聚合物共混理論：第5章 共混物的相容熱力學(xué)和相界面

1、第5章 共混物的相容熱力學(xué)和相界面共混物相容熱力學(xué)相容性的實(shí)驗(yàn)研究方法共混物的相界面相容劑5.1共混物相容熱力學(xué)5.1.1概述 早期的共混理論研究，曾致力于研究熱力學(xué)相容體系。但可以滿足熱力學(xué)相容的聚合物配對(duì)相當(dāng)少。 因此，相容熱力學(xué)作為一種理論研究的方法，被廣泛地應(yīng)用于各種體系，研究?jī)?nèi)容包括相分離行為和部分相容兩相體系的相界面特性。 以單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為標(biāo)志的“溶混性”概念也得到認(rèn)同和應(yīng)用。5.1.2熱力學(xué)相容的必要條件 共混體系熱力學(xué)相容的必要條件，可通過(guò)混合吉布斯自由能來(lái)表征。 共混體系的混合吉布斯(Gibbs)自由能(Gm)，在恒溫條件下，可用下式表示 Gm=HmTSm 式中

2、Hm混合熱焓； Sm混合熵； T熱力學(xué)溫度。 若共混體系的Gm G0 。在這樣的情況下，假設(shè)的相分離行為是不可能發(fā)生的，其均相結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。 (2)“凹面向下”的Gm對(duì)x曲線 對(duì)于任意的組成x都是凹面向下的，在這樣的情況下，相分離是會(huì)自發(fā)地發(fā)生的，其相結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的。5.1.3.3均相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的條件(3)兼有“凹面向上”和“凹面向下”的曲線 如圖所示共混體系的Gm對(duì)x關(guān)系曲線，兼有“凹面向上”和“凹面向下”的區(qū)段，“凹面向上”區(qū)段與“凹面向下”區(qū)段之間的S點(diǎn)為拐點(diǎn)，在拐點(diǎn)，有在s點(diǎn)到b點(diǎn)的區(qū)段內(nèi)，共混體系是處于亞穩(wěn)態(tài)。5.1.3.4相分離的機(jī)理 以上，介紹了發(fā)生相分離的熱力學(xué)條件。在不同情況

3、下，相分離的發(fā)生有不同的機(jī)理。 對(duì)應(yīng)于圖54的體系，或者圖56的體系中S與S之間的區(qū)段，體系處于熱力學(xué)不穩(wěn)態(tài)，相分離行為會(huì)連續(xù)而自發(fā)地進(jìn)行，形成兩相體系。 對(duì)應(yīng)于圖56的體系中S 點(diǎn)與b點(diǎn)(或S點(diǎn)與b點(diǎn))之間的區(qū)段，體系處于亞穩(wěn)狀態(tài)。這種狀態(tài)下，體系可以因成核作用而發(fā)生相分離。 大多數(shù)聚合物共混體系都會(huì)隨溫度升高而發(fā)生相分離，即LCST行為。少數(shù)聚合物具有UCST行為。5.1.4Flory-Huggins模型與相關(guān)參數(shù)Flory-Huggins模型二元相互作用能密度B與相互作用參數(shù)影響熱力學(xué)相容性的因素聚合物聚合物共混體系相容性的熱力學(xué)理論 FloryHuggins理論 熱力學(xué)第二定律 式中

4、為混合的吉布斯（Gibbs）自由能； 為混合焓； 為混合熵； T 為熱力學(xué)溫度。 只有Gm0時(shí)，混合才能自發(fā)進(jìn)行5.1.4Flory-Huggins模型與相關(guān)參數(shù)對(duì)于單分散的聚合物A和聚合物B二元共混體系(單分散指同種聚合物相對(duì)分子質(zhì)量為均一的)，單位體積的混合吉布斯自由能(Gm)可以采用如下的表示式： （共混物相容熱力學(xué)準(zhǔn)則） 式中 B二元相互作用能密度； R氣體常數(shù)； T 熱力學(xué)溫度；，Mr分別為密度、體積分?jǐn)?shù)和相對(duì)分子質(zhì)量。式中 n1、n2 組分1及2的摩爾分?jǐn)?shù)； 組分1及2的體積分?jǐn)?shù)； R 氣體常數(shù)； 12 HugginsFlory相互作用參數(shù)1949年， Huggins和Flory從

5、液液相平衡的晶格理論出發(fā)，導(dǎo)出了Hm和Sm的表達(dá)式，得出聚合物二元混合物的熱力學(xué)表達(dá)式：即 根據(jù)上式可以看出， 是非負(fù)的。按HugginsFlory理論，僅由于混合熵的作用才能達(dá)到聚合物之間的相互混溶。 這一理論僅對(duì)特殊的碳?xì)浠衔锊庞邢薅鹊倪m用，它難于解釋某些聚合物之間較大的相容性，也不能解釋聚合物共混物的LCST現(xiàn)象，更不能解釋多重臨界相容溫度現(xiàn)象。 5.1.4Flory-Huggins模型與相關(guān)參數(shù) 二元相互作用能密度(B)是上式中的一個(gè)重要參數(shù)，體現(xiàn)了兩種聚合物的相互作用。B的數(shù)值可以通過(guò)理論推導(dǎo)及實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 由于 ，Hm主要決定于B參數(shù)，所以， Gm0能否成立，也主要決定于B參數(shù)。如

6、果混合過(guò)程是放熱的，即Hm為負(fù)值(相應(yīng)的B參數(shù)為負(fù)值)，由于Gm恒為正值，則HmTGm的條件必能得到滿足。換言之，共混中放熱的體系(B參數(shù)為負(fù)值)可以形成相容的體系。反之，若混合過(guò)程是吸熱的，即Hm為正值(B參數(shù)為正值)，則B參數(shù)一定要足夠小，才能滿足Gm0的熱力學(xué)相容條件。5.1.4.3影響熱力學(xué)相容性的因素 影響熱力學(xué)相容性的因素是多方面的，包括大分子間的相互作用、相對(duì)分子質(zhì)量、共混物組成、溫度與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等。 (1)大分子間的相互作用 大分子間的相互作用(以B參數(shù)表征)是影響熱力學(xué)相容性的最重要的因素。 (2)相對(duì)分子質(zhì)量 共混物組分的相對(duì)分子質(zhì)量越大， Sm就越小，由于Gm=Hm-TS

7、m，相應(yīng)的就越難于滿足Gm0的熱力學(xué)相容條件。 (3)共混組分的配比 共混物組分的配比與相容性密切相關(guān)。當(dāng)兩種聚合物的含量相差較大時(shí)，有利于實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)相容。 (4)溫度 溫度對(duì)熱力學(xué)相容性的影響，可表現(xiàn)為UCST行為、LCST行為，或者同時(shí)存在UCST和LCST行為。 5、結(jié)晶能力 所謂結(jié)晶能力是指可否結(jié)晶、結(jié)晶難易和最大結(jié)晶程度。高分子結(jié)晶能力愈大，分子間的內(nèi)聚力愈大。因此，共混組分的結(jié)晶能力愈相近，其相容性愈好。凡能使分子鏈間緊密而又規(guī)整排列的因素（包括構(gòu)型和構(gòu)象因素）皆有利于高分子結(jié)晶。 在非晶態(tài)高分子共混時(shí)常有理想的混合行為，如PVCNBR、PVCEVA、a-PSPP0等；在晶態(tài)非晶態(tài)

8、（或晶態(tài)）高分子共混時(shí)，只有出現(xiàn)混晶對(duì)才相容，如PVCPCL，聚偏氟乙烯（PVF2）與PMMA，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）與聚對(duì)苯二甲酸乙二醉朗（PET），PAPE，EPRPE，iPPPE等。同晶型共混高分于是很少的，如聚氟乙烯與PVF2。 5.1.6相容性的判定：二元相互 作用模型與溶解度參數(shù) 判定相容性的方法，主要有基于二元相互作用模型的方法和基于溶解度參數(shù)的方法。 其中，二元相互作用模型是共混體系熱力學(xué)分析方法的重要發(fā)展。該模型在區(qū)分聚合物分子間和分子內(nèi)作用力的基礎(chǔ)上，對(duì)影響熱力學(xué)相容性的B參數(shù)進(jìn)行了深入的探討，并在此基礎(chǔ)上建立相容性判定的方法。溶解度參數(shù)則早已廣泛地被應(yīng)用于相容性的

9、判定。5.1.6.1二元相互作用模型簡(jiǎn)介 基本原理：將大分子間的相互作用細(xì)分為不同組分的重復(fù)單元之間相互作用的加和，進(jìn)而探討相應(yīng)的能量變化。 在二元相互作用模型中，Bij表征大分子間不同組分之間的相互作用。Bij與B參數(shù)關(guān)系：Bij表征兩種聚合物組成相互作用能，B參數(shù)表征兩種聚合物總相互作用能。B參數(shù)是Bij加和。 二元相互作用模型有兩個(gè)重要作用： 一，是通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)方法求出Bij，進(jìn)而得到B參數(shù)，從而對(duì)共混體系的相容性作出判定； 二，通過(guò)對(duì)于兩種聚合物組成的相互作用能的研究，可以設(shè)計(jì)出新的相容的共混體系的聚合物分子結(jié)構(gòu)。 5.1.6.2二元相互作用模型的運(yùn)用 二元相互作用模型的實(shí)際運(yùn)用

10、，包括理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試兩個(gè)部分。利用二元相互作用模型，可以針對(duì)不同體系，推導(dǎo)出相應(yīng)的二元相互作用能Bij的表達(dá)式。進(jìn)而，利用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，對(duì)于某些體系，就可將Bij計(jì)算出來(lái)。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算，可以利用LCST等類(lèi)型的相圖，或者采用不同相對(duì)分子質(zhì)量聚合物及不同組分含量共聚物共混等方法，獲得共混體系相容與不相容的邊界。二元相互作用模型實(shí)際上適用于含有共聚物的共混物體系。5.1.6.2二元相互作用模型的運(yùn)用 (1)均聚物一共聚物的共混體系(且有一個(gè)共有的組分) 設(shè)一種均聚物和一種共聚物的共混體系，且重復(fù)單元1為兩個(gè)聚合物所共有。 即：均聚物由重復(fù)單元1組成，而共聚物由重復(fù)單元1和重復(fù)單元2組成，

11、兩種重復(fù)單元在共聚物中的體積分?jǐn)?shù)分別為1和2，則可建立該體系的二元相互作用模型的表達(dá)式。5.1.6.2二元相互作用模型的運(yùn)用 采用不同重均相對(duì)分子質(zhì)量的均聚物與不同組分含量的共聚物共混(其它條件為定值)，可得到一系列實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的“點(diǎn)陣”(通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，區(qū)分為均相的或相分離的)，如圖所示。圖中圓點(diǎn)和圓圈為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，圓圈表示形成均相體系(相容)，圓點(diǎn)表示發(fā)生了相分離(不相容)。 在相分離的臨界狀態(tài)，可獲知不同的臨界Mr,A對(duì)應(yīng)的臨界2，作出臨界的Mr,A2關(guān)系曲線；這一臨界的Mr,A2關(guān)系曲線即為采用不同相對(duì)分子質(zhì)量均聚物與不同組分含量共聚物共混的方法獲得的相圖。5.1.6.2二元相互作用模型的運(yùn)用(2

12、)均聚物一共聚物的共混體系(無(wú)共有組分) 對(duì)于無(wú)共有組分的均聚物-共聚物的共混體系，均聚物由重復(fù)單元3組成，共聚物由重復(fù)單元1、2組成，則二元相互作用模型的表達(dá)式為：(3)共聚物共聚物的共混體系 對(duì)于兩種共聚物的共混體系，當(dāng)兩種共聚物都為雙組分時(shí)，其二元相互作用模型的表達(dá)式為515式。如果有共有組分，則515式可以簡(jiǎn)化。采用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法，可推算出Bij。采用LCST型等類(lèi)型的相圖分析，也可以推算Bij。5.1.6.3溶解度參數(shù)法 溶解度參數(shù)法是判斷兩種聚合物的相容性的常用方法。單位體積的內(nèi)聚能定義為內(nèi)聚能密度；而將內(nèi)聚能密度的平方根定義為溶解度參數(shù)()。 溶解度參數(shù)法被用于判斷兩種聚合物的相

13、容性。該方法的出發(fā)點(diǎn)，是將共混體系不同分子間的相互作用近似地作為純組分的分子間作用(內(nèi)聚能)的函數(shù)。按此方法，Bij被寫(xiě)成： Bij=Cii-2Cij+Cjj式中Cii，Cjj純組分均聚物的內(nèi)聚能密度； Cij不同組分之間的相互作用能。5.1.6.3溶解度參數(shù)法 將溶解度參數(shù)用于判定兩種聚合物之間的熱力學(xué)相容性，有 為滿足熱力學(xué)相容的條件，即Hm0)，而不適用于放熱的二元 相互作用( Hm0)。 溶解度參數(shù)可采用溶脹法、黏度法等方法測(cè)定，也可以利用聚合物結(jié)構(gòu)單元的摩爾吸引常數(shù)的可加和性，進(jìn)行估算。 二元相互作用模型的局限性：在實(shí)際應(yīng)用中適用于含共聚物的共混體系。 熱力學(xué)相容性的探討(包括二元相

14、互作用模型和溶解度參數(shù)的應(yīng)用)，為聚合物共混體系(包括部分相容的兩相體系)的廣義相容性提供預(yù)測(cè)和判定的參考依據(jù)。5.3共混物的相界面 共混物的相界面，是指兩相（或多相）共混體系相與相之間的交界面。 共混兩相體系的界面形態(tài)與共混物組分之間的相容性密切相關(guān)。相容性較好的聚合物對(duì)其界面結(jié)合也較為牢固，可形成具有一定厚度的界面層，或稱(chēng)過(guò)渡層。反之，相容性不好的聚合物體系，界面結(jié)合也不佳。 表面張力與界面張力 界面層與界面作用 相界面的研究方法5.3.1表面張力與界面張力 5.3.2.1基本概念 （1）表面與界面 兩相體系的表界面，是指從一相到另一相的過(guò)渡區(qū)域。 固體-氣體、液體-氣體的交界面，習(xí)慣上稱(chēng)

15、為表面； 固體-液體、液體-液體、固體-固體的交界面，則稱(chēng)為界面。 （2）表（界）面張力與表（界）面自由能 在兩相體系的兩組分之間，具有界面自由能。以熔融共混為例，在共混過(guò)程中，分散相組分是在外力作用之下逐漸被分散破碎的。當(dāng)分散相組分破碎時(shí)，其比表面積增大，界面能相應(yīng)增加。反之，若分散相粒子相互碰撞而凝聚，則可使界面能下降。 界面張力的存在，會(huì)阻止“液珠”變形，起阻礙分散相粒子變形和破碎的作用。5.3.2.2聚合物表面張力的測(cè)定 固體表面張力的測(cè)定方法有多種，常用的方法為接觸角法。接觸角法也是測(cè)定聚合物表面張力的主要方法。 采用接觸角法測(cè)定聚合物表面張力，需先將聚合物制成平板狀樣品，然后采用接

16、觸角測(cè)定儀測(cè)定。方法是在樣品表面滴上一滴特定的液體，如圖所示，測(cè)定接觸角。在圖所示的固相(聚合物)、液相(液滴)和氣相(空氣)三相交點(diǎn)處，作氣液界面切線，此切線與固液交界線的交角，就是接觸角。5.3.2.2聚合物表面張力的測(cè)定 接觸角的大小，可反映固體與液體相互浸潤(rùn)的情況。若90如圖 (b)所示，則表明浸潤(rùn)不良，或稱(chēng)固體憎液。(a)(b)5.3.2.3聚合物表面張力的相關(guān)因素 聚合物的表面張力，與溫度、聚合物的物態(tài)、聚合物相對(duì)分子質(zhì)量、聚合物溶解度參數(shù)等因素有關(guān)。 (1)聚合物的表面張力與溫度的關(guān)系 表面張力的本質(zhì)是分子間相互作用。由于分子間力隨溫度升高而下降，所以，表面張力也會(huì)隨之降低，且與

17、溫度呈線性關(guān)系(結(jié)晶性的物質(zhì)發(fā)生結(jié)晶或熔融時(shí)，線性關(guān)系會(huì)受影響)。聚合物的表面張力也隨溫度升高而下降，且與溫度呈線性關(guān)系。 (2)聚合物的表面張力與聚合物物態(tài)的關(guān)系 根據(jù)Macleod方程，密度變化會(huì)引起表面張力變化，密度增大，表面張力也增大；因而，結(jié)晶性聚合物發(fā)生相變時(shí)，表面張力會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。結(jié)晶體的密度高于熔體的密度，相應(yīng)的，結(jié)晶體的表面張力高于熔體的表面張力。這種變化，會(huì)使表面張力與溫度的線性關(guān)系受到影響。 5.3.2.3聚合物表面張力的相關(guān)因素(3)聚合物的表面張力與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系 聚合物的表面張力與相對(duì)分子質(zhì)量有如下的關(guān)系：式中 聚合物的表面張力； 相對(duì)分子質(zhì)量為無(wú)窮大時(shí)表面

18、張力； Ke常數(shù)； 聚合物的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量。 測(cè)定聚合物的液體同系物的表面張力，利用表面張力與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系，可導(dǎo)出聚合物的表面張力。這就是相對(duì)分子質(zhì)量外推法。5.3.2.3聚合物表面張力的相關(guān)因素 (4)聚合物表面張力與內(nèi)聚能密度及溶解度參數(shù)的關(guān)系 聚合物表面張力和內(nèi)聚能密度都與分子間相互作用力有關(guān)，聚合物表面張力與溶解度參數(shù)之間有一些經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，可以由溶解度參數(shù)估算表面張力，經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式之一:式中 聚合物的表面張力； K常數(shù)； 聚合物的溶解度參數(shù)； 分子間的相互作用參數(shù)； Vm摩爾體積。 由上式可以看出，聚合物的表面張力是隨溶解度參數(shù)的增大而增大的。5.3.3界面層與界面作用界面的形成

19、界面層的結(jié)構(gòu) 界面層厚度的計(jì)算界面作用理論界面張力、界面層厚度與相容性的關(guān)系相界面的效應(yīng)界面層的形成 聚合物共混物界面層的形成可分為兩個(gè)步驟: 第一步是兩相之間的相互接觸； 第二步是兩種聚合物大分子鏈段之間的相互擴(kuò)散。聚合物大分子鏈段的相互擴(kuò)散有兩種情況：若兩種聚合物大分子具有相近的活動(dòng)性，則兩大分子鏈段以相近的速度相互擴(kuò)散；若兩大分子的活動(dòng)性相差很大，則兩相之間擴(kuò)散速度差別很大，甚至發(fā)生單向擴(kuò)散。 界面層中兩種聚合物鏈段的濃度梯度 1、聚合物1鏈段濃度 2、聚合物2鏈段濃度 兩聚合物大分子鏈段相互擴(kuò)散的結(jié)果是兩相均會(huì)產(chǎn)生明顯的濃度梯度，如圖所示，聚合物1向聚合物2擴(kuò)散時(shí)，其濃度逐漸減小，同樣

20、聚合物2在向聚合物1擴(kuò)散時(shí)，共濃度逐漸減小，最終形成聚合物共存區(qū)，這個(gè)區(qū)域即為界面層。兩種聚合物共混時(shí)，相互接觸的界面層可能出現(xiàn)三種情況： 由于具有熱力學(xué)混溶性的兩種聚合物是完全互溶的，兩種大分子鏈段強(qiáng)烈相互擴(kuò)散，在強(qiáng)大的機(jī)械剪切力作用下，彼此結(jié)合成為一種物質(zhì)，這時(shí)已無(wú)相的界面存在，形成單相勻一狀態(tài)。聚合物的大分子鏈段相互擴(kuò)散能力差，僅僅進(jìn)行接觸表面的擴(kuò)散，此時(shí)界面比較明顯。在界面上形成過(guò)渡層，大分子鏈段相互擴(kuò)散，彼此可以進(jìn)入對(duì)方內(nèi)部一定范圍，形成在兩者界面上一定厚度范圍內(nèi)同時(shí)存在兩種大分子鏈段，通常把這一定的厚度范圍稱(chēng)為過(guò)渡層。 5.3.3.1界面層的結(jié)構(gòu) 對(duì)于相容的聚合物組分，共混物的相界

21、面上會(huì)存在一個(gè)兩相組分相互滲透的“過(guò)渡層”，通常稱(chēng)為界面層。由此，可將聚合物共混物相界面的形態(tài)劃分為兩個(gè)基本模型，如圖所示。其中，圖 (a)所代表的是不相容體系，或相容性很小的體系。在這類(lèi)體系中，I組分與組分之間沒(méi)有過(guò)渡層。圖 (b)則代表了兩相組分之間具有一定相容性的情況，I組分與組分之間存在一個(gè)過(guò)渡層。5.3.3.1界面層的結(jié)構(gòu) 共混物相界面的過(guò)渡層的示意圖如圖所示。如前所述，兩相共混體系的兩相組分之間，很多都是部分相容的。從宏觀整體來(lái)看，過(guò)渡層的存在正是體現(xiàn)了兩相之間有限的相容性，或者說(shuō)是部分相容性。另一方面，從過(guò)渡層這個(gè)微觀局部來(lái)看，又存在著分子水平(或鏈段水平)相互擴(kuò)散的狀態(tài)。 機(jī)械

22、共混物中兩種大分子鏈段在界面互相擴(kuò)散的程度主要取決于兩種聚合物的溶解度參數(shù)、界面張力和分子量等因素。溶解度參數(shù)相近，兩種分子容易相互擴(kuò)散，界面層較寬；完全不相容的共混體系，不會(huì)形成界面層。兩種聚合物的表面張力接近，界面張力小，有利于兩相聚合物分子相互濕潤(rùn)和擴(kuò)散。 共混物中兩種聚合物之間相互擴(kuò)散的示意圖兩種分子鏈段在界面層充分接觸，相互滲透，以次價(jià)力相互作用，形成較強(qiáng)的界面粘結(jié)力。 界面層的結(jié)構(gòu)組成和獨(dú)立相區(qū)的差別 兩種分子鏈的分布是不均勻的，從相區(qū)內(nèi)到界面形成一濃度梯度； 分子鏈比各自相區(qū)內(nèi)排列松散，因而密度稍低于兩相聚合物的平均密度； 界面層內(nèi)往往易聚集更多的表面活性劑及其他添加劑等雜質(zhì)，分

23、子量較低的聚合物分子也易向界面層遷移。這種表面活性劑等低分子量物越多，界面層越穩(wěn)定，但對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度不利。5.3.3.3界面作用理論 聚合物兩相體系的界面作用，可分兩大類(lèi)。其一是兩相之間有化學(xué)鍵連接，如嵌段、接枝共聚物；其二是兩相之間沒(méi)有化學(xué)鍵連接，僅有聚合物大分子間的相互作用(如范德華力、氫鍵等)，如一般機(jī)械法共混物。 5.3.3.4界面張力、界面層厚度 與相容性的關(guān)系 界面張力與界面層厚度、共混體系相容性等都密切相關(guān)。界面張力還對(duì)共混過(guò)程有重要影響。界面張力和界面層厚度與聚合物相容性的關(guān)系：溶解度參數(shù)接近的體系，或者B參數(shù)較小的體系，相容性相應(yīng)地較好，界面張力較低，界面層厚度也較厚。 典型

24、的橡膠一橡膠共混體系的相容性(以溶解度參數(shù)之差的絕對(duì)值表征)與界面張力、界面層厚度的理論計(jì)算值的關(guān)系，如圖所示。 較小的體系(即相容性較好的體系)，界面張力較低，界面層厚度較厚。5.3.3.5相界面的效應(yīng) 在兩相共混體系中，由于分散相顆粒的粒徑很小(通常為微米數(shù)量級(jí)，甚至是納米數(shù)量級(jí))，具有很大的比表面積。相應(yīng)的，兩相的相界面也很大。如此量值巨大的相界面，可以產(chǎn)生多種效應(yīng)。 (1)力的傳遞效應(yīng) 在共混材料受到外力作用時(shí)，相界面可以起到力的傳遞效應(yīng)。譬如，當(dāng)材料受到外力作用時(shí)，作用于連續(xù)相的外力會(huì)通過(guò)相界面?zhèn)鬟f給分散相；分散相顆粒受力后發(fā)生變形，又會(huì)通過(guò)界面將力傳遞給連續(xù)相。為實(shí)現(xiàn)力的傳遞，要求兩相之間具有良好的界面結(jié)合。 (2)光學(xué)效應(yīng) 利用兩相體系相界面的光學(xué)效應(yīng)，可以制備具有特殊光學(xué)性能的材料。譬如，將PS與PMMA共混，可以制備具有珍珠光澤的材料。 (3)誘導(dǎo)效應(yīng) 相界面還具有誘導(dǎo)效應(yīng)，譬如誘導(dǎo)結(jié)晶。在某些以結(jié)晶高聚物為基體的共混體系中，適當(dāng)?shù)姆稚⑾嘟M分可以通過(guò)界面效應(yīng)產(chǎn)生誘導(dǎo)結(jié)晶的作用。通過(guò)誘導(dǎo)結(jié)晶，可形成微小的晶體，避免形成大的球晶，對(duì)提高材料的性能具有重要作用。 相界面的效應(yīng)還有許多，如聲學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)效應(yīng)，等等。5.3.4相界面