀释剂。由于两组分是完全相容的，所以二者互为稀释剂。图图图图2-62-6聚偏四氟乙烯熔点与聚偏四氟乙烯熔点与聚偏四氟乙烯熔点与聚偏四氟乙烯熔点与PMMAPMMA体积分数平方的关系体积分数平方的关系体积分数平方的关系体积分数平方的关系n n 对对对对A/CA/C体系，非

142、晶聚体系，非晶聚体系，非晶聚体系，非晶聚合物为结晶聚合物的稀合物为结晶聚合物的稀合物为结晶聚合物的稀合物为结晶聚合物的稀释剂，晶体熔点下降，释剂，晶体熔点下降，释剂，晶体熔点下降，释剂，晶体熔点下降，如图如图如图如图2-62-6。80图图图图2-7LDPE/HDPE2-7LDPE/HDPE共混物熔点与组成的关系共混物熔点与组成的关系共混物熔点与组成的关系共混物熔点与组成的关系n n对对对对C/CC/C体系两种体系两种体系两种体系两种聚合物晶体的熔点聚合物晶体的熔点聚合物晶体的熔点聚合物晶体的熔点都会改变，如图都会改变，如图都会改变，如图都会改变，如图2-72-7。81n n少数少数少数少数C/

143、CC/C体系如聚氯乙烯体系如聚氯乙烯体系如聚氯乙烯体系如聚氯乙烯/ /聚偏氟乙烯，会发生共晶现象，生成聚偏氟乙烯，会发生共晶现象，生成聚偏氟乙烯，会发生共晶现象，生成聚偏氟乙烯，会发生共晶现象，生成类质同晶体。这种共混物也称为类质同晶共混物。类质同晶体。这种共混物也称为类质同晶共混物。类质同晶体。这种共混物也称为类质同晶共混物。类质同晶体。这种共混物也称为类质同晶共混物。n n此时，无论在熔融状态或是结晶状态，两组分都是相容此时，无论在熔融状态或是结晶状态，两组分都是相容此时，无论在熔融状态或是结晶状态，两组分都是相容此时，无论在熔融状态或是结晶状态，两组分都是相容的，整个共混物表现单一的玻璃

144、化温度的，整个共混物表现单一的玻璃化温度的，整个共混物表现单一的玻璃化温度的，整个共混物表现单一的玻璃化温度T Tg g和单一的熔点和单一的熔点和单一的熔点和单一的熔点T Tmm。 对部分相容的聚合物共混物，结晶过程及形态结构的受控因素对部分相容的聚合物共混物，结晶过程及形态结构的受控因素对部分相容的聚合物共混物，结晶过程及形态结构的受控因素对部分相容的聚合物共混物，结晶过程及形态结构的受控因素数更多。数更多。数更多。数更多。 如聚已内酯如聚已内酯如聚已内酯如聚已内酯(PCL)(PCL)与与与与PSPS的共混物的结晶形态和晶粒大小与共混的共混物的结晶形态和晶粒大小与共混的共混物的结晶形态和晶粒

145、大小与共混的共混物的结晶形态和晶粒大小与共混比和结晶条件直接相关，如图比和结晶条件直接相关，如图比和结晶条件直接相关，如图比和结晶条件直接相关，如图2-82-8，当，当，当，当PCLPCL浓度为一定时，浓度为一定时，浓度为一定时，浓度为一定时， PCLPCL产生结晶的同时，产生结晶的同时，产生结晶的同时，产生结晶的同时，PSPS被排斥于所形成的球晶之外，形成被排斥于所形成的球晶之外，形成被排斥于所形成的球晶之外，形成被排斥于所形成的球晶之外，形成围绕球晶的皮层，如图围绕球晶的皮层，如图围绕球晶的皮层，如图围绕球晶的皮层，如图2-8(C)2-8(C)。82图图图图2-8PCL/PS2-8PCL/

146、PS共混物的结晶形态共混物的结晶形态共混物的结晶形态共混物的结晶形态 (a)40%PCL(a)40%PCL，4040 ， 100min100min，晶粒尺寸，晶粒尺寸，晶粒尺寸，晶粒尺寸25m;(b)40%PCL25m;(b)40%PCL，4646， 27h27h，晶粒尺寸，晶粒尺寸，晶粒尺寸，晶粒尺寸100m;(c)60%PCL100m;(c)60%PCL，4444 ，126min126min， 晶粒尺寸晶粒尺寸晶粒尺寸晶粒尺寸50m;50m;(d)51(d)51，109h109h， 晶粒尺寸晶粒尺寸晶粒尺寸晶粒尺寸25m;(e)5125m;(e)51，240h240h， 晶粒尺寸晶粒尺寸晶

147、粒尺寸晶粒尺寸150m150m832.2.42.2.4相容性的表征方法相容性的表征方法相容性的表征方法相容性的表征方法 热力学上相容意味着分子水平上的均匀。但就实际意义而言，热力学上相容意味着分子水平上的均匀。但就实际意义而言，热力学上相容意味着分子水平上的均匀。但就实际意义而言，热力学上相容意味着分子水平上的均匀。但就实际意义而言，是分散程度的一种量度，与测定方法有密切关系，因而是指是分散程度的一种量度，与测定方法有密切关系，因而是指是分散程度的一种量度，与测定方法有密切关系，因而是指是分散程度的一种量度，与测定方法有密切关系，因而是指在实际测定条件下所表现的均匀性。在实际测定条件下所表现的

148、均匀性。在实际测定条件下所表现的均匀性。在实际测定条件下所表现的均匀性。 不同的测定方法常导致不同的结论。不同的测定方法常导致不同的结论。不同的测定方法常导致不同的结论。不同的测定方法常导致不同的结论。 例如根据玻璃化温度的测定，共混物例如根据玻璃化温度的测定，共混物例如根据玻璃化温度的测定，共混物例如根据玻璃化温度的测定，共混物PVC/NBR-40PVC/NBR-40只有一个玻只有一个玻只有一个玻只有一个玻璃化温度，是均相体系。而根据电子显微镜分析，它是相畴璃化温度，是均相体系。而根据电子显微镜分析，它是相畴璃化温度，是均相体系。而根据电子显微镜分析，它是相畴璃化温度，是均相体系。而根据电子

149、显微镜分析，它是相畴很小的多相体系。很小的多相体系。很小的多相体系。很小的多相体系。 所以就实际意义而言，各种实验方法测得的关于聚合物之间所以就实际意义而言，各种实验方法测得的关于聚合物之间所以就实际意义而言，各种实验方法测得的关于聚合物之间所以就实际意义而言，各种实验方法测得的关于聚合物之间相容性的结论具有一定的相对性。相容性的结论具有一定的相对性。相容性的结论具有一定的相对性。相容性的结论具有一定的相对性。 研究聚合物之间相容性的方法有玻璃化转变法、红外光谱法研究聚合物之间相容性的方法有玻璃化转变法、红外光谱法研究聚合物之间相容性的方法有玻璃化转变法、红外光谱法研究聚合物之间相容性的方法有

150、玻璃化转变法、红外光谱法等。等。等。等。842.2.4.12.2.4.1玻璃化温度转变法玻璃化温度转变法玻璃化温度转变法玻璃化温度转变法 玻璃化转变法测定聚合物玻璃化转变法测定聚合物玻璃化转变法测定聚合物玻璃化转变法测定聚合物/ /聚合物的相容性时最常用的方法，聚合物的相容性时最常用的方法，聚合物的相容性时最常用的方法，聚合物的相容性时最常用的方法，其主要是基于：聚合物共混物的玻璃化温度与两种聚合物分其主要是基于：聚合物共混物的玻璃化温度与两种聚合物分其主要是基于：聚合物共混物的玻璃化温度与两种聚合物分其主要是基于：聚合物共混物的玻璃化温度与两种聚合物分子级的混合程度有直接关系。子级的混合程度

151、有直接关系。子级的混合程度有直接关系。子级的混合程度有直接关系。 若两种聚合物组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃若两种聚合物组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃若两种聚合物组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃若两种聚合物组分相容，共混物为均相体系就只有一个玻璃化温度，且该玻璃化温度化温度，且该玻璃化温度化温度，且该玻璃化温度化温度，且该玻璃化温度T Tg g介于参与混合的两种聚合物的玻介于参与混合的两种聚合物的玻介于参与混合的两种聚合物的玻介于参与混合的两种聚合物的玻璃化温度璃化温度璃化温度璃化温度T Tg g之间，并服从：之间，并服从：之间，并服从：之间，并服从：85 图图图图

152、2-92-9可见，在全部组可见，在全部组可见，在全部组可见，在全部组成范围均只测得一个成范围均只测得一个成范围均只测得一个成范围均只测得一个T Tg g 而且服从而且服从而且服从而且服从FoxFox方程，证明方程，证明方程，证明方程，证明聚苯醚聚苯醚聚苯醚聚苯醚(PPO)(PPO)与与与与PSPS可以可以可以可以在链段水平上混合是热在链段水平上混合是热在链段水平上混合是热在链段水平上混合是热力学相容体系。图力学相容体系。图力学相容体系。图力学相容体系。图2-102-10也有类似的结果。也有类似的结果。也有类似的结果。也有类似的结果。图图2-9PS/BrPPO162-9PS/BrPPO16共混物

153、的共混物的共混物的共混物的T Tg g与与与与BrPPO16BrPPO16含量的关系含量的关系含量的关系含量的关系86图图2-102-10PMMAPMMA共混物的共混物的共混物的共混物的T Tg g与与与与PMMAPMMA含量的关系含量的关系含量的关系含量的关系PMMAPMMA质量分数（质量分数（质量分数（质量分数（%）87 若两若两若两若两组组分完全不相容，形成界面明分完全不相容，形成界面明分完全不相容，形成界面明分完全不相容，形成界面明显显的两相的两相的两相的两相结结构，就有两个构，就有两个构，就有两个构，就有两个玻璃比温度，分玻璃比温度，分玻璃比温度，分玻璃比温度，分别别等于两等于两等于

154、两等于两组组分的玻璃化温度。分的玻璃化温度。分的玻璃化温度。分的玻璃化温度。 若两若两若两若两组组分部分相容，其玻璃化温度介于上述两种极限情况之分部分相容，其玻璃化温度介于上述两种极限情况之分部分相容，其玻璃化温度介于上述两种极限情况之分部分相容，其玻璃化温度介于上述两种极限情况之间间。其表。其表。其表。其表现现可能是：可能是：可能是：可能是：(1)(1)在一定的在一定的在一定的在一定的组组成比范成比范成比范成比范围围内，共混物只有一个玻璃化温度。内，共混物只有一个玻璃化温度。内，共混物只有一个玻璃化温度。内，共混物只有一个玻璃化温度。(2)(2)当两当两当两当两组组分分分分处处于于于于临临界

155、相容状界相容状界相容状界相容状态时态时，共混物有一个玻璃化，共混物有一个玻璃化，共混物有一个玻璃化，共混物有一个玻璃化转变转变温度温度温度温度 ，但是，但是，但是，但是转变转变温度范温度范温度范温度范围围会加会加会加会加宽宽。(3)(3)虽虽然共混物有两个玻璃化温度然共混物有两个玻璃化温度然共混物有两个玻璃化温度然共混物有两个玻璃化温度 ( (一个一个一个一个为为T Tg1g1 ，另一个，另一个，另一个，另一个为为T Tg2g2) )，但由于构成共混物的两聚合物之，但由于构成共混物的两聚合物之，但由于构成共混物的两聚合物之，但由于构成共混物的两聚合物之间间有一定程度的有一定程度的有一定程度的有

156、一定程度的扩扩散，而使散，而使散，而使散，而使两个玻璃化温度相互靠近了。两个玻璃化温度相互靠近了。两个玻璃化温度相互靠近了。两个玻璃化温度相互靠近了。88图图图图2-11PPO/PS2-11PPO/PS共混体系的共混体系的共混体系的共混体系的DSCDSC图图图图 其靠近程度取决于分子其靠近程度取决于分子其靠近程度取决于分子其靠近程度取决于分子级级混合程度，混合程度越大，相互就混合程度，混合程度越大，相互就混合程度，混合程度越大，相互就混合程度，混合程度越大，相互就越靠近即：越靠近即：越靠近即：越靠近即：T Tg1g1TTg1g1 ，T Tg2g2TTg2g2 。在某些情况下，界面。在某些情况下

157、，界面。在某些情况下，界面。在某些情况下，界面层层也也也也可能表可能表可能表可能表现现出不太明出不太明出不太明出不太明显显的第三个玻璃化温度。的第三个玻璃化温度。的第三个玻璃化温度。的第三个玻璃化温度。 因此，根据共混物的因此，根据共混物的因此，根据共混物的因此，根据共混物的玻璃化玻璃化玻璃化玻璃化转变转变，不但可，不但可，不但可，不但可推断推断推断推断组组分之分之分之分之间间的混溶的混溶的混溶的混溶性，性，性，性，还还可得到有关形可得到有关形可得到有关形可得到有关形态结态结构方面的信息。构方面的信息。构方面的信息。构方面的信息。89 测测定定定定T Tg g方法：差方法：差方法：差方法：差热

158、热分析分析分析分析(DTA)(DTA)、差示、差示、差示、差示扫扫描量描量描量描量热热法法法法(DSC)(DSC)、膨、膨、膨、膨胀胀计计法、介法、介法、介法、介电电松弛法、松弛法、松弛法、松弛法、热热重分析、重分析、重分析、重分析、热热裂解气相色裂解气相色裂解气相色裂解气相色谱谱等。等。等。等。 (1)DSC(1)DSC法法法法 DSCDSC测测量量量量试样试样按升温按升温按升温按升温T T所需所需所需所需热热量与参比材料同量与参比材料同量与参比材料同量与参比材料同样样升温升温升温升温T T所所所所需需需需热热量之差，从而量之差，从而量之差，从而量之差，从而测测出出出出试样试样的的的的T T

159、g g。 若两种聚合物若两种聚合物若两种聚合物若两种聚合物组组分相容，共混物分相容，共混物分相容，共混物分相容，共混物为为均相体系就只有一个玻璃均相体系就只有一个玻璃均相体系就只有一个玻璃均相体系就只有一个玻璃化温度。化温度。化温度。化温度。 若两种聚合物若两种聚合物若两种聚合物若两种聚合物组组分部分相容，共混物有两个玻璃化温度，两分部分相容，共混物有两个玻璃化温度，两分部分相容，共混物有两个玻璃化温度，两分部分相容，共混物有两个玻璃化温度，两玻璃化温度的距离与其相容程度有关。玻璃化温度的距离与其相容程度有关。玻璃化温度的距离与其相容程度有关。玻璃化温度的距离与其相容程度有关。 若两种聚合物若

160、两种聚合物若两种聚合物若两种聚合物组组分完全不相容，共混物有两个玻璃化温度，分完全不相容，共混物有两个玻璃化温度，分完全不相容，共混物有两个玻璃化温度，分完全不相容，共混物有两个玻璃化温度，玻璃化温度玻璃化温度玻璃化温度玻璃化温度值值与各自的玻璃化温度相等。与各自的玻璃化温度相等。与各自的玻璃化温度相等。与各自的玻璃化温度相等。 DSCDSC法需用的法需用的法需用的法需用的试样试样量小，量小，量小，量小，测测量快，灵敏度高，是最常用的方量快，灵敏度高，是最常用的方量快，灵敏度高，是最常用的方量快，灵敏度高，是最常用的方法之一。法之一。法之一。法之一。90图图2-122-12不相容不相容不相容不

161、相容PoClS/PPOPoClS/PPO混合物混合物混合物混合物DSCDSCA A， PoClS;BPoClS;B， 20%PPO;C20%PPO;C， 40%PPO;40%PPO;D D， 60%PPO;E60%PPO;E， 80%PPO;F80%PPO;F， PPOPPO图图2-132-13相容相容相容相容PO36/PPOPO36/PPO混合物的混合物的混合物的混合物的DSCDSC曲曲曲曲线线A A， PO36;BPO36;B， 20%PPO;C20%PPO;C， 40%40%PPO;PPO;D D， 60%PPO;E60%PPO;E， 80%PPO;F80%PPO;F， PPOPPO聚聚

162、聚聚邻氯邻氯苯乙苯乙苯乙苯乙烯烯PoClSPoClS91(2)(2)力学方法力学方法力学方法力学方法 从聚合物合金受到周期性小振幅形从聚合物合金受到周期性小振幅形从聚合物合金受到周期性小振幅形从聚合物合金受到周期性小振幅形变变所所所所产产生的生的生的生的弹弹性和黏性和黏性和黏性和黏弹弹性数据，可用以确定一种性数据，可用以确定一种性数据，可用以确定一种性数据，可用以确定一种组组分在与另一种分在与另一种分在与另一种分在与另一种组组分所构成的合分所构成的合分所构成的合分所构成的合金中的分子响金中的分子响金中的分子响金中的分子响应应。 高度相分离的共混物中各高度相分离的共混物中各高度相分离的共混物中各

163、高度相分离的共混物中各组组分的自身分的自身分的自身分的自身转变转变特性将保持不特性将保持不特性将保持不特性将保持不变变，而在相容的聚合物合金中就会出而在相容的聚合物合金中就会出而在相容的聚合物合金中就会出而在相容的聚合物合金中就会出现现相当于玻璃化相当于玻璃化相当于玻璃化相当于玻璃化转变转变的的的的单单一而独特的一而独特的一而独特的一而独特的转变转变。 力学方法中一般采取力学方法中一般采取力学方法中一般采取力学方法中一般采取动态动态力学力学力学力学试验试验。其。其。其。其测测定的是不同温度定的是不同温度定的是不同温度定的是不同温度和和和和频频率下的率下的率下的率下的储储能模量能模量能模量能模量

164、EE和和和和损损耗模量耗模量耗模量耗模量EE及其两者比及其两者比及其两者比及其两者比值值E/EE/E，即，即，即，即损损耗正切角耗正切角耗正切角耗正切角tantan。相容。相容。相容。相容时时体系的体系的体系的体系的tantan峰是峰是峰是峰是单单一的，峰一的，峰一的，峰一的，峰的位置界于两聚合物的的位置界于两聚合物的的位置界于两聚合物的的位置界于两聚合物的转变转变温度之温度之温度之温度之间间，如，如，如，如图图2-142-14；体系不；体系不；体系不；体系不相容相容相容相容时时，出，出，出，出现现两个峰，如两个峰，如两个峰，如两个峰，如图图2-152-15。92图图2-14PLA/PMMA2

165、-14PLA/PMMA共混物的共混物的共混物的共混物的tantan图图图图2-15PHB/ECO2-15PHB/ECO共混物的共混物的共混物的共混物的tantan 聚乳酸聚乳酸聚乳酸聚乳酸PLAPLA聚聚聚聚羟羟基丁酸基丁酸基丁酸基丁酸酯酯/ /共聚共聚共聚共聚氯醚氯醚橡胶橡胶橡胶橡胶 93 一般认为动态力学方法在决定相结构方面的灵敏度比一般认为动态力学方法在决定相结构方面的灵敏度比一般认为动态力学方法在决定相结构方面的灵敏度比一般认为动态力学方法在决定相结构方面的灵敏度比DSCDSC法法法法为好，为好，为好，为好， 故在文献中广泛用动态力学方法来研究聚合物合金故在文献中广泛用动态力学方法来研

166、究聚合物合金故在文献中广泛用动态力学方法来研究聚合物合金故在文献中广泛用动态力学方法来研究聚合物合金的相容性问题。的相容性问题。的相容性问题。的相容性问题。 应当指出聚合物共混物具有单一的玻璃化温度未必就是组分应当指出聚合物共混物具有单一的玻璃化温度未必就是组分应当指出聚合物共混物具有单一的玻璃化温度未必就是组分应当指出聚合物共混物具有单一的玻璃化温度未必就是组分间真正热力学上的相容，而是对分散程度的一种描述。间真正热力学上的相容，而是对分散程度的一种描述。间真正热力学上的相容，而是对分散程度的一种描述。间真正热力学上的相容，而是对分散程度的一种描述。 同一聚合物共混物由于试样制备方法或测定条

167、件不同可能会同一聚合物共混物由于试样制备方法或测定条件不同可能会同一聚合物共混物由于试样制备方法或测定条件不同可能会同一聚合物共混物由于试样制备方法或测定条件不同可能会得出有关相容性完全不同的结论。得出有关相容性完全不同的结论。得出有关相容性完全不同的结论。得出有关相容性完全不同的结论。942.2.4.22.2.4.2红外光谱法红外光谱法红外光谱法红外光谱法 任一具有特点分子结构的聚合物均有一典型的红外吸收光谱任一具有特点分子结构的聚合物均有一典型的红外吸收光谱任一具有特点分子结构的聚合物均有一典型的红外吸收光谱任一具有特点分子结构的聚合物均有一典型的红外吸收光谱图，谱图中各特征吸收带表征其含

168、有的基团类别图，谱图中各特征吸收带表征其含有的基团类别图，谱图中各特征吸收带表征其含有的基团类别图，谱图中各特征吸收带表征其含有的基团类别( (如如如如 OHOH、 COCO、OOHOOH等等等等) )。 红外光谱法研究聚合物相容性原理是对于相容的聚合物共混红外光谱法研究聚合物相容性原理是对于相容的聚合物共混红外光谱法研究聚合物相容性原理是对于相容的聚合物共混红外光谱法研究聚合物相容性原理是对于相容的聚合物共混体系，由于不同聚合物分子之间有强的相互作用，其所产生体系，由于不同聚合物分子之间有强的相互作用，其所产生体系，由于不同聚合物分子之间有强的相互作用，其所产生体系，由于不同聚合物分子之间有

169、强的相互作用，其所产生的光谱相对两聚合物组分的光谱谱带产生较大的偏离的光谱相对两聚合物组分的光谱谱带产生较大的偏离的光谱相对两聚合物组分的光谱谱带产生较大的偏离的光谱相对两聚合物组分的光谱谱带产生较大的偏离( (谱带谱带谱带谱带频率的移动和峰形的不对称加宽等频率的移动和峰形的不对称加宽等频率的移动和峰形的不对称加宽等频率的移动和峰形的不对称加宽等) )，由此而表征相容性的，由此而表征相容性的，由此而表征相容性的，由此而表征相容性的大小。大小。大小。大小。 对于完全不相容的共混聚合物体系，表征两聚合物组分的特对于完全不相容的共混聚合物体系，表征两聚合物组分的特对于完全不相容的共混聚合物体系，表征

170、两聚合物组分的特对于完全不相容的共混聚合物体系，表征两聚合物组分的特征吸收谱带能够很好地重现而未发生变化，然而，聚合物之征吸收谱带能够很好地重现而未发生变化，然而，聚合物之征吸收谱带能够很好地重现而未发生变化，然而，聚合物之征吸收谱带能够很好地重现而未发生变化，然而，聚合物之间相容性难以用谱带偏离程度进行定量表征，这是红外光谱间相容性难以用谱带偏离程度进行定量表征，这是红外光谱间相容性难以用谱带偏离程度进行定量表征，这是红外光谱间相容性难以用谱带偏离程度进行定量表征，这是红外光谱法的不足之处。法的不足之处。法的不足之处。法的不足之处。 应用先进的傅立叶变换红外光谱应用先进的傅立叶变换红外光谱应

171、用先进的傅立叶变换红外光谱应用先进的傅立叶变换红外光谱(FTIR)(FTIR)仪来研究聚合物共混仪来研究聚合物共混仪来研究聚合物共混仪来研究聚合物共混体系的相容性准确性更高。体系的相容性准确性更高。体系的相容性准确性更高。体系的相容性准确性更高。952.2.4.32.2.4.3反气色谱法反气色谱法反气色谱法反气色谱法(IGC)(IGC) 气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱(GLC)(GLC)是用已知的固定相测定流动相中未知物的成是用已知的固定相测定流动相中未知物的成是用已知的固定相测定流动相中未知物的成是用已知的固定相测定流动相中未知物的成分和性质。分和性质。分和性质。分和性质。 反气相色谱反气

172、相色谱反气相色谱反气相色谱(inversegaschromatogram(inversegaschromatogram简称简称简称简称IGC)IGC)则是利用已则是利用已则是利用已则是利用已知探针分子研究聚合物聚集态性质的一种分析方法。知探针分子研究聚合物聚集态性质的一种分析方法。知探针分子研究聚合物聚集态性质的一种分析方法。知探针分子研究聚合物聚集态性质的一种分析方法。 实际操作是将聚合物共混物溶于共同溶剂并沉积在惰性载体实际操作是将聚合物共混物溶于共同溶剂并沉积在惰性载体实际操作是将聚合物共混物溶于共同溶剂并沉积在惰性载体实际操作是将聚合物共混物溶于共同溶剂并沉积在惰性载体上，随后装入色谱

173、柱中，实验最终柱温至少比上，随后装入色谱柱中，实验最终柱温至少比上，随后装入色谱柱中，实验最终柱温至少比上，随后装入色谱柱中，实验最终柱温至少比T Tg g( (对无定形对无定形对无定形对无定形聚合物聚合物聚合物聚合物) )或或或或T Tmm( (对结晶聚合物对结晶聚合物对结晶聚合物对结晶聚合物) )高高高高5050，以一种惰性载气在一，以一种惰性载气在一，以一种惰性载气在一，以一种惰性载气在一定流速和预定压力下连续通过色谱系统，而探针分子以脉冲定流速和预定压力下连续通过色谱系统，而探针分子以脉冲定流速和预定压力下连续通过色谱系统，而探针分子以脉冲定流速和预定压力下连续通过色谱系统，而探针分子

174、以脉冲状引入系统。状引入系统。状引入系统。状引入系统。 96 探针分子经色谱柱在不同温度、不同载气流速下的比保留体探针分子经色谱柱在不同温度、不同载气流速下的比保留体探针分子经色谱柱在不同温度、不同载气流速下的比保留体探针分子经色谱柱在不同温度、不同载气流速下的比保留体积积积积( (V Vg g0 0) )为：为：为：为： 式中：式中：式中：式中：V Vg g0 0为每克固定相洗提探针分子所需的载气体积为每克固定相洗提探针分子所需的载气体积为每克固定相洗提探针分子所需的载气体积为每克固定相洗提探针分子所需的载气体积(mL/g)(mL/g)；t tmm为死时间；为死时间；为死时间；为死时间；t

175、ts s为探针分子保留时间；为探针分子保留时间；为探针分子保留时间；为探针分子保留时间；Q Q为载气流速；为载气流速；为载气流速；为载气流速；mm为为为为固定相中聚合物的质量；固定相中聚合物的质量；固定相中聚合物的质量；固定相中聚合物的质量；T T为环境温度；为环境温度；为环境温度；为环境温度； p pi i为柱前压力；为柱前压力；为柱前压力；为柱前压力；p po o为为为为柱后压力。柱后压力。柱后压力。柱后压力。97 由由由由PurnellPurnell和和和和Flory-HugginsFlory-Huggins溶液热力学理论可以得到聚合物溶液热力学理论可以得到聚合物溶液热力学理论可以得到聚

176、合物溶液热力学理论可以得到聚合物- -溶剂分子间热力学相互作用参数：溶剂分子间热力学相互作用参数：溶剂分子间热力学相互作用参数：溶剂分子间热力学相互作用参数： 式中：式中：式中：式中： V Vg g0 0为探针分子摩尔体积；为探针分子摩尔体积；为探针分子摩尔体积；为探针分子摩尔体积；p p1 10 0 为探针分子摩尔蒸汽为探针分子摩尔蒸汽为探针分子摩尔蒸汽为探针分子摩尔蒸汽压；压；压；压；B B1111 为第二维利系数；为第二维利系数；为第二维利系数；为第二维利系数； V V1 1 为聚合物比体积。为聚合物比体积。为聚合物比体积。为聚合物比体积。98 当固定相为共混物时，应用当固定相为共混物时

177、，应用当固定相为共混物时，应用当固定相为共混物时，应用Flory-HugginsFlory-Huggins溶液热力学理论溶液热力学理论溶液热力学理论溶液热力学理论推导得到聚合物推导得到聚合物推导得到聚合物推导得到聚合物- -聚合物分子间的相互作用参数聚合物分子间的相互作用参数聚合物分子间的相互作用参数聚合物分子间的相互作用参数 2323： 式中：式中：式中：式中：mm， ， ， V V分别为物质的质量、比体积、体积分分别为物质的质量、比体积、体积分分别为物质的质量、比体积、体积分分别为物质的质量、比体积、体积分数和摩尔体积；下标数和摩尔体积；下标数和摩尔体积；下标数和摩尔体积；下标1 1，2

178、2，3 3分别为探针分子分别为探针分子分别为探针分子分别为探针分子1 1、聚合物、聚合物、聚合物、聚合物2 2、聚合物聚合物聚合物聚合物3 3。99 2323当为负值时，聚合物具有一定的共混相容性，越大则组当为负值时，聚合物具有一定的共混相容性，越大则组当为负值时，聚合物具有一定的共混相容性，越大则组当为负值时，聚合物具有一定的共混相容性，越大则组分分分分2 2与组分与组分与组分与组分3 3的相容性越差，的相容性越差，的相容性越差，的相容性越差， 2323为正值，体系完全不相容。为正值，体系完全不相容。为正值，体系完全不相容。为正值，体系完全不相容。 文献上常用表观相互作用参数的数值判断组分文

179、献上常用表观相互作用参数的数值判断组分文献上常用表观相互作用参数的数值判断组分文献上常用表观相互作用参数的数值判断组分2 2与组分与组分与组分与组分3 3的相的相的相的相容性。容性。容性。容性。 也有人建议直接用所得比保留体积（也有人建议直接用所得比保留体积（也有人建议直接用所得比保留体积（也有人建议直接用所得比保留体积（ V Vg g0 0 ）与温度的倒数的）与温度的倒数的）与温度的倒数的）与温度的倒数的关系（关系（关系（关系（1/1/T T）图形判断共混聚合物的形态结构和相容性。）图形判断共混聚合物的形态结构和相容性。）图形判断共混聚合物的形态结构和相容性。）图形判断共混聚合物的形态结构和

180、相容性。 若若若若V Vg g0 0-1/-1/T T图有两个转折，为不相容或相容性较差，若仅有图有两个转折，为不相容或相容性较差，若仅有图有两个转折，为不相容或相容性较差，若仅有图有两个转折，为不相容或相容性较差，若仅有一个转折，为相容性很好。一个转折，为相容性很好。一个转折，为相容性很好。一个转折，为相容性很好。1002.2.4.42.2.4.4显微镜法显微镜法显微镜法显微镜法 包括光学显微镜和电子显微镜。包括光学显微镜和电子显微镜。包括光学显微镜和电子显微镜。包括光学显微镜和电子显微镜。 前者可直接目测确定两相是否存在及相互的渗透性，观察前者可直接目测确定两相是否存在及相互的渗透性，观察

181、前者可直接目测确定两相是否存在及相互的渗透性，观察前者可直接目测确定两相是否存在及相互的渗透性，观察的基础是两相在光吸收或色泽方面的差异的基础是两相在光吸收或色泽方面的差异的基础是两相在光吸收或色泽方面的差异的基础是两相在光吸收或色泽方面的差异( (即反差即反差即反差即反差) )，因此常，因此常，因此常，因此常采用着色或染色技术增强反差以助于观测。采用着色或染色技术增强反差以助于观测。采用着色或染色技术增强反差以助于观测。采用着色或染色技术增强反差以助于观测。 电子显微镜有透射电镜法和扫描电镜法。电子显微镜有透射电镜法和扫描电镜法。电子显微镜有透射电镜法和扫描电镜法。电子显微镜有透射电镜法和扫

182、描电镜法。 用透射电镜观测某些超薄的聚合物试样时，为了有较好的用透射电镜观测某些超薄的聚合物试样时，为了有较好的用透射电镜观测某些超薄的聚合物试样时，为了有较好的用透射电镜观测某些超薄的聚合物试样时，为了有较好的反差和获得清晰的图像，要对试样进行染色，使聚合物中反差和获得清晰的图像，要对试样进行染色，使聚合物中反差和获得清晰的图像，要对试样进行染色，使聚合物中反差和获得清晰的图像，要对试样进行染色，使聚合物中的某些组分与重金属离子相互作用以增加对电子的散射能的某些组分与重金属离子相互作用以增加对电子的散射能的某些组分与重金属离子相互作用以增加对电子的散射能的某些组分与重金属离子相互作用以增加对

183、电子的散射能力来提高图像的反差。力来提高图像的反差。力来提高图像的反差。力来提高图像的反差。 101 对含双键的试样可用对含双键的试样可用对含双键的试样可用对含双键的试样可用OsOOsO4 4( (四氧化锇四氧化锇四氧化锇四氧化锇) )，其与双键的作用机理，其与双键的作用机理，其与双键的作用机理，其与双键的作用机理为：为：为：为： 同时也可和两个相邻的双键反应，同时也可和两个相邻的双键反应，同时也可和两个相邻的双键反应，同时也可和两个相邻的双键反应， 或在二个双键间形成氧桥。或在二个双键间形成氧桥。或在二个双键间形成氧桥。或在二个双键间形成氧桥。 对含有对含有对含有对含有-NH-NH基团的聚合

184、物，基团的聚合物，基团的聚合物，基团的聚合物， 同样可用同样可用同样可用同样可用OsOOsO4 4进行染色。但对进行染色。但对进行染色。但对进行染色。但对某些饱和聚合物则应使用醋酸铀或其他重金属盐，如聚丙烯某些饱和聚合物则应使用醋酸铀或其他重金属盐，如聚丙烯某些饱和聚合物则应使用醋酸铀或其他重金属盐，如聚丙烯某些饱和聚合物则应使用醋酸铀或其他重金属盐，如聚丙烯腈试样则可用腈试样则可用腈试样则可用腈试样则可用HH2 2S-AgNOS-AgNO3 3染色以增加试样的反差。染色以增加试样的反差。染色以增加试样的反差。染色以增加试样的反差。102 当使用扫描电镜时，有机聚合物不导电，在电子束作用下易当

185、使用扫描电镜时，有机聚合物不导电，在电子束作用下易当使用扫描电镜时，有机聚合物不导电，在电子束作用下易当使用扫描电镜时，有机聚合物不导电，在电子束作用下易破坏。破坏。破坏。破坏。 因此在观察前必须在试样表面作真空喷金因此在观察前必须在试样表面作真空喷金因此在观察前必须在试样表面作真空喷金因此在观察前必须在试样表面作真空喷金( (约约约约l l20nm20nm厚度厚度厚度厚度) )或喷钯、铂、银等金属，或喷钯、铂、银等金属，或喷钯、铂、银等金属，或喷钯、铂、银等金属， 因原子序数高的原子有较强的二因原子序数高的原子有较强的二因原子序数高的原子有较强的二因原子序数高的原子有较强的二次电子散射能力，

186、次电子散射能力，次电子散射能力，次电子散射能力， 成像时能得到较好的反差以提高图像的成像时能得到较好的反差以提高图像的成像时能得到较好的反差以提高图像的成像时能得到较好的反差以提高图像的清晰度和立体感。清晰度和立体感。清晰度和立体感。清晰度和立体感。 由于扫描电镜法中反差是取决于表面构形或形态结构上的差由于扫描电镜法中反差是取决于表面构形或形态结构上的差由于扫描电镜法中反差是取决于表面构形或形态结构上的差由于扫描电镜法中反差是取决于表面构形或形态结构上的差异，因此，主要用于相区尺寸较大的共混体系，特别是对断异，因此，主要用于相区尺寸较大的共混体系，特别是对断异，因此，主要用于相区尺寸较大的共混

187、体系，特别是对断异，因此，主要用于相区尺寸较大的共混体系，特别是对断口形态的观察。口形态的观察。口形态的观察。口形态的观察。1032.2.52.2.5提高相容性的方法提高相容性的方法提高相容性的方法提高相容性的方法 共混组分中一般相对分子质量较大，其混合熵共混组分中一般相对分子质量较大，其混合熵共混组分中一般相对分子质量较大，其混合熵共混组分中一般相对分子质量较大，其混合熵 S Smm很小，而很小，而很小，而很小，而非极性高聚物共混体系的非极性高聚物共混体系的非极性高聚物共混体系的非极性高聚物共混体系的 HHmm常大于零，常大于零，常大于零，常大于零， 所以很多体系是所以很多体系是所以很多体系

188、是所以很多体系是不相容的或部分相容的。不相容的或部分相容的。不相容的或部分相容的。不相容的或部分相容的。 相容性直接决定着共混物的综合性能和力学性能。相容性直接决定着共混物的综合性能和力学性能。相容性直接决定着共混物的综合性能和力学性能。相容性直接决定着共混物的综合性能和力学性能。 改善相容性的方法有四种：改善相容性的方法有四种：改善相容性的方法有四种：改善相容性的方法有四种：加强基团间的相互作用加强基团间的相互作用加强基团间的相互作用加强基团间的相互作用接枝嵌段共聚共混接枝嵌段共聚共混接枝嵌段共聚共混接枝嵌段共聚共混添加第三组分增容剂添加第三组分增容剂添加第三组分增容剂添加第三组分增容剂形成

189、互穿聚合物网络形成互穿聚合物网络形成互穿聚合物网络形成互穿聚合物网络(IPN)(IPN)1042.2.5.12.2.5.1加强基团间的相互作用加强基团间的相互作用加强基团间的相互作用加强基团间的相互作用 若在非极性的共混组分中引入极性基团，使分子间作用力增若在非极性的共混组分中引入极性基团，使分子间作用力增若在非极性的共混组分中引入极性基团，使分子间作用力增若在非极性的共混组分中引入极性基团，使分子间作用力增大，则可能因大，则可能因大，则可能因大，则可能因HHmm0 三嵌段三嵌段三嵌段三嵌段 四臂星四臂星四臂星四臂星型共聚物。型共聚物。型共聚物。型共聚物。 对主链为组分对主链为组分对主链为组分

190、对主链为组分B B、支链为、支链为、支链为、支链为A A的接枝共聚物，只有当均聚物的接枝共聚物，只有当均聚物的接枝共聚物，只有当均聚物的接枝共聚物，只有当均聚物B B的的的的相对分子质量小于共聚物主链两支化点间的相对分子质量时，相对分子质量小于共聚物主链两支化点间的相对分子质量时，相对分子质量小于共聚物主链两支化点间的相对分子质量时，相对分子质量小于共聚物主链两支化点间的相对分子质量时，才能有限地溶解。才能有限地溶解。才能有限地溶解。才能有限地溶解。 因此，在选用共聚物为增容剂时，一般认为采用二嵌段共聚因此，在选用共聚物为增容剂时，一般认为采用二嵌段共聚因此，在选用共聚物为增容剂时，一般认为采

191、用二嵌段共聚因此，在选用共聚物为增容剂时，一般认为采用二嵌段共聚物效果最好。物效果最好。物效果最好。物效果最好。 例如，例如，例如，例如，LDPE/PPLDPE/PP简单共混物的拉伸冲击强度很低，甚至比两简单共混物的拉伸冲击强度很低，甚至比两简单共混物的拉伸冲击强度很低，甚至比两简单共混物的拉伸冲击强度很低，甚至比两均聚物的强度都低，但若在共混物中加入含均聚物的强度都低，但若在共混物中加入含均聚物的强度都低，但若在共混物中加入含均聚物的强度都低，但若在共混物中加入含PPPP和和和和PEPE嵌段嵌段嵌段嵌段- -EPCAR(EPCAR(三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶) )， 其

192、强度可大幅度地提高。其强度可大幅度地提高。其强度可大幅度地提高。其强度可大幅度地提高。1082.2.5.42.2.5.4形成互穿聚合物网络形成互穿聚合物网络形成互穿聚合物网络形成互穿聚合物网络(IPN)(IPN) 将一种聚合物或两种聚合物各自交联，使两种聚合物结合将一种聚合物或两种聚合物各自交联，使两种聚合物结合将一种聚合物或两种聚合物各自交联，使两种聚合物结合将一种聚合物或两种聚合物各自交联，使两种聚合物结合到一起形成互穿聚合物网络，防止了体系各组分宏观上的到一起形成互穿聚合物网络，防止了体系各组分宏观上的到一起形成互穿聚合物网络，防止了体系各组分宏观上的到一起形成互穿聚合物网络，防止了体系

193、各组分宏观上的相分离。相分离。相分离。相分离。 一般的一般的一般的一般的IPNIPN具有连续的结构和较高的分散程度，通过各自的具有连续的结构和较高的分散程度，通过各自的具有连续的结构和较高的分散程度，通过各自的具有连续的结构和较高的分散程度，通过各自的交联并互相贯穿使体系强迫相容。交联并互相贯穿使体系强迫相容。交联并互相贯穿使体系强迫相容。交联并互相贯穿使体系强迫相容。 除上述的增容方法外，将两种不相容聚合物共混后进行化除上述的增容方法外，将两种不相容聚合物共混后进行化除上述的增容方法外，将两种不相容聚合物共混后进行化除上述的增容方法外，将两种不相容聚合物共混后进行化学交联也可改善相容性。学交

194、联也可改善相容性。学交联也可改善相容性。学交联也可改善相容性。 一般，对于某一特定的共混体系应选何种方法增容，应根一般，对于某一特定的共混体系应选何种方法增容，应根一般，对于某一特定的共混体系应选何种方法增容，应根一般，对于某一特定的共混体系应选何种方法增容，应根据体系的特点和对合金材料的性能要求而定。这方面的理据体系的特点和对合金材料的性能要求而定。这方面的理据体系的特点和对合金材料的性能要求而定。这方面的理据体系的特点和对合金材料的性能要求而定。这方面的理论问题和技术问题尚在进一步的深入了解和探索中。论问题和技术问题尚在进一步的深入了解和探索中。论问题和技术问题尚在进一步的深入了解和探索中

195、。论问题和技术问题尚在进一步的深入了解和探索中。1092.3聚合物材料共混体系的形态结构聚合物材料共混体系的形态结构 聚合物共混物的形态结构与其性能直接相关，而聚合物共混聚合物共混物的形态结构与其性能直接相关，而聚合物共混聚合物共混物的形态结构与其性能直接相关，而聚合物共混聚合物共混物的形态结构与其性能直接相关，而聚合物共混物的形态结构受聚合物组分之间热力学因素（如聚合物之间物的形态结构受聚合物组分之间热力学因素（如聚合物之间物的形态结构受聚合物组分之间热力学因素（如聚合物之间物的形态结构受聚合物组分之间热力学因素（如聚合物之间的相互作用参数、界面张力等）、实施共混的方法和工艺条的相互作用参数

196、、界面张力等）、实施共混的方法和工艺条的相互作用参数、界面张力等）、实施共混的方法和工艺条的相互作用参数、界面张力等）、实施共混的方法和工艺条件等多方面的影响。件等多方面的影响。件等多方面的影响。件等多方面的影响。 通过这些影响因素的讨论，可以了解控制聚合物共混物的结通过这些影响因素的讨论，可以了解控制聚合物共混物的结通过这些影响因素的讨论，可以了解控制聚合物共混物的结通过这些影响因素的讨论，可以了解控制聚合物共混物的结构与性能控制的基本途径。构与性能控制的基本途径。构与性能控制的基本途径。构与性能控制的基本途径。 本节主要讨论聚合物共混物形态结构的基本类型、相界面结本节主要讨论聚合物共混物形

197、态结构的基本类型、相界面结本节主要讨论聚合物共混物形态结构的基本类型、相界面结本节主要讨论聚合物共混物形态结构的基本类型、相界面结构、相容性和混合加工方法对形态结构的影响以及形态结构构、相容性和混合加工方法对形态结构的影响以及形态结构构、相容性和混合加工方法对形态结构的影响以及形态结构构、相容性和混合加工方法对形态结构的影响以及形态结构的主要测定方法。的主要测定方法。的主要测定方法。的主要测定方法。1102.3.12.3.1聚合物共混物形态结构基本类型聚合物共混物形态结构基本类型聚合物共混物形态结构基本类型聚合物共混物形态结构基本类型 聚合物共混物可由两种或两种以上的聚合物组成，对于热力聚合物

198、共混物可由两种或两种以上的聚合物组成，对于热力聚合物共混物可由两种或两种以上的聚合物组成，对于热力聚合物共混物可由两种或两种以上的聚合物组成，对于热力学相容的共混体系，可能形成均相的形态结构。学相容的共混体系，可能形成均相的形态结构。学相容的共混体系，可能形成均相的形态结构。学相容的共混体系，可能形成均相的形态结构。 对于热力学不相容的共混体系则可能形成两个或两个以上的对于热力学不相容的共混体系则可能形成两个或两个以上的对于热力学不相容的共混体系则可能形成两个或两个以上的对于热力学不相容的共混体系则可能形成两个或两个以上的相，这种多相形态结构相，这种多相形态结构相，这种多相形态结构相，这种多相

199、形态结构(multiphasepolymer)(multiphasepolymer)最为普遍。最为普遍。最为普遍。最为普遍。 由两种聚合物构成的两相聚合物共混物，按照相的连续性可由两种聚合物构成的两相聚合物共混物，按照相的连续性可由两种聚合物构成的两相聚合物共混物，按照相的连续性可由两种聚合物构成的两相聚合物共混物，按照相的连续性可分成三种基本类型：分成三种基本类型：分成三种基本类型：分成三种基本类型：单相连续结构单相连续结构单相连续结构单相连续结构( (即一个相是连续的而另一个相是分散的即一个相是连续的而另一个相是分散的即一个相是连续的而另一个相是分散的即一个相是连续的而另一个相是分散的)

200、)两相互锁或交错结构两相互锁或交错结构两相互锁或交错结构两相互锁或交错结构相互贯穿的两相连续结构相互贯穿的两相连续结构相互贯穿的两相连续结构相互贯穿的两相连续结构111（一）单相连续结构（一）单相连续结构（一）单相连续结构（一）单相连续结构 单相连续结构是指构成聚合物共混物的两个相或多个相中只单相连续结构是指构成聚合物共混物的两个相或多个相中只单相连续结构是指构成聚合物共混物的两个相或多个相中只单相连续结构是指构成聚合物共混物的两个相或多个相中只有一个相连续。有一个相连续。有一个相连续。有一个相连续。 此连续相可看作分散介质，称为基体。此连续相可看作分散介质，称为基体。此连续相可看作分散介质，

201、称为基体。此连续相可看作分散介质，称为基体。 其他的相分散于连续相中，称为分散相。其他的相分散于连续相中，称为分散相。其他的相分散于连续相中，称为分散相。其他的相分散于连续相中，称为分散相。 单相连续的形态结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连单相连续的形态结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连单相连续的形态结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连单相连续的形态结构又因分散相相畴的形状、大小以及与连续相结合情况的不同而表现为多种形式：续相结合情况的不同而表现为多种形式：续相结合情况的不同而表现为多种形式：续相结合情况的不同而表现为多种形式： 分散相形状不规则（分散相形状很不规则、大小极为分散，分

202、散相形状不规则（分散相形状很不规则、大小极为分散，分散相形状不规则（分散相形状很不规则、大小极为分散，分散相形状不规则（分散相形状很不规则、大小极为分散，分散相颗粒尺寸通常为分散相颗粒尺寸通常为分散相颗粒尺寸通常为分散相颗粒尺寸通常为1 110m10m左右，一般为机械共混法产左右，一般为机械共混法产左右，一般为机械共混法产左右，一般为机械共混法产物，见图物，见图物，见图物，见图2-162-16）; ;图图图图2-16 NBR-PVC(70:30)2-16 NBR-PVC(70:30)共混物共混物共混物共混物SEMSEM黑色不规则颗粒为橡胶分散相黑色不规则颗粒为橡胶分散相黑色不规则颗粒为橡胶分散

203、相黑色不规则颗粒为橡胶分散相NBRNBR丁腈橡胶丁腈橡胶丁腈橡胶丁腈橡胶112图图图图2-17 PP/PEBAX2-17 PP/PEBAX共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEMPEBAX PEBAX 聚醚胺酯分散相，聚醚胺酯分散相，聚醚胺酯分散相，聚醚胺酯分散相， PPPP基体基体基体基体 分散相颗粒较规则分散相颗粒较规则分散相颗粒较规则分散相颗粒较规则 ( (分散相一般为球型颗粒，见图分散相一般为球型颗粒，见图分散相一般为球型颗粒，见图分散相一般为球型颗粒，见图2-2-1717和图和图和图和图2-18)2-18)图图图图2-18 PP/HDPE(80/20)2-18 PP/HDPE(8

204、0/20)共混物共混物共混物共混物SEMSEMHDPEHDPE为分散相，为分散相，为分散相，为分散相， PPPP基体基体基体基体113图图图图2-19 G2-19 G型型型型ABSABS形态结构形态结构形态结构形态结构SEMSEM黑色部分为橡胶，白色部分为树脂黑色部分为橡胶，白色部分为树脂黑色部分为橡胶，白色部分为树脂黑色部分为橡胶，白色部分为树脂 分散相为胞状结构或香肠状结构分散相为胞状结构或香肠状结构分散相为胞状结构或香肠状结构分散相为胞状结构或香肠状结构( (分散相颗粒内尚分散相颗粒内尚分散相颗粒内尚分散相颗粒内尚包含连续相成分所构成的更小颗粒，见图包含连续相成分所构成的更小颗粒，见图包

205、含连续相成分所构成的更小颗粒，见图包含连续相成分所构成的更小颗粒，见图2-192-19， 三嵌段共聚物通常具有这种形态结构，见图三嵌段共聚物通常具有这种形态结构，见图三嵌段共聚物通常具有这种形态结构，见图三嵌段共聚物通常具有这种形态结构，见图2-20);2-20);图图图图2-20 2-20 PS/PVC(80/20)PS/PVC(80/20)共混物共混物共混物共混物SEMSEM114图图图图2-21 40/60 LCP/PPE2-21 40/60 LCP/PPE共混物共混物共混物共混物SEMSEMLCPLCP液晶呈微纤分布在液晶呈微纤分布在液晶呈微纤分布在液晶呈微纤分布在PPEPPE聚苯硫醚

206、中聚苯硫醚中聚苯硫醚中聚苯硫醚中 分散相为微纤状（见图分散相为微纤状（见图分散相为微纤状（见图分散相为微纤状（见图2-212-21）；）；）；）； 分散相片层状（见图分散相片层状（见图分散相片层状（见图分散相片层状（见图2-222-22）。）。）。）。图图图图2-222-22聚醚酯酰胺呈片层状聚醚酯酰胺呈片层状聚醚酯酰胺呈片层状聚醚酯酰胺呈片层状分散在聚脂基体中分散在聚脂基体中分散在聚脂基体中分散在聚脂基体中115n n应该指出要使分散相形成微纤或片成结构必须具备应该指出要使分散相形成微纤或片成结构必须具备应该指出要使分散相形成微纤或片成结构必须具备应该指出要使分散相形成微纤或片成结构必须具备

207、一定条件，即：一定条件，即：一定条件，即：一定条件，即：（1 1）分散相的熔体黏度大于作为连续相聚合物的）分散相的熔体黏度大于作为连续相聚合物的）分散相的熔体黏度大于作为连续相聚合物的）分散相的熔体黏度大于作为连续相聚合物的熔体黏度；熔体黏度；熔体黏度；熔体黏度；（2 2）共混时大小适当的剪切速率；）共混时大小适当的剪切速率；）共混时大小适当的剪切速率；）共混时大小适当的剪切速率；（3 3）采用恰当的增容技术。）采用恰当的增容技术。）采用恰当的增容技术。）采用恰当的增容技术。116（二）两相互锁（二）两相互锁（二）两相互锁（二）两相互锁（interlockedinterlocked）或交错结构

208、）或交错结构）或交错结构）或交错结构 两相互锁或交错结构也称为两相共连续结构，包括层状结两相互锁或交错结构也称为两相共连续结构，包括层状结两相互锁或交错结构也称为两相共连续结构，包括层状结两相互锁或交错结构也称为两相共连续结构，包括层状结构和互锁结构。有两种情况可以产生这种结构。构和互锁结构。有两种情况可以产生这种结构。构和互锁结构。有两种情况可以产生这种结构。构和互锁结构。有两种情况可以产生这种结构。(1)(1)嵌段共聚物产生两相旋节分离。嵌段共聚物产生两相旋节分离。嵌段共聚物产生两相旋节分离。嵌段共聚物产生两相旋节分离。(2)(2)当两组分含量相近，两相之间产生相逆转时也可能形成当两组分含

209、量相近，两相之间产生相逆转时也可能形成当两组分含量相近，两相之间产生相逆转时也可能形成当两组分含量相近，两相之间产生相逆转时也可能形成这类形态结构，如图这类形态结构，如图这类形态结构，如图这类形态结构，如图2-232-23和图和图和图和图2-242-24。117图图图图2-232-23两相共连续结构的两相共连续结构的两相共连续结构的两相共连续结构的SEMSEM(a)(PS/SMA2)/PA6(51/4)/45(a)(PS/SMA2)/PA6(51/4)/45共混物，共混物，共混物，共混物， 平行于流动方向平行于流动方向平行于流动方向平行于流动方向 (b)(b)垂直于流动方垂直于流动方垂直于流动

210、方垂直于流动方向向向向 (c)PS/PA655/45(c)PS/PA655/45共混物，共混物，共混物，共混物， 平行于流动方向平行于流动方向平行于流动方向平行于流动方向 (d)(d)垂直于流动方向垂直于流动方向垂直于流动方向垂直于流动方向118图图图图2-24PS2-24PS及及及及PSPS/PB(80/20)/PB(80/20)的的的的AFMAFM图像图像图像图像两相连续结构两相连续结构两相连续结构两相连续结构119 有人用图有人用图有人用图有人用图2-252-25所示的理想模型说明聚合物共混物的形态结构。所示的理想模型说明聚合物共混物的形态结构。所示的理想模型说明聚合物共混物的形态结构。

211、所示的理想模型说明聚合物共混物的形态结构。图图图图2-252-25非均相多组分聚合物的形态结构模型非均相多组分聚合物的形态结构模型非均相多组分聚合物的形态结构模型非均相多组分聚合物的形态结构模型组分组分组分组分A A白色；组分白色；组分白色；组分白色；组分B B黑色黑色黑色黑色120 一般含量少的组分形成分散相，而含量多的组分形成连续相。一般含量少的组分形成分散相，而含量多的组分形成连续相。一般含量少的组分形成分散相，而含量多的组分形成连续相。一般含量少的组分形成分散相，而含量多的组分形成连续相。 随分散相含量的逐渐增加，分散相从球状分散变成棒状分散，随分散相含量的逐渐增加，分散相从球状分散变

212、成棒状分散，随分散相含量的逐渐增加，分散相从球状分散变成棒状分散，随分散相含量的逐渐增加，分散相从球状分散变成棒状分散，到两个组分含量相近时，则形成层状结构，这时两个组分在到两个组分含量相近时，则形成层状结构，这时两个组分在到两个组分含量相近时，则形成层状结构，这时两个组分在到两个组分含量相近时，则形成层状结构，这时两个组分在材料中都成连续相。材料中都成连续相。材料中都成连续相。材料中都成连续相。 大多数实际的多组分聚合物的结构要更复杂些，通常也没有大多数实际的多组分聚合物的结构要更复杂些，通常也没有大多数实际的多组分聚合物的结构要更复杂些，通常也没有大多数实际的多组分聚合物的结构要更复杂些，

213、通常也没有这样规则，可能出现过度形态，或者几种形态同时存在，例这样规则，可能出现过度形态，或者几种形态同时存在，例这样规则，可能出现过度形态，或者几种形态同时存在，例这样规则，可能出现过度形态，或者几种形态同时存在，例如球和短棒或不规则的条、块等形状同时作为分散相同时存如球和短棒或不规则的条、块等形状同时作为分散相同时存如球和短棒或不规则的条、块等形状同时作为分散相同时存如球和短棒或不规则的条、块等形状同时作为分散相同时存在于聚合物基体中。在于聚合物基体中。在于聚合物基体中。在于聚合物基体中。 聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转，原来是聚合物共混物可在一定的组成范围内发生相的逆转，原

214、来是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，如图相，如图相，如图相，如图2-262-26和图和图和图和图2-272-27。 121 相逆转中形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使相逆转中形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使相逆转中形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使相逆转中形成两相交错、互锁的共连续形态结构，使共混物的

215、力学性能提高。共混物的力学性能提高。共混物的力学性能提高。共混物的力学性能提高。图图图图2-26 PP/PS2-26 PP/PS共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEM，图中数据为图中数据为图中数据为图中数据为PSPS质量分数质量分数质量分数质量分数122图图图图2-27 PS/EPDM(2-27 PS/EPDM(三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶) )共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEM，百分数百分数百分数百分数PSPS质量分数质量分数质量分数质量分数123 （三）相互贯穿的两相连续形态结构（三）相互贯穿的两相连续形态结构（三）相互贯穿的两相连续形态结构（三）相互贯

216、穿的两相连续形态结构 相互贯穿的两相连续形态结构多见于互穿网络聚合物，其特相互贯穿的两相连续形态结构多见于互穿网络聚合物，其特相互贯穿的两相连续形态结构多见于互穿网络聚合物，其特相互贯穿的两相连续形态结构多见于互穿网络聚合物，其特点是两种聚合物分子网络相互贯穿，使得整个共混物成为一点是两种聚合物分子网络相互贯穿，使得整个共混物成为一点是两种聚合物分子网络相互贯穿，使得整个共混物成为一点是两种聚合物分子网络相互贯穿，使得整个共混物成为一个交织网络，两个相都是连续的，见图个交织网络，两个相都是连续的，见图个交织网络，两个相都是连续的，见图个交织网络，两个相都是连续的，见图2-282-28。图图图图

217、2-28 2-28 基于基于基于基于PS PS 的的的的PS/PB(PS/PB(聚丁烯聚丁烯聚丁烯聚丁烯) IPN) IPN的的的的TEMTEM IPNS IPNS中两个相的连续程度中两个相的连续程度中两个相的连续程度中两个相的连续程度一般不同。聚合物一般不同。聚合物一般不同。聚合物一般不同。聚合物1 1构成的相构成的相构成的相构成的相连续性较大，聚合物连续性较大，聚合物连续性较大，聚合物连续性较大，聚合物2 2的相连的相连的相连的相连续性较小。连续性较大的相，续性较小。连续性较大的相，续性较小。连续性较大的相，续性较小。连续性较大的相，对性能影响较大。对性能影响较大。对性能影响较大。对性能影

218、响较大。 两组分之间的相容性越好、两组分之间的相容性越好、两组分之间的相容性越好、两组分之间的相容性越好、交联度越大，则相畴越小。交联度越大，则相畴越小。交联度越大，则相畴越小。交联度越大，则相畴越小。124（四）含结晶聚合物的共混物的形态特征（四）含结晶聚合物的共混物的形态特征（四）含结晶聚合物的共混物的形态特征（四）含结晶聚合物的共混物的形态特征 聚合物共混改性也涉及结晶聚合物，对这类聚合物的共混聚合物共混改性也涉及结晶聚合物，对这类聚合物的共混聚合物共混改性也涉及结晶聚合物，对这类聚合物的共混聚合物共混改性也涉及结晶聚合物，对这类聚合物的共混应该考虑共混后结晶形态和结晶度的变化。应该考虑

219、共混后结晶形态和结晶度的变化。应该考虑共混后结晶形态和结晶度的变化。应该考虑共混后结晶形态和结晶度的变化。 含结晶聚合物的共混体系可划分为两大类。含结晶聚合物的共混体系可划分为两大类。含结晶聚合物的共混体系可划分为两大类。含结晶聚合物的共混体系可划分为两大类。 一是结晶聚合物与非晶聚合物共混体系（简称为一是结晶聚合物与非晶聚合物共混体系（简称为一是结晶聚合物与非晶聚合物共混体系（简称为一是结晶聚合物与非晶聚合物共混体系（简称为C/AC/A共混体共混体共混体共混体系）；系）；系）；系）； 二是结晶聚合物与结晶聚合物共混体系（简称为二是结晶聚合物与结晶聚合物共混体系（简称为二是结晶聚合物与结晶聚合

220、物共混体系（简称为二是结晶聚合物与结晶聚合物共混体系（简称为C/CC/C共混体共混体共混体共混体系）。系）。系）。系）。125 在在在在C/AC/A共混体系中，由于两类聚合物在分子结构和结晶特性共混体系中，由于两类聚合物在分子结构和结晶特性共混体系中，由于两类聚合物在分子结构和结晶特性共混体系中，由于两类聚合物在分子结构和结晶特性方面的巨大差异，从热力学标准，要实现均相相容可能性是方面的巨大差异，从热力学标准，要实现均相相容可能性是方面的巨大差异，从热力学标准，要实现均相相容可能性是方面的巨大差异，从热力学标准，要实现均相相容可能性是很小的，可是这种判断有一定的局限性，事实上已经得到了很小的，

221、可是这种判断有一定的局限性，事实上已经得到了很小的，可是这种判断有一定的局限性，事实上已经得到了很小的，可是这种判断有一定的局限性，事实上已经得到了许多可相容的这类共混体系。许多可相容的这类共混体系。许多可相容的这类共混体系。许多可相容的这类共混体系。 射线和光学显微镜法对聚氯乙烯射线和光学显微镜法对聚氯乙烯射线和光学显微镜法对聚氯乙烯射线和光学显微镜法对聚氯乙烯/ /聚己内酯聚己内酯聚己内酯聚己内酯(PVC/PCL)(PVC/PCL)，全，全，全，全同立构聚苯乙烯同立构聚苯乙烯同立构聚苯乙烯同立构聚苯乙烯/ /无规立构聚苯乙烯无规立构聚苯乙烯无规立构聚苯乙烯无规立构聚苯乙烯(i-PS/a-P

222、S)(i-PS/a-PS)等共混体系研等共混体系研等共混体系研等共混体系研究之后，推断究之后，推断究之后，推断究之后，推断/ /共混体系有可能存在四种形态结构（图共混体系有可能存在四种形态结构（图共混体系有可能存在四种形态结构（图共混体系有可能存在四种形态结构（图2-2-2929）。）。）。）。（1 1）结晶聚合物的晶粒分散在非晶态介质中，）结晶聚合物的晶粒分散在非晶态介质中，）结晶聚合物的晶粒分散在非晶态介质中，）结晶聚合物的晶粒分散在非晶态介质中，a a；（2 2）结晶聚合物的球晶分散于非晶态介质中，）结晶聚合物的球晶分散于非晶态介质中，）结晶聚合物的球晶分散于非晶态介质中，）结晶聚合物的

223、球晶分散于非晶态介质中，b b； （3 3）非晶态分散在结晶高分子球晶中，）非晶态分散在结晶高分子球晶中，）非晶态分散在结晶高分子球晶中，）非晶态分散在结晶高分子球晶中，c c；（4 4）结晶组分形成较大的相畴分散在结晶高分子球晶中，）结晶组分形成较大的相畴分散在结晶高分子球晶中，）结晶组分形成较大的相畴分散在结晶高分子球晶中，）结晶组分形成较大的相畴分散在结晶高分子球晶中，d d126（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）图图图图2-29 C/A2-29 C/A共混体系形态结构共混体系形态结构共混体系形态结构共混体系形态结构127 MartuscelliMartuscelli等研究发现等研

224、究发现等研究发现等研究发现/ /共混体系还存在以下形态结构：共混体系还存在以下形态结构：共混体系还存在以下形态结构：共混体系还存在以下形态结构：（5 5）球晶几乎充满整个共混体系（为连续相），非晶聚合）球晶几乎充满整个共混体系（为连续相），非晶聚合）球晶几乎充满整个共混体系（为连续相），非晶聚合）球晶几乎充满整个共混体系（为连续相），非晶聚合物分散于球晶与球晶之间；物分散于球晶与球晶之间；物分散于球晶与球晶之间；物分散于球晶与球晶之间；（6 6）球晶被轻度破坏，成为树枝晶并分散于非晶聚合物之）球晶被轻度破坏，成为树枝晶并分散于非晶聚合物之）球晶被轻度破坏，成为树枝晶并分散于非晶聚合物之）球晶被

225、轻度破坏，成为树枝晶并分散于非晶聚合物之间；间；间；间；（7 7）结晶聚合物未能结晶，形成非晶）结晶聚合物未能结晶，形成非晶）结晶聚合物未能结晶，形成非晶）结晶聚合物未能结晶，形成非晶/ /结晶共混体系（均相结晶共混体系（均相结晶共混体系（均相结晶共混体系（均相或非均相）；或非均相）；或非均相）；或非均相）；（8 8）非晶聚合物产生结晶，体系转化为结晶）非晶聚合物产生结晶，体系转化为结晶）非晶聚合物产生结晶，体系转化为结晶）非晶聚合物产生结晶，体系转化为结晶/ /结晶聚合物共结晶聚合物共结晶聚合物共结晶聚合物共混体系（也可能同时含有一种或两种聚合物的非晶区）。混体系（也可能同时含有一种或两种聚

226、合物的非晶区）。混体系（也可能同时含有一种或两种聚合物的非晶区）。混体系（也可能同时含有一种或两种聚合物的非晶区）。128 典型的典型的典型的典型的C/AC/A共混体系包括：聚己内酯共混体系包括：聚己内酯共混体系包括：聚己内酯共混体系包括：聚己内酯/ /聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯(PCL/PVC)(PCL/PVC)共共共共混物、全同立构聚苯乙烯混物、全同立构聚苯乙烯混物、全同立构聚苯乙烯混物、全同立构聚苯乙烯(i-PS)/(i-PS)/无规立构聚苯乙烯无规立构聚苯乙烯无规立构聚苯乙烯无规立构聚苯乙烯(a-PS)(a-PS)共共共共混物以及混物以及混物以及混物以及i-PSi-PS与聚苯醚与

227、聚苯醚与聚苯醚与聚苯醚(PPO)(PPO)的共混物、聚偏氯乙烯的共混物、聚偏氯乙烯的共混物、聚偏氯乙烯的共混物、聚偏氯乙烯(PVDF)/PMMA(PVDF)/PMMA共混物等。共混物等。共混物等。共混物等。 在在在在C/AC/A聚合物共混体系中，非晶聚合物分子一般很难进入结聚合物共混体系中，非晶聚合物分子一般很难进入结聚合物共混体系中，非晶聚合物分子一般很难进入结聚合物共混体系中，非晶聚合物分子一般很难进入结晶聚合物的结晶结构中。所以，这类共混体系大多表现为结晶聚合物的结晶结构中。所以，这类共混体系大多表现为结晶聚合物的结晶结构中。所以，这类共混体系大多表现为结晶聚合物的结晶结构中。所以，这类

228、共混体系大多表现为结晶区以及非晶区共有的形态。晶区以及非晶区共有的形态。晶区以及非晶区共有的形态。晶区以及非晶区共有的形态。 从热力学相容性角度分析以及许多试验结果证明，相容性越从热力学相容性角度分析以及许多试验结果证明，相容性越从热力学相容性角度分析以及许多试验结果证明，相容性越从热力学相容性角度分析以及许多试验结果证明，相容性越差，共混体系中结晶结构就越完整，而相容性好结晶结构较差，共混体系中结晶结构就越完整，而相容性好结晶结构较差，共混体系中结晶结构就越完整，而相容性好结晶结构较差，共混体系中结晶结构就越完整，而相容性好结晶结构较容易被破坏。容易被破坏。容易被破坏。容易被破坏。 129

229、对于不相容体系，非晶聚合物分子与结晶聚合物分子之间强对于不相容体系，非晶聚合物分子与结晶聚合物分子之间强对于不相容体系，非晶聚合物分子与结晶聚合物分子之间强对于不相容体系，非晶聚合物分子与结晶聚合物分子之间强烈排斥，结晶聚合物基本不可以不受干扰地按照单独存在使烈排斥，结晶聚合物基本不可以不受干扰地按照单独存在使烈排斥，结晶聚合物基本不可以不受干扰地按照单独存在使烈排斥，结晶聚合物基本不可以不受干扰地按照单独存在使得结晶特性进行结晶。得结晶特性进行结晶。得结晶特性进行结晶。得结晶特性进行结晶。 因而当结晶聚合物在共混体系中浓度高时，球晶几乎充满整因而当结晶聚合物在共混体系中浓度高时，球晶几乎充满

230、整因而当结晶聚合物在共混体系中浓度高时，球晶几乎充满整因而当结晶聚合物在共混体系中浓度高时，球晶几乎充满整个共混体系为连续相，非晶聚合物分散于球晶与球晶之间，个共混体系为连续相，非晶聚合物分散于球晶与球晶之间，个共混体系为连续相，非晶聚合物分散于球晶与球晶之间，个共混体系为连续相，非晶聚合物分散于球晶与球晶之间，即呈现（即呈现（即呈现（即呈现（5 5）的形态。）的形态。）的形态。）的形态。 随结晶聚合物的浓度降低和非晶聚合物浓度升高，不相容的随结晶聚合物的浓度降低和非晶聚合物浓度升高，不相容的随结晶聚合物的浓度降低和非晶聚合物浓度升高，不相容的随结晶聚合物的浓度降低和非晶聚合物浓度升高，不相容

231、的C/AC/A聚合物共混体系的形态可能会逐步转化为非晶区域成为聚合物共混体系的形态可能会逐步转化为非晶区域成为聚合物共混体系的形态可能会逐步转化为非晶区域成为聚合物共混体系的形态可能会逐步转化为非晶区域成为连续相区，结晶聚合物的晶粒或球晶为分散相的状态，即连续相区，结晶聚合物的晶粒或球晶为分散相的状态，即连续相区，结晶聚合物的晶粒或球晶为分散相的状态，即连续相区，结晶聚合物的晶粒或球晶为分散相的状态，即（1 1）或（）或（）或（）或（2 2）的形态。）的形态。）的形态。）的形态。 130 对对对对PPS/PESPPS/PES（聚苯硫醚（聚苯硫醚（聚苯硫醚（聚苯硫醚/ /聚醚砜）共混体系的形态的

232、研究发聚醚砜）共混体系的形态的研究发聚醚砜）共混体系的形态的研究发聚醚砜）共混体系的形态的研究发现：随现：随现：随现：随PESPES含量增加，其连续性不断加强，但含量增加，其连续性不断加强，但含量增加，其连续性不断加强，但含量增加，其连续性不断加强，但PPSPPS球晶始终球晶始终球晶始终球晶始终保持完整。保持完整。保持完整。保持完整。 对于相容性较好的共混体系，其所含结晶聚合物的结晶特对于相容性较好的共混体系，其所含结晶聚合物的结晶特对于相容性较好的共混体系，其所含结晶聚合物的结晶特对于相容性较好的共混体系，其所含结晶聚合物的结晶特性较易受到非晶聚合物的干扰，导致结晶形态的变化。性较易受到非晶

233、聚合物的干扰，导致结晶形态的变化。性较易受到非晶聚合物的干扰，导致结晶形态的变化。性较易受到非晶聚合物的干扰，导致结晶形态的变化。 如如如如PEO/PBHEPEO/PBHE（据环氧乙烷（据环氧乙烷（据环氧乙烷（据环氧乙烷/ /聚双酚聚双酚聚双酚聚双酚A A羟基醚）中，当羟基醚）中，当羟基醚）中，当羟基醚）中，当PEOPEO含量在含量在含量在含量在5050以上的共混体系完全被以上的共混体系完全被以上的共混体系完全被以上的共混体系完全被PEOPEO球晶充满，非晶态球晶充满，非晶态球晶充满，非晶态球晶充满，非晶态PBHEPBHE作为微区分散在大球晶之间或球晶之中，分别相当于作为微区分散在大球晶之间或

234、球晶之中，分别相当于作为微区分散在大球晶之间或球晶之中，分别相当于作为微区分散在大球晶之间或球晶之中，分别相当于形态（形态（形态（形态（5 5）及形态（）及形态（）及形态（）及形态（3 3）、（）、（）、（）、（4 4）。）。）。）。PEOPEO含量降为含量降为含量降为含量降为4040和和和和3030时，呈现树枝晶，相当于形态（时，呈现树枝晶，相当于形态（时，呈现树枝晶，相当于形态（时，呈现树枝晶，相当于形态（6 6）。）。）。）。PEOPEO含量降到含量降到含量降到含量降到2020以以以以下时，已观察不到下时，已观察不到下时，已观察不到下时，已观察不到PEOPEO的晶体，相当于形态（的晶体，

235、相当于形态（的晶体，相当于形态（的晶体，相当于形态（7 7）。）。）。）。131 当聚合物相容性较好，且结晶聚合物的当聚合物相容性较好，且结晶聚合物的当聚合物相容性较好，且结晶聚合物的当聚合物相容性较好，且结晶聚合物的T Tg g很低时，非晶聚很低时，非晶聚很低时，非晶聚很低时，非晶聚合物组分在合物组分在合物组分在合物组分在T Tg g很低的相容性结晶组分的稀释、增塑作用下，很低的相容性结晶组分的稀释、增塑作用下，很低的相容性结晶组分的稀释、增塑作用下，很低的相容性结晶组分的稀释、增塑作用下，本来不结晶的非晶聚合物反而异常结晶，于是出现（本来不结晶的非晶聚合物反而异常结晶，于是出现（本来不结晶

236、的非晶聚合物反而异常结晶，于是出现（本来不结晶的非晶聚合物反而异常结晶，于是出现（8 8）的形态。的形态。的形态。的形态。 此外，许多研究表明，结晶此外，许多研究表明，结晶此外，许多研究表明，结晶此外，许多研究表明，结晶/ /非晶聚合物共混体系即使相非晶聚合物共混体系即使相非晶聚合物共混体系即使相非晶聚合物共混体系即使相容，其相容作用也仅限于结晶聚合物的非晶区，可见，研容，其相容作用也仅限于结晶聚合物的非晶区，可见，研容，其相容作用也仅限于结晶聚合物的非晶区，可见，研容，其相容作用也仅限于结晶聚合物的非晶区，可见，研究这类共混体系形态时，作为第三相存在的界面区是不容究这类共混体系形态时，作为第

237、三相存在的界面区是不容究这类共混体系形态时，作为第三相存在的界面区是不容究这类共混体系形态时，作为第三相存在的界面区是不容忽视的。忽视的。忽视的。忽视的。图图图图 PEO/PHB( PEO/PHB(聚羟基丁酸酯聚羟基丁酸酯聚羟基丁酸酯聚羟基丁酸酯) )形态结构形态结构形态结构形态结构132 C/CC/C共混物中的聚合物一般为部分结晶聚合物，其中含有共混物中的聚合物一般为部分结晶聚合物，其中含有共混物中的聚合物一般为部分结晶聚合物，其中含有共混物中的聚合物一般为部分结晶聚合物，其中含有非晶部分，因此结晶性及晶体结构的受控因素更多。此非晶部分，因此结晶性及晶体结构的受控因素更多。此非晶部分，因此结

238、晶性及晶体结构的受控因素更多。此非晶部分，因此结晶性及晶体结构的受控因素更多。此类共混物的形态结构可能呈现八种形态，其中较为常见类共混物的形态结构可能呈现八种形态，其中较为常见类共混物的形态结构可能呈现八种形态，其中较为常见类共混物的形态结构可能呈现八种形态，其中较为常见的有六种形态，如图的有六种形态，如图的有六种形态，如图的有六种形态，如图2-302-30 。图图图图2-30C/C2-30C/C共混体系形态结构共混体系形态结构共混体系形态结构共混体系形态结构133（1 1）原结晶聚合物的结晶性被破坏，形成了非晶态的共混体）原结晶聚合物的结晶性被破坏，形成了非晶态的共混体）原结晶聚合物的结晶性

239、被破坏，形成了非晶态的共混体）原结晶聚合物的结晶性被破坏，形成了非晶态的共混体系，其中一种聚合物以较小的相畴分布在另一种聚合物中，系，其中一种聚合物以较小的相畴分布在另一种聚合物中，系，其中一种聚合物以较小的相畴分布在另一种聚合物中，系，其中一种聚合物以较小的相畴分布在另一种聚合物中，这种情况多见于相容性好的体系；这种情况多见于相容性好的体系；这种情况多见于相容性好的体系；这种情况多见于相容性好的体系；（2 2）原结晶聚合物的结晶性被破坏，形成了非晶态的共混体）原结晶聚合物的结晶性被破坏，形成了非晶态的共混体）原结晶聚合物的结晶性被破坏，形成了非晶态的共混体）原结晶聚合物的结晶性被破坏，形成了

240、非晶态的共混体系，其中一种聚合物以较大的相畴分布在另一种聚合物中，系，其中一种聚合物以较大的相畴分布在另一种聚合物中，系，其中一种聚合物以较大的相畴分布在另一种聚合物中，系，其中一种聚合物以较大的相畴分布在另一种聚合物中，这种情况多见于相容性较差的体系。这种情况多见于相容性较差的体系。这种情况多见于相容性较差的体系。这种情况多见于相容性较差的体系。例如例如例如例如PBT/PETPBT/PET熔融共混，因发生酯交换形成了无规嵌段共聚熔融共混，因发生酯交换形成了无规嵌段共聚熔融共混，因发生酯交换形成了无规嵌段共聚熔融共混，因发生酯交换形成了无规嵌段共聚物，完全失去了结晶性，其共混物就表现为这类非晶

241、共混体物，完全失去了结晶性，其共混物就表现为这类非晶共混体物，完全失去了结晶性，其共混物就表现为这类非晶共混体物，完全失去了结晶性，其共混物就表现为这类非晶共混体系的形态。系的形态。系的形态。系的形态。 （3 3）和（）和（）和（）和（4 4）两结晶聚合物分别结晶，例如）两结晶聚合物分别结晶，例如）两结晶聚合物分别结晶，例如）两结晶聚合物分别结晶，例如PP/UHMWPEPP/UHMWPE和和和和PPS/PAPPS/PA共混物。共混物。共混物。共混物。134（5 5）两结晶聚合物分别形成球晶，但球晶中含有另外一种）两结晶聚合物分别形成球晶，但球晶中含有另外一种）两结晶聚合物分别形成球晶，但球晶中

242、含有另外一种）两结晶聚合物分别形成球晶，但球晶中含有另外一种聚合物的非晶区。聚合物的非晶区。聚合物的非晶区。聚合物的非晶区。（6 6）两结晶聚合物能形成共晶，如溶液共混法得到的）两结晶聚合物能形成共晶，如溶液共混法得到的）两结晶聚合物能形成共晶，如溶液共混法得到的）两结晶聚合物能形成共晶，如溶液共混法得到的LLDPE/UHMWPELLDPE/UHMWPE共混物有共晶的形成。共混物有共晶的形成。共混物有共晶的形成。共混物有共晶的形成。（7 7）一种结晶聚合物形成晶体，另一结晶聚合物不结晶，）一种结晶聚合物形成晶体，另一结晶聚合物不结晶，）一种结晶聚合物形成晶体，另一结晶聚合物不结晶，）一种结晶聚

243、合物形成晶体，另一结晶聚合物不结晶，转化为非晶态。例如对于转化为非晶态。例如对于转化为非晶态。例如对于转化为非晶态。例如对于PP/UHMWPEPP/UHMWPE聚合物熔融共混体系。聚合物熔融共混体系。聚合物熔融共混体系。聚合物熔融共混体系。（8 8）单组分晶体与双组分共晶同时存在的形态，如）单组分晶体与双组分共晶同时存在的形态，如）单组分晶体与双组分共晶同时存在的形态，如）单组分晶体与双组分共晶同时存在的形态，如HDPE/LLDPEHDPE/LLDPE。 C/CC/C聚合物共混物的例子主要有聚对苯二甲酸丁二酯聚合物共混物的例子主要有聚对苯二甲酸丁二酯聚合物共混物的例子主要有聚对苯二甲酸丁二酯聚

244、合物共混物的例子主要有聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/(PBT)/聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯(PET)(PET)共混物、共混物、共混物、共混物、PE/PPPE/PP共混物、聚酰胺共混物、聚酰胺共混物、聚酰胺共混物、聚酰胺(PA)/PE(PA)/PE共混物等。共混物等。共混物等。共混物等。135 此外，附生结晶此外，附生结晶此外，附生结晶此外，附生结晶(Epitaxialcrystallization)(Epitaxialcrystallization)是是是是C/CC/C聚合物共聚合物共聚合物共聚合物共混物的另一种形态。混物的另一种形态。混物的另一种

245、形态。混物的另一种形态。所谓附生结晶，通常定义为一种结晶所谓附生结晶，通常定义为一种结晶所谓附生结晶，通常定义为一种结晶所谓附生结晶，通常定义为一种结晶物质在另一种晶体基底上的取向结晶。物质在另一种晶体基底上的取向结晶。物质在另一种晶体基底上的取向结晶。物质在另一种晶体基底上的取向结晶。 由于基底对附生物质的作用致使其两者间存在着严格取向由于基底对附生物质的作用致使其两者间存在着严格取向由于基底对附生物质的作用致使其两者间存在着严格取向由于基底对附生物质的作用致使其两者间存在着严格取向关系，从而使附生物质产生异乎寻常的形态结构，此结构关系，从而使附生物质产生异乎寻常的形态结构，此结构关系，从而

246、使附生物质产生异乎寻常的形态结构，此结构关系，从而使附生物质产生异乎寻常的形态结构，此结构对材料的力学性能有很大影响。对材料的力学性能有很大影响。对材料的力学性能有很大影响。对材料的力学性能有很大影响。 聚合物的附生结晶基底有三种：聚合物的附生结晶基底有三种：聚合物的附生结晶基底有三种：聚合物的附生结晶基底有三种：（1 1）无机化合物为基底；）无机化合物为基底；）无机化合物为基底；）无机化合物为基底；（2 2）有机化合物为基底；）有机化合物为基底；）有机化合物为基底；）有机化合物为基底；（3 3）聚合物为基底。）聚合物为基底。）聚合物为基底。）聚合物为基底。136 在聚合物基底上的附生结晶又称

247、聚合物在聚合物基底上的附生结晶又称聚合物在聚合物基底上的附生结晶又称聚合物在聚合物基底上的附生结晶又称聚合物/ /聚合物附生结晶。聚合物附生结晶。聚合物附生结晶。聚合物附生结晶。 三种形式：均相附生结晶、异相附生结晶、拟态附生结晶三种形式：均相附生结晶、异相附生结晶、拟态附生结晶三种形式：均相附生结晶、异相附生结晶、拟态附生结晶三种形式：均相附生结晶、异相附生结晶、拟态附生结晶 聚合物在同种聚合物基底上的取向结晶现象称为聚合物均相聚合物在同种聚合物基底上的取向结晶现象称为聚合物均相聚合物在同种聚合物基底上的取向结晶现象称为聚合物均相聚合物在同种聚合物基底上的取向结晶现象称为聚合物均相附生结晶。

248、附生结晶。附生结晶。附生结晶。 聚合物的结晶过程本身就是一种均相附生结晶，因为晶体的聚合物的结晶过程本身就是一种均相附生结晶，因为晶体的聚合物的结晶过程本身就是一种均相附生结晶，因为晶体的聚合物的结晶过程本身就是一种均相附生结晶，因为晶体的生长即是熔体聚合物链在已经结晶的聚合物晶体表面规则的生长即是熔体聚合物链在已经结晶的聚合物晶体表面规则的生长即是熔体聚合物链在已经结晶的聚合物晶体表面规则的生长即是熔体聚合物链在已经结晶的聚合物晶体表面规则的沉积过程，串晶结构是均相附生结晶的典型，如图。沉积过程，串晶结构是均相附生结晶的典型，如图。沉积过程，串晶结构是均相附生结晶的典型，如图。沉积过程，串晶

249、结构是均相附生结晶的典型，如图。图图图图2-312-31串晶结构示意图串晶结构示意图串晶结构示意图串晶结构示意图图图图图2-322-32聚乙烯的串晶结构聚乙烯的串晶结构聚乙烯的串晶结构聚乙烯的串晶结构137 一种结晶聚合物在另一种结晶聚合物取向基底上的附生结晶一种结晶聚合物在另一种结晶聚合物取向基底上的附生结晶一种结晶聚合物在另一种结晶聚合物取向基底上的附生结晶一种结晶聚合物在另一种结晶聚合物取向基底上的附生结晶现象称为异相附生结晶。现象称为异相附生结晶。现象称为异相附生结晶。现象称为异相附生结晶。 根据取向关系，聚合物异相附生体系可分为平行链附生结晶根据取向关系，聚合物异相附生体系可分为平行

250、链附生结晶根据取向关系，聚合物异相附生体系可分为平行链附生结晶根据取向关系，聚合物异相附生体系可分为平行链附生结晶和非平行链附生结晶。和非平行链附生结晶。和非平行链附生结晶。和非平行链附生结晶。 平行链附生结晶，即沉积聚合物与基底聚合物分子链平行的平行链附生结晶，即沉积聚合物与基底聚合物分子链平行的平行链附生结晶，即沉积聚合物与基底聚合物分子链平行的平行链附生结晶，即沉积聚合物与基底聚合物分子链平行的取向结晶现象，如表取向结晶现象，如表取向结晶现象，如表取向结晶现象，如表2-92-9所列共混体系。所列共混体系。所列共混体系。所列共混体系。表表表表2-92-9平行链聚合物附生体系平行链聚合物附生

251、体系平行链聚合物附生体系平行链聚合物附生体系附生物附生物附生物附生物链烷烃链烷烃PEPEPCLPCLPOMPOM基底聚合物基底聚合物基底聚合物基底聚合物PEPOMPEPOMPTFEPTFE，POMPOMPEPE，PTFEPTFE，POMPOMPEPE，i-PPi-PP，NylonNylon，PETPET138表表表表2-102-10非平行链聚合物附生体系非平行链聚合物附生体系非平行链聚合物附生体系非平行链聚合物附生体系附生物附生物附生物附生物PEPEi-PPi-PPPBDPBDPCLPCL聚八聚体聚八聚体聚八聚体聚八聚体PEPEs-PPs-PPs-PPs-PPi-PPi-PP基底聚合物基底聚合

252、物基底聚合物基底聚合物i-PPi-PPNylon-Nylon-6 6i-PPi-PPi-PPi-PPi-PPi-PPs-PPs-PPPEPENylon-12Nylon-12PTFPTFE E分子分子分子分子链夹链夹角角角角505050505050505050503737373737375757 非平行链附生结晶即附生物与基底聚合物分子链方向成一非平行链附生结晶即附生物与基底聚合物分子链方向成一非平行链附生结晶即附生物与基底聚合物分子链方向成一非平行链附生结晶即附生物与基底聚合物分子链方向成一定角度交叉的取向结晶结果如表定角度交叉的取向结晶结果如表定角度交叉的取向结晶结果如表定角度交叉的取向结晶

253、结果如表2-102-10所列共混体系。所列共混体系。所列共混体系。所列共混体系。 139 通过对比基底上的聚合物和聚合物本体在相同结晶条件下的通过对比基底上的聚合物和聚合物本体在相同结晶条件下的通过对比基底上的聚合物和聚合物本体在相同结晶条件下的通过对比基底上的聚合物和聚合物本体在相同结晶条件下的结晶结果发现，强的异相成核作用与基底和沉积物的化学结结晶结果发现，强的异相成核作用与基底和沉积物的化学结结晶结果发现，强的异相成核作用与基底和沉积物的化学结结晶结果发现，强的异相成核作用与基底和沉积物的化学结构相似性、链构象相似性及晶格匹配的相似性等无关，说明构相似性、链构象相似性及晶格匹配的相似性等

254、无关，说明构相似性、链构象相似性及晶格匹配的相似性等无关，说明构相似性、链构象相似性及晶格匹配的相似性等无关，说明基底和沉积物的某种结构相似性不是聚合物间产生作用的必基底和沉积物的某种结构相似性不是聚合物间产生作用的必基底和沉积物的某种结构相似性不是聚合物间产生作用的必基底和沉积物的某种结构相似性不是聚合物间产生作用的必要条件。要条件。要条件。要条件。图图图图2-33 PCL2-33 PCL在在在在HDPEHDPE纤维表面横穿结晶的偏光显微镜照片纤维表面横穿结晶的偏光显微镜照片纤维表面横穿结晶的偏光显微镜照片纤维表面横穿结晶的偏光显微镜照片140n n结晶物质在晶体或非晶材料形成拓扑表面上的取

255、向结晶结晶物质在晶体或非晶材料形成拓扑表面上的取向结晶结晶物质在晶体或非晶材料形成拓扑表面上的取向结晶结晶物质在晶体或非晶材料形成拓扑表面上的取向结晶现象称为拟态附生结晶。现象称为拟态附生结晶。现象称为拟态附生结晶。现象称为拟态附生结晶。n n聚合物在摩擦产生的聚合物基底膜上附生生长是聚合物聚合物在摩擦产生的聚合物基底膜上附生生长是聚合物聚合物在摩擦产生的聚合物基底膜上附生生长是聚合物聚合物在摩擦产生的聚合物基底膜上附生生长是聚合物间拟态附生结晶的典型示例。间拟态附生结晶的典型示例。间拟态附生结晶的典型示例。间拟态附生结晶的典型示例。图图图图2-342-34熔体拉伸聚合物取向膜的表面拓扑结构示

256、意图熔体拉伸聚合物取向膜的表面拓扑结构示意图熔体拉伸聚合物取向膜的表面拓扑结构示意图熔体拉伸聚合物取向膜的表面拓扑结构示意图141 形态结构是决定材料力学性能的关键因素，附生取向结构产形态结构是决定材料力学性能的关键因素，附生取向结构产形态结构是决定材料力学性能的关键因素，附生取向结构产形态结构是决定材料力学性能的关键因素，附生取向结构产生会导致材料力学性能的变化的原因：生会导致材料力学性能的变化的原因：生会导致材料力学性能的变化的原因：生会导致材料力学性能的变化的原因： （1 1）聚合物附生的晶体间存在强的物理作用（范德华力），）聚合物附生的晶体间存在强的物理作用（范德华力），）聚合物附生的

257、晶体间存在强的物理作用（范德华力），）聚合物附生的晶体间存在强的物理作用（范德华力），增强了附生体系中两种晶体间的黏结力。增强了附生体系中两种晶体间的黏结力。增强了附生体系中两种晶体间的黏结力。增强了附生体系中两种晶体间的黏结力。（2 2）在聚合物异相附生体系中，由于特殊的附生取向关系）在聚合物异相附生体系中，由于特殊的附生取向关系）在聚合物异相附生体系中，由于特殊的附生取向关系）在聚合物异相附生体系中，由于特殊的附生取向关系使两种聚合物的片晶形成大角度交叉的编织结构（图使两种聚合物的片晶形成大角度交叉的编织结构（图使两种聚合物的片晶形成大角度交叉的编织结构（图使两种聚合物的片晶形成大角度交叉

258、的编织结构（图2-352-35），），），），这样两种聚合物片晶分别成为连结对方晶区和非晶区的桥梁这样两种聚合物片晶分别成为连结对方晶区和非晶区的桥梁这样两种聚合物片晶分别成为连结对方晶区和非晶区的桥梁这样两种聚合物片晶分别成为连结对方晶区和非晶区的桥梁（而非晶区往往是材料力学性能的弱点）这种晶区的架桥连（而非晶区往往是材料力学性能的弱点）这种晶区的架桥连（而非晶区往往是材料力学性能的弱点）这种晶区的架桥连（而非晶区往往是材料力学性能的弱点）这种晶区的架桥连结势必使两者的弱点均得到加强，从而产生力学性能的协同结势必使两者的弱点均得到加强，从而产生力学性能的协同结势必使两者的弱点均得到加强，从而

259、产生力学性能的协同结势必使两者的弱点均得到加强，从而产生力学性能的协同效应。效应。效应。效应。142图图图图2-352-35异相附生结晶的编织结构异相附生结晶的编织结构异相附生结晶的编织结构异相附生结晶的编织结构1432.3.22.3.2分散相分散状况的表征分散相分散状况的表征分散相分散状况的表征分散相分散状况的表征 制品的性质与改性体系的混合状态，如各组分的形态结构、制品的性质与改性体系的混合状态，如各组分的形态结构、制品的性质与改性体系的混合状态，如各组分的形态结构、制品的性质与改性体系的混合状态，如各组分的形态结构、分布的均匀程度和分散程度有很大关系。因此，需对混合状分布的均匀程度和分散

260、程度有很大关系。因此，需对混合状分布的均匀程度和分散程度有很大关系。因此，需对混合状分布的均匀程度和分散程度有很大关系。因此，需对混合状态进行表征。态进行表征。态进行表征。态进行表征。 均一性是指混得匀不匀，浓度变化大小如何，即分散相浓度均一性是指混得匀不匀，浓度变化大小如何，即分散相浓度均一性是指混得匀不匀，浓度变化大小如何，即分散相浓度均一性是指混得匀不匀，浓度变化大小如何，即分散相浓度分布是否均匀。分布是否均匀。分布是否均匀。分布是否均匀。图图图图2-362-36不同均一性共混物示意图不同均一性共混物示意图不同均一性共混物示意图不同均一性共混物示意图（a)a)浓度变化大浓度变化大浓度变化

261、大浓度变化大 (b)(b)浓度变化小浓度变化小浓度变化小浓度变化小浓度变化大，浓度变化大，浓度变化大，浓度变化大，在混合物不在混合物不在混合物不在混合物不同部位取样，同部位取样，同部位取样，同部位取样，分散相的含分散相的含分散相的含分散相的含量不一样，量不一样，量不一样，量不一样，均一性差。均一性差。均一性差。均一性差。浓度变化小，浓度变化小，浓度变化小，浓度变化小，在混合物不在混合物不在混合物不在混合物不同部位取样，同部位取样，同部位取样，同部位取样，分散相的含分散相的含分散相的含分散相的含量基本上一量基本上一量基本上一量基本上一致。均一性致。均一性致。均一性致。均一性好。好。好。好。144

262、 混合物的分散程度是指被分散物质的破碎程度如何。混合物的分散程度是指被分散物质的破碎程度如何。混合物的分散程度是指被分散物质的破碎程度如何。混合物的分散程度是指被分散物质的破碎程度如何。 破碎程度大，粒径小，其分散程度就高；反之，粒径大，破碎程度大，粒径小，其分散程度就高；反之，粒径大，破碎程度大，粒径小，其分散程度就高；反之，粒径大，破碎程度大，粒径小，其分散程度就高；反之，粒径大，破碎程度小，则分散得不好。破碎程度小，则分散得不好。破碎程度小，则分散得不好。破碎程度小，则分散得不好。 混合物的性能与分散相的粒径大小有密切关系，一般要求混合物的性能与分散相的粒径大小有密切关系，一般要求混合物

263、的性能与分散相的粒径大小有密切关系，一般要求混合物的性能与分散相的粒径大小有密切关系，一般要求粒径在粒径在粒径在粒径在3 3 mm以下，以下，以下，以下，5 5 mm以上的粒子会使混合物的力学性能以上的粒子会使混合物的力学性能以上的粒子会使混合物的力学性能以上的粒子会使混合物的力学性能大大下降。大大下降。大大下降。大大下降。 但过小的粒子（如在但过小的粒子（如在但过小的粒子（如在但过小的粒子（如在0.30.3 mm以下）也不一定对混合物的力学以下）也不一定对混合物的力学以下）也不一定对混合物的力学以下）也不一定对混合物的力学性能有好处。粒径大小对混合物性能的影响主要是通过两性能有好处。粒径大小

264、对混合物性能的影响主要是通过两性能有好处。粒径大小对混合物性能的影响主要是通过两性能有好处。粒径大小对混合物性能的影响主要是通过两相的界面起作用的。相的界面起作用的。相的界面起作用的。相的界面起作用的。 145 常用的表征分散度的指标是平均粒径。平均粒径为表示分散常用的表征分散度的指标是平均粒径。平均粒径为表示分散常用的表征分散度的指标是平均粒径。平均粒径为表示分散常用的表征分散度的指标是平均粒径。平均粒径为表示分散相的分散程度，引入相的分散程度，引入相的分散程度，引入相的分散程度，引入平均粒径平均粒径平均粒径平均粒径的概念。的概念。的概念。的概念。 平均粒径有平均算术直径和平均表面直径。平均

265、粒径有平均算术直径和平均表面直径。平均粒径有平均算术直径和平均表面直径。平均粒径有平均算术直径和平均表面直径。式中：分别为平均算术直径和平均表面直径；式中：分别为平均算术直径和平均表面直径；式中：分别为平均算术直径和平均表面直径；式中：分别为平均算术直径和平均表面直径；d di i为分散相为分散相为分散相为分散相i i的的的的粒径；粒径；粒径；粒径；n ni i为分散相为分散相为分散相为分散相i i的粒子数。的粒子数。的粒子数。的粒子数。n n平均表面直径比平均算术直径能更好地反映出分散程度与平均表面直径比平均算术直径能更好地反映出分散程度与平均表面直径比平均算术直径能更好地反映出分散程度与平

266、均表面直径比平均算术直径能更好地反映出分散程度与力学性能之间的关系。力学性能之间的关系。力学性能之间的关系。力学性能之间的关系。146 平均表面直径一样的共混物，其中分散度的大小也可能是完平均表面直径一样的共混物，其中分散度的大小也可能是完平均表面直径一样的共混物，其中分散度的大小也可能是完平均表面直径一样的共混物，其中分散度的大小也可能是完全不一样的。全不一样的。全不一样的。全不一样的。 如图如图如图如图2-37(a)2-37(a)所示，分散相粒径有的很大，有的很小。所示，分散相粒径有的很大，有的很小。所示，分散相粒径有的很大，有的很小。所示，分散相粒径有的很大，有的很小。 图图图图2-37

267、(b)2-37(b)中的分散相粒径相差不大，而两个试样平均粒径中的分散相粒径相差不大，而两个试样平均粒径中的分散相粒径相差不大，而两个试样平均粒径中的分散相粒径相差不大，而两个试样平均粒径可能十分接近，但两者的性能会有很大差别，这可用粒径分可能十分接近，但两者的性能会有很大差别，这可用粒径分可能十分接近，但两者的性能会有很大差别，这可用粒径分可能十分接近，但两者的性能会有很大差别，这可用粒径分布曲线来加以说明。布曲线来加以说明。布曲线来加以说明。布曲线来加以说明。图图图图2-372-37平均粒径相近但分布不同的两种试样示意图平均粒径相近但分布不同的两种试样示意图平均粒径相近但分布不同的两种试样

268、示意图平均粒径相近但分布不同的两种试样示意图(a)(a)粒径分布宽粒径分布宽粒径分布宽粒径分布宽 (b)(b)粒径分布窄粒径分布窄粒径分布窄粒径分布窄147图图图图2-382-38分散相粒径分布示意图分散相粒径分布示意图分散相粒径分布示意图分散相粒径分布示意图(a)(a)粒径分布宽粒径分布宽粒径分布宽粒径分布宽 (b)(b)粒径分布窄粒径分布窄粒径分布窄粒径分布窄 如图如图如图如图2-38(a)2-38(a)试样的粒径分布线宽且不对称。试样的粒径分布线宽且不对称。试样的粒径分布线宽且不对称。试样的粒径分布线宽且不对称。 图图图图2-38(b)2-38(b)试样的粒径分布线窄且对称。试样的粒径分

269、布线窄且对称。试样的粒径分布线窄且对称。试样的粒径分布线窄且对称。 一般不希望曲线有较大右侧拖尾，因大的右侧拖尾说明有大一般不希望曲线有较大右侧拖尾，因大的右侧拖尾说明有大一般不希望曲线有较大右侧拖尾，因大的右侧拖尾说明有大一般不希望曲线有较大右侧拖尾，因大的右侧拖尾说明有大量分散较差的大粒子存在，对力学性能有不利影响。量分散较差的大粒子存在，对力学性能有不利影响。量分散较差的大粒子存在，对力学性能有不利影响。量分散较差的大粒子存在，对力学性能有不利影响。148n n光学显微镜法和电子显微镜法是常用的直接观察混合物形态光学显微镜法和电子显微镜法是常用的直接观察混合物形态光学显微镜法和电子显微镜

270、法是常用的直接观察混合物形态光学显微镜法和电子显微镜法是常用的直接观察混合物形态的定性方法。的定性方法。的定性方法。的定性方法。（1 1）光学显微镜法用于相畴较大的共混物。）光学显微镜法用于相畴较大的共混物。）光学显微镜法用于相畴较大的共混物。）光学显微镜法用于相畴较大的共混物。（2 2）电子显微镜法）电子显微镜法）电子显微镜法）电子显微镜法电子显微镜可观察到电子显微镜可观察到电子显微镜可观察到电子显微镜可观察到0.01m0.01m甚至更小甚至更小甚至更小甚至更小的颗粒。又分为透射电镜法和扫描电镜法。的颗粒。又分为透射电镜法和扫描电镜法。的颗粒。又分为透射电镜法和扫描电镜法。的颗粒。又分为透射

271、电镜法和扫描电镜法。n n因为材料的物理性能、力学性能和化学性能等与混合状态有因为材料的物理性能、力学性能和化学性能等与混合状态有因为材料的物理性能、力学性能和化学性能等与混合状态有因为材料的物理性能、力学性能和化学性能等与混合状态有关，因此可通过物理性能、力学性能和化学性能的变化间接关，因此可通过物理性能、力学性能和化学性能的变化间接关，因此可通过物理性能、力学性能和化学性能的变化间接关，因此可通过物理性能、力学性能和化学性能的变化间接判断分散相的分散情况，一般来说，混合物或制品的力学性判断分散相的分散情况，一般来说，混合物或制品的力学性判断分散相的分散情况，一般来说，混合物或制品的力学性判

272、断分散相的分散情况，一般来说，混合物或制品的力学性能越好，说明混合的聚合物越均匀。能越好，说明混合的聚合物越均匀。能越好，说明混合的聚合物越均匀。能越好，说明混合的聚合物越均匀。1492.3.32.3.3聚合物共混物的相界面聚合物共混物的相界面聚合物共混物的相界面聚合物共混物的相界面 两种聚合物的共混物中存在三种区域结构：两种聚合物各自两种聚合物的共混物中存在三种区域结构：两种聚合物各自两种聚合物的共混物中存在三种区域结构：两种聚合物各自两种聚合物的共混物中存在三种区域结构：两种聚合物各自独立的相和两相之间的相界面。独立的相和两相之间的相界面。独立的相和两相之间的相界面。独立的相和两相之间的相

273、界面。 界面层也称为过渡区，在此区域发生两相的黏合和两种聚合界面层也称为过渡区，在此区域发生两相的黏合和两种聚合界面层也称为过渡区，在此区域发生两相的黏合和两种聚合界面层也称为过渡区，在此区域发生两相的黏合和两种聚合物链段之间的相互扩散。相界面的结构，对共混物的性质，物链段之间的相互扩散。相界面的结构，对共混物的性质，物链段之间的相互扩散。相界面的结构，对共混物的性质，物链段之间的相互扩散。相界面的结构，对共混物的性质，有决定性的作用。有决定性的作用。有决定性的作用。有决定性的作用。（一）相界面的形态（一）相界面的形态（一）相界面的形态（一）相界面的形态 聚合物共混物相界面的形成可分为两个步骤

274、。聚合物共混物相界面的形成可分为两个步骤。聚合物共混物相界面的形成可分为两个步骤。聚合物共混物相界面的形成可分为两个步骤。 第一步是两相之间的相互接触；第一步是两相之间的相互接触；第一步是两相之间的相互接触；第一步是两相之间的相互接触； 第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。第二步是两种聚合物大分子链段之间的相互扩散。150图图图图2-392-39相界面中聚合物的浓度梯度相界面中聚合物的浓度梯度相界面中聚合物的浓度梯度相界面中聚合物的浓度梯度 当两种聚合物相互接触时即发生链段之间的相互扩散。扩当两种聚

275、合物相互接触时即发生链段之间的相互扩散。扩当两种聚合物相互接触时即发生链段之间的相互扩散。扩当两种聚合物相互接触时即发生链段之间的相互扩散。扩散的结果使得两种聚合物在相界面两边产生明显的浓度梯散的结果使得两种聚合物在相界面两边产生明显的浓度梯散的结果使得两种聚合物在相界面两边产生明显的浓度梯散的结果使得两种聚合物在相界面两边产生明显的浓度梯度（图度（图度（图度（图2-392-39）。）。）。）。151 相界面的厚度主要决定于两种聚合物的相容性、大分子链段相界面的厚度主要决定于两种聚合物的相容性、大分子链段相界面的厚度主要决定于两种聚合物的相容性、大分子链段相界面的厚度主要决定于两种聚合物的相容

276、性、大分子链段尺寸、组成以及相分离条件有关。尺寸、组成以及相分离条件有关。尺寸、组成以及相分离条件有关。尺寸、组成以及相分离条件有关。 基本不混溶的聚合物，链段之间只有轻微的相互扩散，因而基本不混溶的聚合物，链段之间只有轻微的相互扩散，因而基本不混溶的聚合物，链段之间只有轻微的相互扩散，因而基本不混溶的聚合物，链段之间只有轻微的相互扩散，因而两相之间有非常明显和确定的相界面。两相之间有非常明显和确定的相界面。两相之间有非常明显和确定的相界面。两相之间有非常明显和确定的相界面。 随着两种聚合物之间混溶性增加，扩散程度提高，相界面越随着两种聚合物之间混溶性增加，扩散程度提高，相界面越随着两种聚合物

277、之间混溶性增加，扩散程度提高，相界面越随着两种聚合物之间混溶性增加，扩散程度提高，相界面越来越模糊，相界面厚度越来越大，两相之间的黏合力增大。来越模糊，相界面厚度越来越大，两相之间的黏合力增大。来越模糊，相界面厚度越来越大，两相之间的黏合力增大。来越模糊，相界面厚度越来越大，两相之间的黏合力增大。完全相容的两种聚合物最终形成均相，相界面消失。完全相容的两种聚合物最终形成均相，相界面消失。完全相容的两种聚合物最终形成均相，相界面消失。完全相容的两种聚合物最终形成均相，相界面消失。 增加两相之间的接触面积将有利于大分子链段之间的相互扩增加两相之间的接触面积将有利于大分子链段之间的相互扩增加两相之间

278、的接触面积将有利于大分子链段之间的相互扩增加两相之间的接触面积将有利于大分子链段之间的相互扩散、提高两相之间的黏合力。散、提高两相之间的黏合力。散、提高两相之间的黏合力。散、提高两相之间的黏合力。 工程上可通过使用高效率的共混机械（如双螺杆挤出机和静工程上可通过使用高效率的共混机械（如双螺杆挤出机和静工程上可通过使用高效率的共混机械（如双螺杆挤出机和静工程上可通过使用高效率的共混机械（如双螺杆挤出机和静态混合器）、采用态混合器）、采用态混合器）、采用态混合器）、采用IPNIPN技术和增容技术等提高分散效果。技术和增容技术等提高分散效果。技术和增容技术等提高分散效果。技术和增容技术等提高分散效果

279、。152（二）相界面的性质（二）相界面的性质（二）相界面的性质（二）相界面的性质 相界面的玻璃化温度介于两种聚合物组分玻璃化温度之间。相界面的玻璃化温度介于两种聚合物组分玻璃化温度之间。相界面的玻璃化温度介于两种聚合物组分玻璃化温度之间。相界面的玻璃化温度介于两种聚合物组分玻璃化温度之间。 相界面的力学松弛性能与本体相不同。相界面都可看作是介相界面的力学松弛性能与本体相不同。相界面都可看作是介相界面的力学松弛性能与本体相不同。相界面都可看作是介相界面的力学松弛性能与本体相不同。相界面都可看作是介于两种聚合物组分单独相之间的第三相，具有很多特殊性质。于两种聚合物组分单独相之间的第三相，具有很多特

280、殊性质。于两种聚合物组分单独相之间的第三相，具有很多特殊性质。于两种聚合物组分单独相之间的第三相，具有很多特殊性质。（1 1）力的传递性）力的传递性）力的传递性）力的传递性 在共混材料受到外力作用时，相界面可以起到力的传递作用，在共混材料受到外力作用时，相界面可以起到力的传递作用，在共混材料受到外力作用时，相界面可以起到力的传递作用，在共混材料受到外力作用时，相界面可以起到力的传递作用，如材料受到外力作用时，作用于连续相的外力会通过相界面如材料受到外力作用时，作用于连续相的外力会通过相界面如材料受到外力作用时，作用于连续相的外力会通过相界面如材料受到外力作用时，作用于连续相的外力会通过相界面传

281、递给分散相。传递给分散相。传递给分散相。传递给分散相。 分散相粒子受力后发生变形，又会通过相界面传递给连续相。分散相粒子受力后发生变形，又会通过相界面传递给连续相。分散相粒子受力后发生变形，又会通过相界面传递给连续相。分散相粒子受力后发生变形，又会通过相界面传递给连续相。为实现力的传递，一般要求两相有很好的界面结合。为实现力的传递，一般要求两相有很好的界面结合。为实现力的传递，一般要求两相有很好的界面结合。为实现力的传递，一般要求两相有很好的界面结合。153（2 2）光学效应）光学效应）光学效应）光学效应 利用两相聚合物体系的相界面效应，可以制备具有特殊光学利用两相聚合物体系的相界面效应，可以

282、制备具有特殊光学利用两相聚合物体系的相界面效应，可以制备具有特殊光学利用两相聚合物体系的相界面效应，可以制备具有特殊光学性能的材料。将性能的材料。将性能的材料。将性能的材料。将PSPS与与与与PMMAPMMA共混，制备具有珍珠光泽的材共混，制备具有珍珠光泽的材共混，制备具有珍珠光泽的材共混，制备具有珍珠光泽的材料。料。料。料。（3 3）诱导效应）诱导效应）诱导效应）诱导效应 相界面具有诱导结晶等效应。某些以结晶聚合物为基体的共相界面具有诱导结晶等效应。某些以结晶聚合物为基体的共相界面具有诱导结晶等效应。某些以结晶聚合物为基体的共相界面具有诱导结晶等效应。某些以结晶聚合物为基体的共混体系中，适当

283、的分散相组分可以通过界面效应产生诱导结混体系中，适当的分散相组分可以通过界面效应产生诱导结混体系中，适当的分散相组分可以通过界面效应产生诱导结混体系中，适当的分散相组分可以通过界面效应产生诱导结晶的作用。晶的作用。晶的作用。晶的作用。 通过诱导结晶，可形成微小的晶体，避免形成大的球晶，对通过诱导结晶，可形成微小的晶体，避免形成大的球晶，对通过诱导结晶，可形成微小的晶体，避免形成大的球晶，对通过诱导结晶，可形成微小的晶体，避免形成大的球晶，对提高材料的性能具有重要作用。提高材料的性能具有重要作用。提高材料的性能具有重要作用。提高材料的性能具有重要作用。 此外相界面还具有声学、电学、热学等效应。此

284、外相界面还具有声学、电学、热学等效应。此外相界面还具有声学、电学、热学等效应。此外相界面还具有声学、电学、热学等效应。1542.3.42.3.4影响聚合物共混物形态结构的因素影响聚合物共混物形态结构的因素影响聚合物共混物形态结构的因素影响聚合物共混物形态结构的因素 在聚合物共混两相体系中，确定哪一相为连续相，哪一相在聚合物共混两相体系中，确定哪一相为连续相，哪一相在聚合物共混两相体系中，确定哪一相为连续相，哪一相在聚合物共混两相体系中，确定哪一相为连续相，哪一相为分散相，是具有重要意义的。为分散相，是具有重要意义的。为分散相，是具有重要意义的。为分散相，是具有重要意义的。 一般来说，在两相体系

285、中，连续相主要影响共混材料的模一般来说，在两相体系中，连续相主要影响共混材料的模一般来说，在两相体系中，连续相主要影响共混材料的模一般来说，在两相体系中，连续相主要影响共混材料的模量、弹性；而分散相则主要对冲击性能（在增韧体系中）、量、弹性；而分散相则主要对冲击性能（在增韧体系中）、量、弹性；而分散相则主要对冲击性能（在增韧体系中）、量、弹性；而分散相则主要对冲击性能（在增韧体系中）、光学性能、传热以及抗渗透（在相关体系中）产生影响。光学性能、传热以及抗渗透（在相关体系中）产生影响。光学性能、传热以及抗渗透（在相关体系中）产生影响。光学性能、传热以及抗渗透（在相关体系中）产生影响。 影响聚合物

286、共混物的形态结构的因素很多，主要的影响因影响聚合物共混物的形态结构的因素很多，主要的影响因影响聚合物共混物的形态结构的因素很多，主要的影响因影响聚合物共混物的形态结构的因素很多，主要的影响因素有两组分的相容性、两组分配比，两组分黏度比及共混素有两组分的相容性、两组分配比，两组分黏度比及共混素有两组分的相容性、两组分配比，两组分黏度比及共混素有两组分的相容性、两组分配比，两组分黏度比及共混条件等。条件等。条件等。条件等。1552.3.4.12.3.4.1相容性的影响相容性的影响相容性的影响相容性的影响 热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动

287、力。两种聚热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚热力学相容性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚合物的相容性越好就越容易相互扩散而达到均匀的混合，过合物的相容性越好就越容易相互扩散而达到均匀的混合，过合物的相容性越好就越容易相互扩散而达到均匀的混合，过合物的相容性越好就越容易相互扩散而达到均匀的混合，过渡区也就宽广，相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合渡区也就宽广，相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合渡区也就宽广，相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合渡区也就宽广，相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合力也越大。力也越大。力也越大。力也越大。 当两种相容性较差聚合物共混时

288、，两种聚合物链段之间相互当两种相容性较差聚合物共混时，两种聚合物链段之间相互当两种相容性较差聚合物共混时，两种聚合物链段之间相互当两种相容性较差聚合物共混时，两种聚合物链段之间相互扩散的倾向极小，相界面很明显，其结果是混合较差，相之扩散的倾向极小，相界面很明显，其结果是混合较差，相之扩散的倾向极小，相界面很明显，其结果是混合较差，相之扩散的倾向极小，相界面很明显，其结果是混合较差，相之间结合力很弱，共混物性能不好。间结合力很弱，共混物性能不好。间结合力很弱，共混物性能不好。间结合力很弱，共混物性能不好。 采取共聚采取共聚采取共聚采取共聚- -共混或加入适当的增容剂的办法可以改进共混物共混或加入

289、适当的增容剂的办法可以改进共混物共混或加入适当的增容剂的办法可以改进共混物共混或加入适当的增容剂的办法可以改进共混物的相容性，使相界面变得模糊，分散相相畴明显减小（图的相容性，使相界面变得模糊，分散相相畴明显减小（图的相容性，使相界面变得模糊，分散相相畴明显减小（图的相容性，使相界面变得模糊，分散相相畴明显减小（图2-2-4040），共混物的性能提高。），共混物的性能提高。），共混物的性能提高。），共混物的性能提高。156图图2-40PA12/LDPE(30/70)2-40PA12/LDPE(30/70)共混物的共混物的共混物的共混物的 SEMSEMMMw wPEPE140000140000，

290、MMw wPAPA3700037000，MMw wPE-g-maPE-g-ma9250092500 增容剂含量对分增容剂含量对分增容剂含量对分增容剂含量对分散相平均粒径的影散相平均粒径的影散相平均粒径的影散相平均粒径的影响如图，如图响如图，如图响如图，如图响如图，如图2-412-41， 图图图图2-422-42。图图图图2-412-41分散相平均粒径与增容剂含量的关系分散相平均粒径与增容剂含量的关系分散相平均粒径与增容剂含量的关系分散相平均粒径与增容剂含量的关系157 图图图图4-4275/25/xLD08/PA/LD08-g-MA(3.0wt%)4-4275/25/xLD08/PA/LD08

291、-g-MA(3.0wt%)共混物的共混物的共混物的共混物的 SEMSEM(a)(a)x=0phrx=0phr; ;(b)x=1(b)x=1. .5phr5phr; ;(c)x=3phr(c)x=3phr; ;(d)x=5phr(d)x=5phr; ;(e)x=8phr(e)x=8phr; ;(f)x=10phr(f)x=10phrLD:LD:聚钛酸酯聚钛酸酯聚钛酸酯聚钛酸酯phrphr：partsperpartsperhundredshundredsofrubberofrubber(orresin)(orresin)1582.3.4.22.3.4.2共混比的影响共混比的影响共混比的影响共混比的

292、影响n n共混组分的配比，是影响共混物形态的一个重要因素，也共混组分的配比，是影响共混物形态的一个重要因素，也共混组分的配比，是影响共混物形态的一个重要因素，也共混组分的配比，是影响共混物形态的一个重要因素，也是决定哪一相为连续相，哪一相为分散相的重要因素。是决定哪一相为连续相，哪一相为分散相的重要因素。是决定哪一相为连续相，哪一相为分散相的重要因素。是决定哪一相为连续相，哪一相为分散相的重要因素。 60/4040/6030/7020/8015/855/95在在在在POMPOM少于少于少于少于50%50%（对纤维重）（对纤维重）（对纤维重）（对纤维重）时时时时POMPOM倾向于形成球型分散，倾

293、向于形成球型分散，倾向于形成球型分散，倾向于形成球型分散，POMPOM含量越少，形成的相畴含量越少，形成的相畴含量越少，形成的相畴含量越少，形成的相畴越小。越小。越小。越小。图图图图2-43 POM/(PS/PPE(2-43 POM/(PS/PPE(聚苯醚聚苯醚聚苯醚聚苯醚)=85/15)()=85/15)(低黏度低黏度低黏度低黏度/ /低黏度低黏度低黏度低黏度) )共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEM159 由于影响共混物形态的因素的复杂性，使得在实际共混物中，由于影响共混物形态的因素的复杂性，使得在实际共混物中，由于影响共混物形态的因素的复杂性，使得在实际共混物中，由于影响共混物形

294、态的因素的复杂性，使得在实际共混物中，组分含量多的一相未必就一定是连续相，组分含量少的一相组分含量多的一相未必就一定是连续相，组分含量少的一相组分含量多的一相未必就一定是连续相，组分含量少的一相组分含量多的一相未必就一定是连续相，组分含量少的一相也未必一定是分散相。也未必一定是分散相。也未必一定是分散相。也未必一定是分散相。 假设分散相颗粒是直径相等的球形，且以这些球形颗粒以假设分散相颗粒是直径相等的球形，且以这些球形颗粒以假设分散相颗粒是直径相等的球形，且以这些球形颗粒以假设分散相颗粒是直径相等的球形，且以这些球形颗粒以“ “紧密填充紧密填充紧密填充紧密填充 的方式排布（图的方式排布（图的方

295、式排布（图的方式排布（图2-442-44）时，其最大体积分数为）时，其最大体积分数为）时，其最大体积分数为）时，其最大体积分数为7474。即：共混体系中的某一组分含量大于。即：共混体系中的某一组分含量大于。即：共混体系中的某一组分含量大于。即：共混体系中的某一组分含量大于7474时，是连续相。时，是连续相。时，是连续相。时，是连续相。同样，当某一组分含量小于同样，当某一组分含量小于同样，当某一组分含量小于同样，当某一组分含量小于2626时，是分散相。时，是分散相。时，是分散相。时，是分散相。n n 当组分含量介于当组分含量介于当组分含量介于当组分含量介于2626与与与与7474之间时，之间时，

296、之间时，之间时，哪一组分成为连续相，取决于组分含哪一组分成为连续相，取决于组分含哪一组分成为连续相，取决于组分含哪一组分成为连续相，取决于组分含量之比和两个组分的黏度比。量之比和两个组分的黏度比。量之比和两个组分的黏度比。量之比和两个组分的黏度比。图图图图2-442-44紧紧紧紧密填充示意密填充示意密填充示意密填充示意图图图图16060/4060/4040/6040/6030/7030/7020/8020/8015/8515/855/955/95图图图图2-45POM/(PS/PPE50/50)2-45POM/(PS/PPE50/50)（低黏度（低黏度（低黏度（低黏度/ /高黏度）共混物的高黏

297、度）共混物的高黏度）共混物的高黏度）共混物的SEMSEM 可见，与图可见，与图可见，与图可见，与图2-442-44不同，在低黏度不同，在低黏度不同，在低黏度不同，在低黏度/ /高黏度共混体系，高黏度共混体系，高黏度共混体系，高黏度共混体系，POMPOM含含含含量为量为量为量为30%30%60%60%之间，之间，之间，之间，POMPOM与与与与(PS/PPE50/50)(PS/PPE50/50)形成两相连续形成两相连续形成两相连续形成两相连续结构，并伴有复相结构产生，只有当结构，并伴有复相结构产生，只有当结构，并伴有复相结构产生，只有当结构，并伴有复相结构产生，只有当POMPOM含量小于含量小于

298、含量小于含量小于20%20%时，时，时，时，其才以分散相存在于基体中。其才以分散相存在于基体中。其才以分散相存在于基体中。其才以分散相存在于基体中。1612.3.4.32.3.4.3黏度与黏度比的影响黏度与黏度比的影响黏度与黏度比的影响黏度与黏度比的影响 对于熔融共混体系，共混组分的熔体黏度也是影响共混物形对于熔融共混体系，共混组分的熔体黏度也是影响共混物形对于熔融共混体系，共混组分的熔体黏度也是影响共混物形对于熔融共混体系，共混组分的熔体黏度也是影响共混物形态的重要因素。态的重要因素。态的重要因素。态的重要因素。 共混组分的熔体黏度对共混物形态的影响规律：共混组分的熔体黏度对共混物形态的影响

299、规律：共混组分的熔体黏度对共混物形态的影响规律：共混组分的熔体黏度对共混物形态的影响规律：黏度低的一黏度低的一黏度低的一黏度低的一相总是倾向于生成连续相，而黏度高的一相则总是倾向于生相总是倾向于生成连续相，而黏度高的一相则总是倾向于生相总是倾向于生成连续相，而黏度高的一相则总是倾向于生相总是倾向于生成连续相，而黏度高的一相则总是倾向于生成分散相。这一规律被形象地称为成分散相。这一规律被形象地称为成分散相。这一规律被形象地称为成分散相。这一规律被形象地称为“ “软包硬软包硬软包硬软包硬” ”（即黏度低的（即黏度低的（即黏度低的（即黏度低的相为相为相为相为“ “软相软相软相软相” ”，黏度高的相为

300、，黏度高的相为，黏度高的相为，黏度高的相为“ “硬相硬相硬相硬相” ”，软相有包埋硬相的，软相有包埋硬相的，软相有包埋硬相的，软相有包埋硬相的倾向）。倾向）。倾向）。倾向）。 需要指出的是，规律中的需要指出的是，规律中的需要指出的是，规律中的需要指出的是，规律中的“ “倾向于倾向于倾向于倾向于” ”，并不是一定。因为共，并不是一定。因为共，并不是一定。因为共，并不是一定。因为共混物的形态还要受组分配比的制约。混物的形态还要受组分配比的制约。混物的形态还要受组分配比的制约。混物的形态还要受组分配比的制约。162 不同黏度比的不同黏度比的不同黏度比的不同黏度比的(PA6)/(PE)(PA6)/(P

301、E)的共混纤维的断面形态结构的共混纤维的断面形态结构的共混纤维的断面形态结构的共混纤维的断面形态结构发现，共混纤维是海岛结构，如图发现，共混纤维是海岛结构，如图发现，共混纤维是海岛结构，如图发现，共混纤维是海岛结构，如图2-462-46。a:a:黏度比黏度比黏度比黏度比=6.15=6.15b:b:黏度比黏度比黏度比黏度比=5.14=5.14c:c:黏度比黏度比黏度比黏度比=2.17=2.17图图图图2-462-46黏度比对黏度比对黏度比对黏度比对(PA6)/(PE)(PA6)/(PE)共混纤维的断面形态共混纤维的断面形态共混纤维的断面形态共混纤维的断面形态图中孔洞是图中孔洞是图中孔洞是图中孔洞

302、是PA6PA6被甲酸溶解后所形成的被甲酸溶解后所形成的被甲酸溶解后所形成的被甲酸溶解后所形成的163 不同黏度比对不同黏度比对不同黏度比对不同黏度比对PP/HDPEPP/HDPE共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEM图也证实了黏度比图也证实了黏度比图也证实了黏度比图也证实了黏度比对形态结构的影响，如图对形态结构的影响，如图对形态结构的影响，如图对形态结构的影响，如图2-472-47。图图图图2-472-47不同黏度比对不同黏度比对不同黏度比对不同黏度比对PP/HDPEPP/HDPE共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEM图图图图黏度比黏度比黏度比黏度比=3.75=3.75黏度比黏度比

303、黏度比黏度比=2.0=2.0黏度比黏度比黏度比黏度比=1.75=1.75黏度比黏度比黏度比黏度比=0.8=0.81642.3.4.42.3.4.4黏度与配比的综合影响黏度与配比的综合影响黏度与配比的综合影响黏度与配比的综合影响图图图图2-482-48共混组分的熔体黏度与配比对形态的综合影响共混组分的熔体黏度与配比对形态的综合影响共混组分的熔体黏度与配比对形态的综合影响共混组分的熔体黏度与配比对形态的综合影响 共混组分的熔体黏度与配比对于共混物形态的综合共混组分的熔体黏度与配比对于共混物形态的综合共混组分的熔体黏度与配比对于共混物形态的综合共混组分的熔体黏度与配比对于共混物形态的综合影响，可以用

304、图影响，可以用图影响，可以用图影响，可以用图2-482-48表示。表示。表示。表示。165 如图如图如图如图 2-482-48中所示，在某一组分含量（体积分数）大于中所示，在某一组分含量（体积分数）大于中所示，在某一组分含量（体积分数）大于中所示，在某一组分含量（体积分数）大于 7474时，时，时，时，这一组分一般来说是连续相（如在这一组分一般来说是连续相（如在这一组分一般来说是连续相（如在这一组分一般来说是连续相（如在A-1A-1区域，区域，区域，区域，A A组分含量大于组分含量大于组分含量大于组分含量大于7474，A A组分为连续相）；组分为连续相）；组分为连续相）；组分为连续相）； 当组

305、分含量小于当组分含量小于当组分含量小于当组分含量小于2626时，这一组分一般来说是分散相。在组时，这一组分一般来说是分散相。在组时，这一组分一般来说是分散相。在组时，这一组分一般来说是分散相。在组分含量介于分含量介于分含量介于分含量介于2626与与与与7474之间时，哪一相为连续相，哪一相为之间时，哪一相为连续相，哪一相为之间时，哪一相为连续相，哪一相为之间时，哪一相为连续相，哪一相为分散相，将取决于配比与熔体黏度的综合影响。分散相，将取决于配比与熔体黏度的综合影响。分散相，将取决于配比与熔体黏度的综合影响。分散相，将取决于配比与熔体黏度的综合影响。 由于受熔体黏度的影响，根据由于受熔体黏度的

306、影响，根据由于受熔体黏度的影响，根据由于受熔体黏度的影响，根据“ “软软软软包硬包硬包硬包硬” ”的规律，在的规律，在的规律，在的规律，在A-2A-2区域，当区域，当区域，当区域，当A A组组组组分的熔体黏度小于分的熔体黏度小于分的熔体黏度小于分的熔体黏度小于B B组分时，尽管组分时，尽管组分时，尽管组分时，尽管B B组分的含量接近甚至超过组分的含量接近甚至超过组分的含量接近甚至超过组分的含量接近甚至超过A A组分，组分，组分，组分，A A组分仍然可以成为连续相。组分仍然可以成为连续相。组分仍然可以成为连续相。组分仍然可以成为连续相。B-2B-2区区区区域类似。域类似。域类似。域类似。 166

307、 在由在由在由在由A A组分为连续相向组分为连续相向组分为连续相向组分为连续相向B B组分为连续相转变的时候，会有一个组分为连续相转变的时候，会有一个组分为连续相转变的时候，会有一个组分为连续相转变的时候，会有一个相转变区存在（如图中的阴影部分）。相转变区存在（如图中的阴影部分）。相转变区存在（如图中的阴影部分）。相转变区存在（如图中的阴影部分）。 从理论上讲，在这样一个相转变区内，都会有两相连续的从理论上讲，在这样一个相转变区内，都会有两相连续的从理论上讲，在这样一个相转变区内，都会有两相连续的从理论上讲，在这样一个相转变区内，都会有两相连续的“ “海海海海- -海结构海结构海结构海结构”

308、”出现。出现。出现。出现。 但是，在但是，在但是，在但是，在A A组分与组分与组分与组分与B B组分熔体黏度接近于相等的区域内，可以组分熔体黏度接近于相等的区域内，可以组分熔体黏度接近于相等的区域内，可以组分熔体黏度接近于相等的区域内，可以较为容易地得到具有较为容易地得到具有较为容易地得到具有较为容易地得到具有“ “海海海海- -海结构海结构海结构海结构” ”的共混物。的共混物。的共混物。的共混物。 A A组分与组分与组分与组分与B B组分熔体黏度相等的这一点，组分熔体黏度相等的这一点，组分熔体黏度相等的这一点，组分熔体黏度相等的这一点，称为称为称为称为“ “等黏点等黏点等黏点等黏点” ”。在

309、。在。在。在“ “等黏点等黏点等黏点等黏点” ”混合，混合，混合，混合，可以获得分散效果较好的共混物。当分可以获得分散效果较好的共混物。当分可以获得分散效果较好的共混物。当分可以获得分散效果较好的共混物。当分散相粒子为以球形分布在基体中时，若散相粒子为以球形分布在基体中时，若散相粒子为以球形分布在基体中时，若散相粒子为以球形分布在基体中时，若分散相黏度与连续相黏度接近相等，则分散相黏度与连续相黏度接近相等，则分散相黏度与连续相黏度接近相等，则分散相黏度与连续相黏度接近相等，则分散相颗粒的粒径可达到最小值。分散相颗粒的粒径可达到最小值。分散相颗粒的粒径可达到最小值。分散相颗粒的粒径可达到最小值。

310、1672.3.4.52.3.4.5制备方法和工艺条件的影响制备方法和工艺条件的影响制备方法和工艺条件的影响制备方法和工艺条件的影响 聚合物共混物的形态结构与制备方法及工艺条件有密切关系。聚合物共混物的形态结构与制备方法及工艺条件有密切关系。聚合物共混物的形态结构与制备方法及工艺条件有密切关系。聚合物共混物的形态结构与制备方法及工艺条件有密切关系。 同一种聚合物共混物，采用不同的制备方法，产物的形态结同一种聚合物共混物，采用不同的制备方法，产物的形态结同一种聚合物共混物，采用不同的制备方法，产物的形态结同一种聚合物共混物，采用不同的制备方法，产物的形态结构会截然不同。同一种制备方法，由于具体工艺

311、条件不同，构会截然不同。同一种制备方法，由于具体工艺条件不同，构会截然不同。同一种制备方法，由于具体工艺条件不同，构会截然不同。同一种制备方法，由于具体工艺条件不同，形态结构也会不同。形态结构也会不同。形态结构也会不同。形态结构也会不同。（1 1）制备方法的影响）制备方法的影响）制备方法的影响）制备方法的影响 接枝共聚接枝共聚接枝共聚接枝共聚- -共混法制得的产物，其分散相为较规则的球状颗粒；共混法制得的产物，其分散相为较规则的球状颗粒；共混法制得的产物，其分散相为较规则的球状颗粒；共混法制得的产物，其分散相为较规则的球状颗粒；熔融共混法制得的共混物其分散相颗粒较不规则，颗粒尺寸熔融共混法制得

312、的共混物其分散相颗粒较不规则，颗粒尺寸熔融共混法制得的共混物其分散相颗粒较不规则，颗粒尺寸熔融共混法制得的共混物其分散相颗粒较不规则，颗粒尺寸亦较大。亦较大。亦较大。亦较大。 例外：乙丙橡胶与聚丙烯的机械共混物，分散相乙丙橡胶颗例外：乙丙橡胶与聚丙烯的机械共混物，分散相乙丙橡胶颗例外：乙丙橡胶与聚丙烯的机械共混物，分散相乙丙橡胶颗例外：乙丙橡胶与聚丙烯的机械共混物，分散相乙丙橡胶颗粒是规则的球形。这大概是由于聚丙烯是结晶的，熔化后黏粒是规则的球形。这大概是由于聚丙烯是结晶的，熔化后黏粒是规则的球形。这大概是由于聚丙烯是结晶的，熔化后黏粒是规则的球形。这大概是由于聚丙烯是结晶的，熔化后黏度较低，

313、界面张力的影响起主导作用的缘故。度较低，界面张力的影响起主导作用的缘故。度较低，界面张力的影响起主导作用的缘故。度较低，界面张力的影响起主导作用的缘故。168图图图图2-492-49不同制备方法所制得的不同制备方法所制得的不同制备方法所制得的不同制备方法所制得的ABSABS的形态结构的形态结构的形态结构的形态结构本体本体本体本体- -悬浮法悬浮法悬浮法悬浮法乳液聚合法乳液聚合法乳液聚合法乳液聚合法机械共混法机械共混法机械共混法机械共混法169（2 2）加工参数的影响）加工参数的影响）加工参数的影响）加工参数的影响 共混过程中共混体系所受到的外力作用（通常是剪切力）、共混过程中共混体系所受到的外

314、力作用（通常是剪切力）、共混过程中共混体系所受到的外力作用（通常是剪切力）、共混过程中共混体系所受到的外力作用（通常是剪切力）、混合时间也是影响共混物形态的重要因素。此外，两相之间混合时间也是影响共混物形态的重要因素。此外，两相之间混合时间也是影响共混物形态的重要因素。此外，两相之间混合时间也是影响共混物形态的重要因素。此外，两相之间界面张力亦会对分散相物料的分散过程产生影响，进而影响界面张力亦会对分散相物料的分散过程产生影响，进而影响界面张力亦会对分散相物料的分散过程产生影响，进而影响界面张力亦会对分散相物料的分散过程产生影响，进而影响共混物的形态。共混物的形态。共混物的形态。共混物的形态。

315、 为了更全面地探讨影响共混物形态的因素，引入参数为了更全面地探讨影响共混物形态的因素，引入参数为了更全面地探讨影响共混物形态的因素，引入参数为了更全面地探讨影响共混物形态的因素，引入参数k k，并，并，并，并定义：定义：定义：定义：k=d/k=d/ 式中式中式中式中， 为界面张力；为界面张力；为界面张力；为界面张力； 为剪切应力；为剪切应力；为剪切应力；为剪切应力；d d为分散相粒径。为分散相粒径。为分散相粒径。为分散相粒径。 因因因因=1 1 k k= = 1 1 d d/ 式中，式中，式中，式中， 为剪切速率为剪切速率为剪切速率为剪切速率17010min10min14min14min18m

316、in18min 混合时间对形态结构的影响如图混合时间对形态结构的影响如图混合时间对形态结构的影响如图混合时间对形态结构的影响如图2-502-50。图图图图2-50CPE2-50CPE在在在在PVC/CPEPVC/CPE共混物中的分散状态与共混时间的关系共混物中的分散状态与共混时间的关系共混物中的分散状态与共混时间的关系共混物中的分散状态与共混时间的关系 由由由由k k= = 1 1 d d/ ，在，在，在，在 1 1和和和和 不变的条件下，增大剪切应力或剪不变的条件下，增大剪切应力或剪不变的条件下，增大剪切应力或剪不变的条件下，增大剪切应力或剪切速率有利于分散相粒径的减小，使相容性增大。这种应

317、力切速率有利于分散相粒径的减小，使相容性增大。这种应力切速率有利于分散相粒径的减小，使相容性增大。这种应力切速率有利于分散相粒径的减小，使相容性增大。这种应力使相容性增大的现象常称为应力均化。在使相容性增大的现象常称为应力均化。在使相容性增大的现象常称为应力均化。在使相容性增大的现象常称为应力均化。在 一定的条件下，较一定的条件下，较一定的条件下，较一定的条件下，较小的界面张力也有助于分散相粒径的减小。小的界面张力也有助于分散相粒径的减小。小的界面张力也有助于分散相粒径的减小。小的界面张力也有助于分散相粒径的减小。171 此外，流动中的拉伸效应也对形态结构有影响，图此外，流动中的拉伸效应也对形

318、态结构有影响，图此外，流动中的拉伸效应也对形态结构有影响，图此外，流动中的拉伸效应也对形态结构有影响，图4-514-51为为为为20%PA-6/80%HDPE20%PA-6/80%HDPE共混物在热拉伸比为共混物在热拉伸比为共混物在热拉伸比为共混物在热拉伸比为0 0，1.821.82和和和和2.972.97时时时时的形态，可见随热拉伸比增大，分散相形态由球形变为椭圆的形态，可见随热拉伸比增大，分散相形态由球形变为椭圆的形态，可见随热拉伸比增大，分散相形态由球形变为椭圆的形态，可见随热拉伸比增大，分散相形态由球形变为椭圆形，变为片层形。形，变为片层形。形，变为片层形。形，变为片层形。热热拉伸比：

319、拉伸比：拉伸比：拉伸比：0 0热热拉伸比：拉伸比：拉伸比：拉伸比：1.821.82热热拉伸比：拉伸比：拉伸比：拉伸比：2.972.97图图图图4-514-51不同热拉伸比下不同热拉伸比下不同热拉伸比下不同热拉伸比下PA-6/HDPEPA-6/HDPE共混物的形态共混物的形态共混物的形态共混物的形态172 动态硫化作用也对形态结构有一定影响。三种不同配比的动动态硫化作用也对形态结构有一定影响。三种不同配比的动动态硫化作用也对形态结构有一定影响。三种不同配比的动动态硫化作用也对形态结构有一定影响。三种不同配比的动态硫化态硫化态硫化态硫化EPDM(EPDM(三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙

320、丙橡胶)/LLDPE)/LLDPE共混物断裂面的共混物断裂面的共混物断裂面的共混物断裂面的SEMSEM微观图示于图微观图示于图微观图示于图微观图示于图2-522-52。图图图图2-522-52动态硫化动态硫化动态硫化动态硫化( (上上上上) )与线性共混与线性共混与线性共混与线性共混( (下下下下)LLDPE/EPDM)LLDPE/EPDM共混物形态结构共混物形态结构共混物形态结构共混物形态结构A:LLDPE/EPDM=75/25B:LLDPE/EPDM=50/50C:LLDPE/EPDM=25/75A:LLDPE/EPDM=75/25B:LLDPE/EPDM=50/50C:LLDPE/EPD

321、M=25/75173图图图图2-522-52动态硫化动态硫化动态硫化动态硫化( (上上上上) )与线性共混与线性共混与线性共混与线性共混( (下下下下)LLDPE/EPDM)LLDPE/EPDM共混物形态结构共混物形态结构共混物形态结构共混物形态结构A:LLDPE/EPDM=75/25B:LLDPE/EPDM=50/50C:LLDPE/EPDM=25/75A:LLDPE/EPDM=75/25B:LLDPE/EPDM=50/50C:LLDPE/EPDM=25/75 共混物中共混物中共混物中共混物中EPDMEPDM均匀分散在整个基体中，在均匀分散在整个基体中，在均匀分散在整个基体中，在均匀分散在整

322、个基体中，在LLDPE/EPDMLLDPE/EPDM=25/75=25/75时共混物发生相反转，时共混物发生相反转，时共混物发生相反转，时共混物发生相反转，LLDPELLDPE粒子分散在粒子分散在粒子分散在粒子分散在EPDMEPDM连续连续连续连续相中。线性共混物断面与动态硫化共混物的断面几乎相同。相中。线性共混物断面与动态硫化共混物的断面几乎相同。相中。线性共混物断面与动态硫化共混物的断面几乎相同。相中。线性共混物断面与动态硫化共混物的断面几乎相同。174 但是，仔细比较，除了但是，仔细比较，除了但是，仔细比较，除了但是，仔细比较，除了LLDPE75/EPDM25LLDPE75/EPDM25

323、共混物之外，线共混物之外，线共混物之外，线共混物之外，线性共混物的相区尺寸都比动态硫化共混物的相区尺寸大。性共混物的相区尺寸都比动态硫化共混物的相区尺寸大。性共混物的相区尺寸都比动态硫化共混物的相区尺寸大。性共混物的相区尺寸都比动态硫化共混物的相区尺寸大。 表表表表明动态硫化过程改善了明动态硫化过程改善了明动态硫化过程改善了明动态硫化过程改善了LLDPELLDPE与与与与EPDMEPDM的相容性。的相容性。的相容性。的相容性。 图图图图2-522-52动态硫化动态硫化动态硫化动态硫化( (上上上上) )与线性共混与线性共混与线性共混与线性共混( (下下下下)LLDPE/EPDM)LLDPE/E

324、PDM共混物形态结构共混物形态结构共混物形态结构共混物形态结构A:LLDPE/EPDM=75/25B:LLDPE/EPDM=50/50C:LLDPE/EPDM=25/75A:LLDPE/EPDM=75/25B:LLDPE/EPDM=50/50C:LLDPE/EPDM=25/751752.3.52.3.5聚合物共混物形态结构测定方法聚合物共混物形态结构测定方法聚合物共混物形态结构测定方法聚合物共混物形态结构测定方法 聚合物共混物的形态结构测定方法主要有两种：聚合物共混物的形态结构测定方法主要有两种：聚合物共混物的形态结构测定方法主要有两种：聚合物共混物的形态结构测定方法主要有两种： 利用光学显微

325、镜或电子显微镜的直接观察共混物的形态利用光学显微镜或电子显微镜的直接观察共混物的形态利用光学显微镜或电子显微镜的直接观察共混物的形态利用光学显微镜或电子显微镜的直接观察共混物的形态结构。结构。结构。结构。 通过测定共混物各种力学松弛性能推断聚合物的形态结通过测定共混物各种力学松弛性能推断聚合物的形态结通过测定共混物各种力学松弛性能推断聚合物的形态结通过测定共混物各种力学松弛性能推断聚合物的形态结构。构。构。构。 第一种方法比较直观，应用较多。第一种方法比较直观，应用较多。第一种方法比较直观，应用较多。第一种方法比较直观，应用较多。1762.3.5.12.3.5.1光学显微镜法光学显微镜法光学显

326、微镜法光学显微镜法 对于相畴比较大（直径大于对于相畴比较大（直径大于对于相畴比较大（直径大于对于相畴比较大（直径大于1m1m）的共混体系可以用光学显）的共混体系可以用光学显）的共混体系可以用光学显）的共混体系可以用光学显微镜直接观察。有三种常用的操作方法：微镜直接观察。有三种常用的操作方法：微镜直接观察。有三种常用的操作方法：微镜直接观察。有三种常用的操作方法：溶剂法。用适当的溶剂将样品溶胀，用显微镜或干涉显微溶剂法。用适当的溶剂将样品溶胀，用显微镜或干涉显微溶剂法。用适当的溶剂将样品溶胀，用显微镜或干涉显微溶剂法。用适当的溶剂将样品溶胀，用显微镜或干涉显微镜观察其形态结构或进行照像。其原理是

327、根据共混物中两组镜观察其形态结构或进行照像。其原理是根据共混物中两组镜观察其形态结构或进行照像。其原理是根据共混物中两组镜观察其形态结构或进行照像。其原理是根据共混物中两组分折光率的不同，因而可从显微镜中观察到光强度的差别。分折光率的不同，因而可从显微镜中观察到光强度的差别。分折光率的不同，因而可从显微镜中观察到光强度的差别。分折光率的不同，因而可从显微镜中观察到光强度的差别。为提高分辨效果可用适当的染料染色后观察其形态结构。为提高分辨效果可用适当的染料染色后观察其形态结构。为提高分辨效果可用适当的染料染色后观察其形态结构。为提高分辨效果可用适当的染料染色后观察其形态结构。切片法。用超薄切片机

328、将样品切成厚切片法。用超薄切片机将样品切成厚切片法。用超薄切片机将样品切成厚切片法。用超薄切片机将样品切成厚1 15m5m薄片，用透薄片，用透薄片，用透薄片，用透射显微镜或干涉显微镜观察形态结构。射显微镜或干涉显微镜观察形态结构。射显微镜或干涉显微镜观察形态结构。射显微镜或干涉显微镜观察形态结构。蚀镂法。用适当的蚀镂剂浸蚀试样中的某一组分，再用反蚀镂法。用适当的蚀镂剂浸蚀试样中的某一组分，再用反蚀镂法。用适当的蚀镂剂浸蚀试样中的某一组分，再用反蚀镂法。用适当的蚀镂剂浸蚀试样中的某一组分，再用反射的方法观察蚀镂后的试样表面。三种方法各有利弊。射的方法观察蚀镂后的试样表面。三种方法各有利弊。射的方

329、法观察蚀镂后的试样表面。三种方法各有利弊。射的方法观察蚀镂后的试样表面。三种方法各有利弊。177（1 1）（2 2）（3 3）图图图图2-53HIPS2-53HIPS光学显微镜图片光学显微镜图片光学显微镜图片光学显微镜图片（1 1）溶剂法）溶剂法）溶剂法）溶剂法 （2 2）切片法）切片法）切片法）切片法 （3 3）蚀镂法）蚀镂法）蚀镂法）蚀镂法1782.3.5.22.3.5.2电子显微镜法电子显微镜法电子显微镜法电子显微镜法 电子显微镜法适合于小相畴的情形。分透射电子显微镜电子显微镜法适合于小相畴的情形。分透射电子显微镜电子显微镜法适合于小相畴的情形。分透射电子显微镜电子显微镜法适合于小相畴的

330、情形。分透射电子显微镜(TEM)(TEM)和扫描电子显微镜和扫描电子显微镜和扫描电子显微镜和扫描电子显微镜(SEM)(SEM)。 透射电子显微镜要求制备超薄试样，制备方法有复制法和透射电子显微镜要求制备超薄试样，制备方法有复制法和透射电子显微镜要求制备超薄试样，制备方法有复制法和透射电子显微镜要求制备超薄试样，制备方法有复制法和切片法。共混物的形态结构，如图切片法。共混物的形态结构，如图切片法。共混物的形态结构，如图切片法。共混物的形态结构，如图2-542-54。图图图图2-54 PP/PA6/POE2-54 PP/PA6/POE共混物的共混物的共混物的共混物的TEM (TEM (用用用用Ru

331、ORuO4 4处理处理处理处理) )(1)PP/PA6/POE=85/10/5 (2)PP/PA6/POE=70/20/10(1)PP/PA6/POE=85/10/5 (2)PP/PA6/POE=70/20/10(3)PP/PA6/POE=55/30/15 (4)PP/PA6/POE=40/40/20(3)PP/PA6/POE=55/30/15 (4)PP/PA6/POE=40/40/20179 扫描电镜法是近年来发展起来的聚合物共混物形态结构扫描电镜法是近年来发展起来的聚合物共混物形态结构扫描电镜法是近年来发展起来的聚合物共混物形态结构扫描电镜法是近年来发展起来的聚合物共混物形态结构分析的新

332、方法，有迅速，制样容易等优点。图分析的新方法，有迅速，制样容易等优点。图分析的新方法，有迅速，制样容易等优点。图分析的新方法，有迅速，制样容易等优点。图2-552-55为为为为PP/PA6/POE(PP/PA6/POE(聚烯烃弹性体聚烯烃弹性体聚烯烃弹性体聚烯烃弹性体) )共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEM。（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）图图图图2-55PP/PA6/POE2-55PP/PA6/POE共混物的共混物的共混物的共混物的SEMSEM（低温脆断）（低温脆断）（低温脆断）（低温脆断）(1)PP/PA6/POE=85/10/5(2)PP/PA6/POE=70/20/10(1)PP/PA6/POE=85/10/5(2)PP/PA6/POE=70/20/10(3)PP/PA6/POE=55/30/15(4)PP/PA6/POE=40/40/20(3)PP/PA6/POE=55/30/15(4)PP/PA6/POE=40/40/20180180