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高分子共混物

[拼音]:gaofenzi gonghunwu

[外文]:polyblend

表观均一但含有两种或两种以上不同结构的多组分聚合物体系。通过共混可以提高高分子材料的物理力学 能、加工 能、降低成本和扩大使用范围。因而是实现聚合物改 和生产多 能新材料的重要途径之一。

在高分子共混物的研究和应用中,常用相容 一词,两种聚合物共混后,如不出现宏观分相引起的弊病并产生 能上有益的效果,就称相容 好(也称混溶 好),反之称不相容。

类型

高分子共混物按生产方法分为:机械共混物、化学共混物、胶乳共混物和溶液共混物。

(1)机械共混物。一般是通过辊筒、挤出机或强力混合器将不同聚合物的熔体进行混合得到的共混物;共混温度高于混合物中所含无定形聚合物组分的粘流温度,高于所含结晶聚合物组分的熔点。机械共混时的高剪切应力可以导致聚合物降解。产生的大自由基,它与另一结构不同的聚合物或大自由基作用有可能发生接枝、嵌段或交联反应,生成的接枝或嵌段共聚物对相应均聚物有增容作用,可以提高共混组分的相容 ,这种由力化学作用生成的混合物称为力化学共混物。

(2)化学共混物。是由不同聚合物各自交联、相互穿透而形成的互穿聚合物网络。

(3)胶乳共混物。将不同聚合物胶乳进行混合,然后凝结、脱水干燥而获得的共混物,胶乳粒径约为 1μm。

(4)溶液共混物。将分别溶于同一溶剂、粘度大致相同的不同聚合物溶液进行混合,生成可直接使用的共混溶液。

相态

从热力学平衡体系考虑,两种材料能否溶混决定于体系的自由能变化:ΔF=ΔH-TΔS。式中ΔF为自由能变化;ΔH为焓的变化;T为温度;ΔS为熵的变化。不同聚合物混合时熵的变化很小,当ΔF=ΔH,亦即放热,才能互溶,否则不能成为结构均一的均相体系。绝大多数聚合物混合时皆需要吸收热量,在一般条件下皆不能互溶。两种本身不能互溶的聚合物即使能溶解在同一溶剂中,亦不互溶,在放置过程中将出现相分离现象。因为破坏结晶需要吸收热量,晶态聚合物与非晶态聚合物不能互溶。两种晶态聚合物更系如此,亦不能互溶。高分子共混物是多组分多相体系,除互穿聚合物网络具有两个连续相的特点外,其他共混物皆有连续相和分散相。不同 质的分散体(分散相)对基体(连续相)的物理力学 能,加工 能或其他 能可以起到不同的作用(见表)。基体和分散体皆是刚 的高分子共混物,称高分子合金。

高分子混合物的 能取决于所含各组分的 质、形态和相界面的 质。似互溶二元高分子共混物的玻璃化温度和某些物理 能可按混合物规则进行估算:

p=p1φ1+p2φ2+Iφ1φ2

式中p为有关 能;φ为浓度;I为相互作用项。I为零时,共混物 能可按加和定律估算(见图);I为正值,各组分有协同作用,混合物的有关 能高于所含各组分 能的平均值;I为负值,为非协同体系,共混物有关 能低于所含各组分 能的平均值。

近十余年来,已发现许多在一定条件下可以互容或部分互容的高分子共混物。其中有两种不同无定形聚合物组成的共混物,有由无定形聚合物与结晶聚合物组成的共混物,有同晶型高分子共混物,有由可以形成络合物的两种聚合物组成的共混物等。已商品化的高分子共混物主要有:高抗冲聚苯乙烯,橡胶增韧的环氧树脂,ABS树脂-聚氯乙烯,聚氯乙烯-高抗冲聚甲基丙烯酸甲酯,聚氯乙烯-丁腈橡胶,ABS树脂-双酚A型聚碳酸酯,ABS树脂-热塑 聚氨酯,ABS树脂-聚砜,聚苯醚-聚砜以及离子键聚合物-尼龙66等。

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