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高聚物多组分混合体系的结构分析

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:又称高聚物合金。2)高分子-配合剂体系,此类又可分两种:高聚物的多组分混合体系,对高聚物材料的改性和应用至关重要。两相高聚物共混体系的分散形态主要有两种类型:1)海-岛结构两相中一相为连续相,称海相;另一相为分散相称岛相。共混高聚物各组分的混溶情况,形态及其精细结构均可通过电子显微镜来进行观察。

高聚物多组分混合体系的结构分析

1.高聚物多组分混合体系的分类

根据混合的组分不同,高聚物多组分混合体系可分为两大类:

1)高分子-高分子体系:共混高聚物。有时也把嵌段共聚物、接枝共聚物、互穿和半互穿网络也包括在内。又称高聚物合金。

2)高分子-配合剂体系,此类又可分两种:

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高聚物的多组分混合体系,对高聚物材料的改性和应用至关重要。如增塑是开发高聚物新材料中十分重要的领域聚氯乙烯被合成以后,曾经长时期没有进行工业化生产,原因是聚氯乙烯加工温度太接近于它的分解温度。直到人们发现增塑剂能降低其加工温度之后才开始在工业上大量生产,并且通过调节增塑剂的类型与用量获得一系列由软到硬的塑料

虽然,人们在古代就知道应用复合材料,例如在泥土中混入稻草以获得增强的土坯。但直到人们成功地以炭黑补强天然橡胶才真正标志着复合材料学的开始。此后出现了许多复合材料,如玻璃纤维、碳和石墨纤维、硼纤维等为填充剂,以树脂、金属和碳为基体的材料。

天然橡胶与苯乙烯塑料共混可以改善聚苯乙烯的脆性,而不降低使用温度的上限。丁苯橡胶与聚氯乙烯共混可以改善后者的耐油、耐磨、耐热、耐老化和耐冲击性。氯丁橡胶与天然橡胶共混可提高天然橡胶的耐臭氧性。

2.高聚物合金的结构

又称为高分子合金,它是将两种或两种以上性质不同的高聚物复合形成的多组分材料,兼具有两种(或多种)高聚物的共有特性,并且赋予材料新的性能。共混高聚物性能决定区域结构。如果两种高聚物完全互不相容,则形成两个完全分离两相结构,或者如果两种高聚物完全相容,则形成均匀一相结构,这两种情况共混高聚物的性能均不好,只有在半互溶下形成分相又不分离的区域结构时,共混态高聚物性能最好。

两相高聚物共混体系的分散形态主要有两种类型:(www.xing528.com)

1)海-岛结构

两相中一相为连续相,称海相;另一相为分散相称岛相。分散相以不同大小、形状散布在连续相中。而究竟哪一相为连续相,那一相为分散相,即取决于两相的体积比、黏度比、弹性比及界面张力,还取决于共混条件(设备、温度、时间、剪切速度等)。一般两种高聚物混溶性越好。分散相相畴越小,分散越均匀,两相界面越模糊,两相的结合力越好。

2)两相互锁结构

共混态中两相均为连续相,形成交错性网状结构。此时两相互相贯穿,均连续的充满全部试样,分不出那是连续相,那是分散相。形成互穿聚合物网络(Interpenetrating Polymer Networks,IPN)。互相贯穿的程度取决于两相的混溶性,一般混溶性越好,两相互锁结构的相畴越小。

共混高聚物各组分的混溶情况,形态及其精细结构均可通过电子显微镜来进行观察。实的高聚物共混态结构非常复杂,形形色色,并不与上述结构完全相符,如图4-24和图4-25所示。

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图4-24 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的电镜照片/苯乙烯与丁二烯的含量比

a)80∶20 b)60∶40 c)50∶50

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图4-25 聚氯乙烯-氯化聚乙烯(100∶10)共聚物的电镜照片

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