第三章聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)1ppt課件

1、l聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)是決定其材料性能的最基本因素之一聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)是決定其材料性能的最基本因素之一l影響聚合物共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的因素可歸納成以下三種類型：影響聚合物共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的因素可歸納成以下三種類型：l（1熱力學(xué)因素?zé)崃W(xué)因素 如相互作用參數(shù)、界面張力。可以預(yù)期共混物最如相互作用參數(shù)、界面張力?？梢灶A(yù)期共混物最終平衡結(jié)構(gòu)是均相的或是多相的。終平衡結(jié)構(gòu)是均相的或是多相的。l（2動力學(xué)因素動力學(xué)因素 決定平衡結(jié)構(gòu)能否到達(dá)以及到達(dá)的程度。有兩種決定平衡結(jié)構(gòu)能否到達(dá)以及到達(dá)的程度。有兩種相分離動力學(xué)機理控制：相分離動力學(xué)機理控制：NG機理得珠粒狀分散結(jié)構(gòu)，機理得珠粒狀分散結(jié)構(gòu)，SD機理

2、得交機理得交錯或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)。錯或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)。l（3在混合或成型過程中，流動場誘發(fā)的形態(tài)結(jié)構(gòu)在混合或成型過程中，流動場誘發(fā)的形態(tài)結(jié)構(gòu) ， 是由于流動是由于流動參數(shù)的不同而形成的一種非平衡結(jié)構(gòu)。參數(shù)的不同而形成的一種非平衡結(jié)構(gòu)。l由兩種聚合物構(gòu)成的聚合物共混由兩種聚合物構(gòu)成的聚合物共混物，按照相的連續(xù)性可分成三種物，按照相的連續(xù)性可分成三種基本類型：單相連續(xù)結(jié)構(gòu)、兩相基本類型：單相連續(xù)結(jié)構(gòu)、兩相互鎖結(jié)構(gòu)和相互貫穿的兩相連續(xù)互鎖結(jié)構(gòu)和相互貫穿的兩相連續(xù)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。l3.1.1 單相連續(xù)結(jié)構(gòu)單相連續(xù)結(jié)構(gòu)l是指構(gòu)成聚合物共混物的兩個相是指構(gòu)成聚合物共混物的兩個相或多個相中只有一個連續(xù)相。此或多個相中只有一個

3、連續(xù)相。此連續(xù)相稱為基體，其他的相分散連續(xù)相稱為基體，其他的相分散于連續(xù)相中，稱為分散相。于連續(xù)相中，稱為分散相。l1. 分散相形態(tài)不規(guī)則分散相形態(tài)不規(guī)則l機械共混法制得的產(chǎn)物一般含此機械共混法制得的產(chǎn)物一般含此結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)l2. 分散相顆粒較規(guī)則分散相顆粒較規(guī)則l分散相顆粒為較規(guī)則球形，顆分散相顆粒為較規(guī)則球形，顆粒內(nèi)部不含或只包含極少量的粒內(nèi)部不含或只包含極少量的連續(xù)相成分。連續(xù)相成分。l如羧基丁腈橡膠如羧基丁腈橡膠CTBN增增韌雙酚韌雙酚A型環(huán)氧樹脂。型環(huán)氧樹脂。l如苯乙烯如苯乙烯-丁二烯丁二烯-苯乙烯三嵌段苯乙烯三嵌段共聚物共聚物SBS）l3. 分散相為胞狀或香腸狀結(jié)構(gòu)分散相為胞狀或香腸狀

4、結(jié)構(gòu)l特點是分散相顆粒內(nèi)包含有連續(xù)特點是分散相顆粒內(nèi)包含有連續(xù)相成分所構(gòu)成的更小顆粒。這時相成分所構(gòu)成的更小顆粒。這時的分散相顆粒截面形似香腸狀或的分散相顆粒截面形似香腸狀或胞狀，稱香腸結(jié)構(gòu)或胞狀結(jié)構(gòu)。胞狀，稱香腸結(jié)構(gòu)或胞狀結(jié)構(gòu)。l如如G型乳液接枝共聚法型乳液接枝共聚法ABS共混物。共混物。l4. 分散相為片層狀分散相為片層狀l此種形態(tài)是指分散相呈微片狀分此種形態(tài)是指分散相呈微片狀分散于連續(xù)相基體中。散于連續(xù)相基體中。l如如HDPE/PA阻隔性良好的共混物。阻隔性良好的共混物。必要的形成條件是分散相熔體粘必要的形成條件是分散相熔體粘度大于連續(xù)相熔體粘度，共混時度大于連續(xù)相熔體粘度，共混時大小適

5、當(dāng)?shù)募羟兴俾屎颓‘?dāng)?shù)南啻笮∵m當(dāng)?shù)募羟兴俾屎颓‘?dāng)?shù)南嗳輻l件。容條件。l3.1.2 兩相互鎖或交錯結(jié)構(gòu)兩相互鎖或交錯結(jié)構(gòu)l也稱兩相共連續(xù)結(jié)構(gòu)，包括層狀結(jié)構(gòu)也稱兩相共連續(xù)結(jié)構(gòu)，包括層狀結(jié)構(gòu)和互鎖結(jié)構(gòu)。和互鎖結(jié)構(gòu)。l如如SBS三嵌段共聚物，當(dāng)丁二烯含量三嵌段共聚物，當(dāng)丁二烯含量為為60%時形成兩相交錯結(jié)構(gòu)。時形成兩相交錯結(jié)構(gòu)。l嵌段共聚物嵌段共聚物A-b-B的形態(tài)結(jié)構(gòu)與其組成的形態(tài)結(jié)構(gòu)與其組成密切相關(guān)。隨密切相關(guān)。隨B組分的增加，體系可組分的增加，體系可從較少從較少B組分分散相的球狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘艚M分分散相的球狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘魻罨蚶w維狀、層狀，最后直至相反轉(zhuǎn)。狀或纖維狀、層狀，最后直至相反轉(zhuǎn)。l3.1.3 相互貫

6、穿的兩相連續(xù)形相互貫穿的兩相連續(xù)形態(tài)結(jié)構(gòu)態(tài)結(jié)構(gòu)l典型例子是互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)典型例子是互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)IPN）。在）。在IPN中兩種聚合中兩種聚合物網(wǎng)絡(luò)相互貫穿、交錯，兩個物網(wǎng)絡(luò)相互貫穿、交錯，兩個相都是連續(xù)的。相都是連續(xù)的。l如順式聚丁二烯如順式聚丁二烯/聚苯乙烯聚苯乙烯PB/PSIPN，PS胞的尺寸胞的尺寸為為0.05-0.1m，胞壁及胞內(nèi)有，胞壁及胞內(nèi)有0.01-0.02 m的更精細(xì)結(jié)構(gòu)。的更精細(xì)結(jié)構(gòu)。l兩組分相容性越大、交聯(lián)度越兩組分相容性越大、交聯(lián)度越大，其兩相結(jié)構(gòu)的相疇則越小。大，其兩相結(jié)構(gòu)的相疇則越小。l3.1.4 含結(jié)晶聚合物共混物的形態(tài)結(jié)含結(jié)晶聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)l共混物中一種

7、為晶態(tài)，另一種為非共混物中一種為晶態(tài)，另一種為非晶態(tài)時，如：晶態(tài)時，如：PCL/PVC，i-PS/a-PS, i-PS/PPO；可歸納為八種類型：；可歸納為八種類型：l（1晶粒分散在非晶態(tài)介質(zhì)中；晶粒分散在非晶態(tài)介質(zhì)中；l（2球晶分散在非晶態(tài)介質(zhì)中；球晶分散在非晶態(tài)介質(zhì)中；l（3非晶態(tài)分散于球晶中；非晶態(tài)分散于球晶中；l（4非晶態(tài)形成較大相疇分布于球非晶態(tài)形成較大相疇分布于球晶中；晶中；l（5球晶為連續(xù)相，非晶聚合物分球晶為連續(xù)相，非晶聚合物分散于球晶與球晶之間；散于球晶與球晶之間；l（6球晶被輕度破壞，成為樹枝晶球晶被輕度破壞，成為樹枝晶并分散于非晶聚合物之間；并分散于非晶聚合物之間；l（7

8、結(jié)晶聚合物未結(jié)晶，形成結(jié)晶聚合物未結(jié)晶，形成A/A共混物；共混物；l（8非結(jié)晶聚合物結(jié)晶，轉(zhuǎn)化為非結(jié)晶聚合物結(jié)晶，轉(zhuǎn)化為C/C共混體系。共混體系。l結(jié)晶結(jié)晶/結(jié)晶聚合物共混物結(jié)晶聚合物共混物l如：如：PBT/PET，PE/PP，PA/PE；更為；更為復(fù)雜，可能呈現(xiàn)的八種形態(tài)：復(fù)雜，可能呈現(xiàn)的八種形態(tài)：l（1）、（）、（2兩種情況破壞了原結(jié)晶性，兩種情況破壞了原結(jié)晶性，形成非晶態(tài)共混物，如形成非晶態(tài)共混物，如PBT/PET。l（3）、（）、（4兩種情況較為普遍，即晶兩種情況較為普遍，即晶態(tài)分散于非晶態(tài)之中，如：態(tài)分散于非晶態(tài)之中，如：PP/UHMWPE，PPS/PA。l（5為兩結(jié)晶聚合物分別形成

9、球晶，為兩結(jié)晶聚合物分別形成球晶，球晶中有含有或不含非晶成分。球晶中有含有或不含非晶成分。l（6兩結(jié)晶聚合物形成共晶，此共混兩結(jié)晶聚合物形成共晶，此共混球晶中有含有或不含非晶區(qū)成分。如：球晶中有含有或不含非晶區(qū)成分。如：LLDPE/UHMWPE，HDPE/LDPE。l（7一組分結(jié)晶另一組分為非晶一組分結(jié)晶另一組分為非晶l（8單組分晶體與雙組分晶體共存單組分晶體與雙組分晶體共存l附晶附晶Epitaxial crystallization)l又稱附生結(jié)晶或外延結(jié)晶又稱附生結(jié)晶或外延結(jié)晶l如如PP/PE，當(dāng)拉伸此類共混物薄膜時形，當(dāng)拉伸此類共混物薄膜時形成。成。PP沿應(yīng)力方向取向，而結(jié)晶沿垂沿應(yīng)力方向取向，而