第二章共混改性基本原理

1、第二章 共混改性基本原理2.0本章介紹 概述 共混組分的相容性（重點(diǎn)）掌握聚合物之間相容性的基本概念、改進(jìn)相容性的方法，了解相容性理論、相容性的表征方法。 聚合物共混物的形態(tài)（重點(diǎn)、難點(diǎn)）掌握聚合物共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本類型、相界面結(jié)構(gòu)、相容性和混合加工方法對形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響以及形態(tài)結(jié)構(gòu)的主要測定方法。了解控制聚合物共混物的結(jié)構(gòu)與性能控制的基本途徑。 共混物的性能（重點(diǎn)） 共混物制備方法（重點(diǎn)）、原理（重點(diǎn)）與設(shè)備（自學(xué)）2.1概述2.1.1相關(guān)概念 聚合物共混聚合物共混（Polymer blend）：是指兩種或兩種以上均聚物或共聚物混合制成宏觀均勻物質(zhì)的過程。共混產(chǎn)物稱為聚合物共混物。高分子合金

2、是指含多種組分的聚合物均相或多相體系，包括聚合物共混物、嵌段和接枝共聚物，而且一般言，高分子合金具有較高的力學(xué)性能。其形態(tài)結(jié)構(gòu)為微觀非均相或均相。高分子合金不能簡單等同于聚合物共混物。 相容性相容性（Miscibility）：是指共混無各組分彼此相互容納，形成宏觀均勻材料的能力。 互溶性互溶性（solubility）：指可以達(dá)到分子級混合的共混物。因聚合物材料結(jié)構(gòu)特征限制，要達(dá)到完全分子級的混合難以實(shí)現(xiàn)，因此其應(yīng)用不多。 混溶性混溶性（compatibility）:以是否能獲得比較均勻和穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)的共混體系為判據(jù)，而不論共混體系是否熱力學(xué)相互溶解。 反應(yīng)性共混體系反應(yīng)性共混體系:是指在不相

3、容或相容性較差的共混體系中加入（或就地形成）反應(yīng)性聚合物，在混合過程中（例如擠出過程）與共混聚合物的官能團(tuán)之間在相界面上發(fā)生反應(yīng)，使體系相容性得到改善，起到增容劑的作用的體系。2.1.2共混的特點(diǎn)與意義許多天然和合成的聚合物是經(jīng)改性才能達(dá)到工業(yè)應(yīng)用性能的. 綜合、均衡各聚合物組分的性能、提高使用檔次，如ABS兼有PS的光澤和易成型性；PAN的剛性、耐油性、耐化學(xué)性和優(yōu)良的力學(xué)性能；聚丁二烯的彈性和抗沖擊性。 投資少、效益高。 品種繁多、可制備功能化高分子材料。 改善加工性能。2.1.3共混的方法2.1.3.1物理方法 v 機(jī)械混合v 溶液混合v 膠乳混合v 粉末混合2.1.3.2化學(xué)方法 v

4、接枝共聚（組分間有化學(xué)反應(yīng)）v 嵌段共聚（組分間有化學(xué)反應(yīng)）v 互穿網(wǎng)絡(luò)（組分間沒有化學(xué)反應(yīng)）v 漸變處理（組分間沒有化學(xué)反應(yīng)）2.1.3.3物理/化學(xué)方法按共混時物料狀態(tài)分為：v 熔融共混v 溶液共混v 乳液共混2.1.4高分子材料共混技術(shù)進(jìn)展 相容劑技術(shù)(見離聚體進(jìn)展報告) 互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(見第五章內(nèi)容) 動態(tài)硫化技術(shù)(見第三章) 反應(yīng)擠出成型技術(shù) 形態(tài)結(jié)構(gòu)研究 增韌機(jī)理研究2.1.4.1反應(yīng)擠出成型技術(shù) 特點(diǎn)：v 可連續(xù)且小批量的生產(chǎn)；v 投資少；v 不使用溶劑，節(jié)省能源和減少公害；v 對制品和原料有較大選擇余地；v 可方便地進(jìn)行混煉、聚合等操作，簡化脫揮發(fā)物、造粒和成型加工等過程，

5、并可使其一體化；v 在控制化學(xué)結(jié)構(gòu)的同時還可控制微相等物理結(jié)構(gòu)，以制備具有良好性能的新物質(zhì)。2.1.4.2增韌機(jī)理研究（1）彈性體增韌理論a 多重銀紋理論1956年，Mertz等人首次提出了聚合物的增韌理論。該理論認(rèn)為，作增韌體的部分橡膠粒子會橫跨在材料變形所產(chǎn)生的很多微細(xì)的裂縫上，阻止其迅速發(fā)展，而橡膠在變形過程中消耗了能量，從而提高了材料的韌性。此理論的主要弱點(diǎn)是注意了橡膠而忽視了母體。后來Newman等人計算了拉伸斷裂過程中橡膠斷裂所耗散的能量僅占總能量的10%，這說明該理論并未真正揭示橡膠增韌的本質(zhì)原因。Bucknall等人發(fā)展了Mertz等人的微縫理論，提出了多重銀紋理論。該理論認(rèn)為

6、，在橡膠增韌塑料體系中，橡膠相顆粒起了應(yīng)力集中的作用。當(dāng)材料受到?jīng)_擊時，它能引發(fā)大量的銀紋，但由于大量銀紋之間的應(yīng)力場的相互干擾并且如果生產(chǎn)著的銀紋前峰處的應(yīng)力集中低于臨界值或銀紋遇到另一橡膠顆粒時，則銀紋就會終止，橡膠相粒子不僅能引發(fā)銀紋而且能控制銀紋。材料受到?jīng)_擊時產(chǎn)生的大量銀紋可吸收大量的沖擊能量，從而保護(hù)了材料不受破壞，但目前人們對橡膠粒子是否能控制銀紋生長以及只有小尺寸銀紋對材料的增韌起作用仍存在著爭論。b 銀紋-剪切帶理論Bucknall等人的研究表明,在塑料和橡膠的復(fù)合物中,剪切屈服和銀紋化同時存在,并且剪切帶還可終止銀紋,阻止其擴(kuò)展成為裂紋。目前人們普遍接受這一理論。（2）非彈

7、性體增韌機(jī)理a剛性有機(jī)粒子(ROF)增韌冷拉機(jī)理Kuraucki和Ohta首次提出了非彈性體增韌理論。該理論認(rèn)為，對于含有分散粒子的復(fù)合物在拉伸過程中，由于分散相的剛性球端(E2，v2)和基體(E1，v1)的楊氏模量和泊松比之間的差別而在分散相的赤道面上產(chǎn)生一種較高的靜壓強(qiáng)，當(dāng)作為分散相的剛性顆粒受到的靜壓強(qiáng)大到一定數(shù)值時，其易屈服而產(chǎn)生冷拉,發(fā)生大的塑性轉(zhuǎn)變，從而吸收大量的沖擊能量，使材料的韌性以提高，對非彈性體共混體系而言，在拉伸時，當(dāng)作用在剛性分散相粒子赤道面上的靜壓力大于剛性粒子形變所需的臨界靜壓力Re時，粒子將發(fā)生塑性形變而使材料增韌，這就是非彈性體增韌的冷拉機(jī)理，脆性材料開始發(fā)生塑

8、性形變的臨界靜壓力Re可用來判斷分散相粒子是否屈服。b無機(jī)剛性粒子對塑料的增韌機(jī)理近年來的研究發(fā)現(xiàn)只要處理得當(dāng)，無機(jī)剛性顆粒對塑料也可達(dá)到既增韌又增強(qiáng)的目的。李東明等用斷裂力學(xué)的方法分析了增韌塑料在斷裂過程中能量損耗的途徑，提出了填充增強(qiáng)增韌的概念，他們指出了剛性無機(jī)顆粒加入聚合物時基體中的應(yīng)力集中發(fā)生了變化他們將無機(jī)顆?？醋髑驙铑w粒，描述了形變初始階段單個顆粒周圍的應(yīng)力集中情況。并認(rèn)為基體對顆粒的作用力在兩極為拉應(yīng)力，在赤道處為壓應(yīng)力，由于力的相互作用,球粒赤道附近位置的聚合物基體會受到無機(jī)顆粒的壓應(yīng)力作用，有利于屈服的發(fā)生。另外，由于在兩極是拉應(yīng)力作用，當(dāng)無機(jī)顆粒與聚合物之間的界面粘接力較

9、弱時，會在兩極首先發(fā)生界面脫粘，使顆粒周圍相當(dāng)于形成一個空穴。由單個空穴的應(yīng)力分析可知，在空穴赤道面上的應(yīng)力為本體區(qū)域應(yīng)力的三倍，因此在本體應(yīng)力尚未達(dá)到基體屈服應(yīng)力時，局部已開始產(chǎn)生屈服，綜合的效應(yīng)使聚合物的韌性提高。（3）彈性體增韌和非彈性體增韌兩種理論比較a 增韌劑種類不同：前者是橡膠或熱塑性彈性材料，模量低、易于撓曲、流動性差；后者是脆性塑料或剛性無機(jī)粒子，模量高，幾乎不發(fā)生塑性形變,流動性好。b 增韌對象不同：前者可增韌脆性或韌性材料；后者則要求基體本身有定韌性。c 增韌劑含量變化的效果不同：前者隨加入量的增加韌性一直增加；后者有一合適的增韌范圍，超過這一范圍后無增韌效果。d 復(fù)合體系

10、性質(zhì)不同：前者在提高材料韌性的同時，材料的模量、強(qiáng)度和熱變形溫度等大幅度降低；后者則在提高材料韌性的同時，提高材料的模量、強(qiáng)度和熱變形溫度，不過，前者對基體韌性提高幅度大；后者則通常不能大幅度提高韌性。e 韌性提高的原因不同：前者是由于橡膠顆粒的應(yīng)力，引發(fā)基體產(chǎn)生銀紋或剪切帶形變從而吸收沖擊能；后者是由于剛性顆粒受基體的應(yīng)力作用，使剛性顆粒和顆粒赤道附近的聚合物基體發(fā)生屈服大形變而吸收沖擊能的結(jié)果。f 橡膠增韌和剛性填料增韌是一個問題的兩個方面，即隨著分散相模量由小到大，基質(zhì)將經(jīng)歷從橡膠增韌到以剛性填料增韌塑料的整個增韌過程的變化。v 模量是影響共混合金斷裂方式，乃至韌性的重要因素，當(dāng)分散相的

11、模量比較小，則橡膠分散相在靜壓應(yīng)力作用下發(fā)生形變所需的應(yīng)力(Rey)非常小，此時沖擊能量的消耗主要由基質(zhì)來承擔(dān)，隨著分散相模量的增加，共混合金受力形變過程中，基質(zhì)除了本身產(chǎn)生大量的銀紋和形成屈服剪切帶吸收能量以外，對分散相要產(chǎn)生靜水壓應(yīng)力，分散相被迫發(fā)生形變而吸收大量能量。v 對于低模量的彈性體而言，它不需靜水壓應(yīng)力的作用即可發(fā)生形變，但吸收能量卻很少對于模量較大的剛性體而言，即使有靜水壓力的作用,，仍不能達(dá)到它的屈服應(yīng)力，故往往發(fā)生脆性斷裂；只有當(dāng)分散相的屈服應(yīng)力與分散相的基質(zhì)的界面粘接力較近，分散相能隨著基質(zhì)形變而被迫形變時，分散相方可吸收大量的能量而起到較好的增韌作用。2.2共混組分的相

12、容性2.2.1相容性的基本概念聚合物之間的相容性就是聚合物之間的相互溶解性，是指兩種聚合物形成均相體系的能力。相容性的有很多種說法，如熱力學(xué)相容（分散度、混合度），工藝相容等。2.2.2相容性的表征方法熱力學(xué)上相容意味著分子水平上的均勻。但就實(shí)際意義而言，是分散程度的一種量度，與測定方法有密切關(guān)系，因而是指在實(shí)際測定條件下所表現(xiàn)的均勻性。不同的測定方法常導(dǎo)致不同的結(jié)論，所以就實(shí)際意義而言，各種實(shí)驗(yàn)方法測得的關(guān)于聚合物之間相容性的結(jié)論具有一定的相對性。研究聚合物之間相容性的方法如下：2.2.2.1濁點(diǎn)法(光學(xué)透明性的判斷，材料折光指數(shù)相近時不能用）2.2.2.2玻璃化轉(zhuǎn)變法（動態(tài)力學(xué)方法、熱分析

13、方法）玻璃化轉(zhuǎn)變法測定聚合物-聚合物的相容性是最常用的方法，其主要是基于如下的原則：聚合物共混物的玻璃化溫度與兩種聚合物分子級的混合程度有直接關(guān)系。若兩種聚合物組分相容，共混物為均相體系就只有一個玻璃化溫度，且該玻璃化溫度Tg介于參與混合的兩種聚合物的玻璃化溫度Tg之間，并服從： （2-1） （2-2）若兩組分完全不相容，形成界面明顯的兩相結(jié)構(gòu)，就有兩個玻璃比溫度，分別等于兩組分的玻璃化溫度。若兩組分部分相容，其玻璃化溫度介于上述兩種極限情況之間。其表現(xiàn)可能是：v a 在一定的組成比范圍內(nèi)，共混物只有一個玻璃化溫度。v b 當(dāng)兩組分處于臨界相容狀態(tài)時，共混物有一個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 ，但是轉(zhuǎn)變溫度

14、范圍會加寬。v c 雖然共混物有兩個玻璃化溫度 (一個為Tg1，另一個為Tg2)，但由于構(gòu)成共混物的兩聚合物之間有一定程度的擴(kuò)散，而使兩個玻璃化溫度相互靠近了。2.2.2.3顯微鏡法包括光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡。 前者可直接目測確定兩相是否存在及相互的滲透性，觀察的基礎(chǔ)是兩相在光吸收或色澤方面的差異(即反差)，因此常采用著色或染色技術(shù)增強(qiáng)反差以助于觀測。 電子顯微鏡有透射電鏡法和掃描電鏡法。v 用透射電鏡觀測某些超薄的聚合物試樣時，為了有較好的反差和獲得清晰的圖像，要對試樣進(jìn)行染色，使聚合物中的某些組分與重金屬離子相互作用以增加對電子的散射能力來提高圖像的反差。v 當(dāng)使用掃描電鏡時，有機(jī)聚合物不

15、導(dǎo)電，在電子束作用下易破壞。因此在觀察前必須在試樣表面作真空噴金(約l2Onm厚度)或噴鈀、鉑、銀等金屬， 因原子序數(shù)高的原子有較強(qiáng)的二次電子散射能力， 成像時能得到較好的反差以提高圖像的清晰度和立體感。v 由于掃描電鏡法中反差是取決于表面構(gòu)形或織態(tài)結(jié)構(gòu)上的差異，因此，主要用于相區(qū)尺寸較大的共混體系，特別是對斷口形態(tài)的觀察。2.2.2.4紅外光譜法 任一具有特點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)的聚合物均有一典型的紅外吸收光譜圖,譜圖中各特征吸收帶表征其含有的基團(tuán)類別(如OH、CO、OOH等)。 紅外光譜法研究聚合物相容性原理是對于相容的聚合物共混體系,由于不同聚合物分子之間有強(qiáng)的相互作用,其所產(chǎn)生的光譜相對兩聚合物組

16、分的光譜譜帶產(chǎn)生較大的偏離(譜帶頻率的移動和峰形的不對稱加寬等)，由此而表征相容性的大小。 對于完全不相容的共混聚合物體系,表征兩聚合物組分的特征吸收譜帶能夠很好地重現(xiàn)而未發(fā)生變化,然而,聚合物之間相容性難以用譜帶偏離程度進(jìn)行定量表征,這是紅外光譜法的不足之處。 應(yīng)用先進(jìn)的傅立葉變換紅外光譜(FTIR)儀來研究聚合物共混體系的相容性準(zhǔn)確性更高。2.2.2.5反相色譜法 氣相色譜(GLC)是用已知的固定相測定流動相中未知物的成分和性質(zhì)。 反氣相色譜(inverse gas chromatogram 簡稱IGC)則是利用已知探針分子研究聚合物聚集態(tài)性質(zhì)的一種分析方法。 實(shí)際操作是將聚合物共混物溶于

17、共同溶劑并沉積在惰性載體上,隨后裝人色譜柱中,實(shí)驗(yàn)最終柱溫至少比Tg(對無定形聚合物)或Tm(對結(jié)晶聚合物)高50,以一種惰性載氣在一定流速和預(yù)定壓力下連續(xù)通過色譜系統(tǒng),而探針分子以脈沖狀引入系統(tǒng)。 2.2.2.6溶液方法（測溶液粘度、本體粘度）2.2.2.7測力學(xué)性能、密度等2.2.3提高相容性的方法 欲獲取這種體系中各組分所具有的綜合性能和優(yōu)良力學(xué)性能，則必須解決其相容性問題。改善相容性的方法有四種：v 加強(qiáng)基團(tuán)間的相互作用v 接枝嵌段共聚共混v 添加第三組分增容劑v 形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)2.2.4共混的熱力學(xué)所謂共混物的熱力學(xué)相容性是指共混組分在一定溫度下以任何比例共混都是相容的

18、。聚合物共混物的相容性一般可分為：完全相容（熱力學(xué)或分子相容）、完全不相容和部分相容(包括界面相容和工藝相容)。兩種聚合物是否相容，取決于共混過程的Gibbs自由能變化，對于相容的聚合物共混物，有： (2-3) 式中：DGm、DHm和DSm分別為聚合物共混物體系的Gibbs 混合自由能、混合焓和混合熵，T為聚合物共混物體系的溫度。根據(jù)熱力學(xué)理論，兩種聚合物共混時，相容的充分必要條件是： （2-4） （2-5）式中：DGm為Gibbs混合自由能; i為i組分的體積分?jǐn)?shù)。如果同時滿足式（2-2）和式（2-3）則為熱力學(xué)相容體系；如果只滿足必要條件即式(2-5)，則為部分相容體系；如果兩式皆不滿足，

19、則為不相容體系。2.3共混物的基本形態(tài)2.3.1概述聚合物共混物可由兩種或兩種以上的聚合物組成，對于熱力學(xué)相容的共混體系，可能形成均相的形態(tài)結(jié)構(gòu)。對于熱力學(xué)不相容的共混體系則可能形成兩個或兩個以上的相，這種多相形態(tài)結(jié)構(gòu)（multiphase polymer）最為普遍。由兩種聚合物構(gòu)成的兩相聚合物共混物，按照共混物的形態(tài)可分成三種基本類型：v “均相”體系(共混后只出現(xiàn)一個Tg)v “海-島”結(jié)構(gòu)(用分散度和均一性表征)v “海-?！苯Y(jié)構(gòu)有人用圖1所示的理想模型說明聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。圖1 非均相多組分聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)模型組分A白色；組分B黑色v 一般含量少的組分形成分散相，而含量多的組分形

20、成連續(xù)相。v 隨分散相含量的逐漸增加，分散相從球狀分散變成棒狀分散，到兩個組分含量相近時，則形成層狀結(jié)構(gòu)，這時兩個組分在材料中都成連續(xù)相。v 大多數(shù)實(shí)際的多組分聚合物的結(jié)構(gòu)要更復(fù)雜些，通常也沒有這樣規(guī)則，可能出現(xiàn)過度形態(tài)，或者幾種形態(tài)同時存在，例如球和短棒或不規(guī)則的條、塊等形狀同時作為分散相同時存在于聚合物基體中。v 聚合物共混物可在一定的組成范圍內(nèi)發(fā)生相的逆轉(zhuǎn)，原來是分散相的組分變成連續(xù)相，而原來是連續(xù)相的組分變成分散相，2.3.2共混物形態(tài)的研究和制樣方法聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)測定方法主要有兩種：（1）利用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡的直接觀察共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。（2）通過測定共混物各種力學(xué)松弛性

21、能推斷聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，如動態(tài)力學(xué)方法。第一種方法比較直觀，應(yīng)用較多。2.3.2.1直接觀測法（1）對于相疇比較大（直徑大于1m）的共混體系可以用光學(xué)顯微鏡直接觀察。有三種常用的操作方法：v 溶劑法。用適當(dāng)?shù)娜軇悠啡苊?，用顯微鏡或干涉顯微鏡觀察其形態(tài)結(jié)構(gòu)或進(jìn)行照像。其原理是根據(jù)共混物中兩組分折光率的不同，因而可從顯微鏡中觀察到光強(qiáng)度的差別。為提高分辨效果可用適當(dāng)?shù)娜玖先旧笥^察其形態(tài)結(jié)構(gòu)。v 切片法。用超薄切片機(jī)將樣品切成厚15m薄片，用透射顯微鏡或干涉顯微鏡觀察形態(tài)結(jié)構(gòu)。v 蝕鏤法。用適當(dāng)?shù)奈g鏤劑浸蝕試樣中的某一組分，再用反射的方法觀察蝕鏤后的試樣表面。（2）電子顯微鏡法適合于小相疇的情

22、形。分透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）。v 透射電子顯微鏡要求制備超薄試樣，制備方法有復(fù)制法和切片法。2.3.3分散相分散狀況的表征制品的性質(zhì)與改性體系的混合狀態(tài)，如各組分之間形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)、分布的均勻程度和分散程度有很大關(guān)系。因此，需對混合狀態(tài)進(jìn)行表征。2.3.3.1均一性均一性是指混得勻不勻，濃度變化大小如何，即分散相濃度分布是否均勻。均一性的表征手段： 混合指數(shù) 不均一系數(shù)圖2 不同均一性共混物示意圖（a)濃度變化大 (b)濃度變化小v 濃度變化大，在混合物不同部位取樣，分散相的含量不一樣，均一性差。v 濃度變化小，在混合物不同部位取樣，分散相的含量基本上一致。均一性好

23、。2.3.3.2分散度的表征常用的表征分散度的指標(biāo)是平均粒徑。平均粒徑為表示分散相的分散程度，引入平均粒徑的概念。平均粒徑有平均算術(shù)直徑和平均表面直徑。 （2-6） （2-7）式中：分別為平均算術(shù)直徑和平均表面直徑；di為分散相i的粒徑；ni為分散相i的粒子數(shù)。平均表面直徑比平均算術(shù)直徑能更好地反映出分散程度與力學(xué)性能之間的關(guān)系。2.3.3.3分散相粒徑及粒徑分布圖3平均粒徑相近但分布不同的兩種試樣示意圖(a)粒徑分布寬 (b)粒徑分布窄v 圖3（a)所示，分散相粒徑有的很大，有的很小。v 圖3（b）中的分散相粒徑相差不大，而兩個試樣平均粒徑可能十分接近，但兩者的性能會有很大差別，這可用粒徑分

24、布曲線來加以說明。 圖4分散相粒徑分布示意圖(a)粒徑分布寬 (b)粒徑分布窄 v 圖2-39（a）試樣的粒徑分布線寬且不對稱。v 圖2-39（b）試樣的粒徑分布線窄且對稱。v 一般不希望曲線有較大右側(cè)拖尾，因大的右側(cè)拖尾說明有大量分散較差的大粒子存在，對力學(xué)性能有不利影響。2.3.4共混物的相界面及其相界面效應(yīng)2.3.4.1相界面兩種聚合物的共混物中存在三種區(qū)域結(jié)構(gòu)：兩種聚合物各自獨(dú)立的相和兩相之間的相界面。界面層也稱為過渡區(qū)，在此區(qū)域發(fā)生兩相的黏合和兩種聚合物鏈段之間的相互擴(kuò)散。相界面的結(jié)構(gòu)對共混物的性質(zhì)有決定性的作用。（1）相界面的形態(tài)聚合物共混物相界面的形成可分為兩個步驟：v 第一步是

25、兩相之間的相互接觸；v 第二步是兩種聚合物大分子鏈段之間的相互擴(kuò)散。v 當(dāng)兩種聚合物相互接觸時即發(fā)生鏈段之間的相互擴(kuò)散。擴(kuò)散的結(jié)果使得兩種聚合物在相界面兩邊產(chǎn)生明顯的濃度梯度。2.3.4.2相界面效應(yīng) 力的傳遞效應(yīng)在共混材料受到外力作用時，相界面可以起到力的傳遞作用，如材料受到外力作用時，作用于連續(xù)相的外力會通過相界面?zhèn)鬟f給分散相。 光學(xué)效應(yīng)利用兩相聚合物體系的相界面效應(yīng)，可以制備具有特殊光學(xué)性能的材料。 誘導(dǎo)效應(yīng)相界面具有誘導(dǎo)結(jié)晶等效應(yīng)。某些以結(jié)晶聚合物為基體的共混體系中，適當(dāng)?shù)姆稚⑾嘟M分可以通過界面效應(yīng)產(chǎn)生誘導(dǎo)結(jié)晶的作用。通過誘導(dǎo)結(jié)晶，可形成微小的晶體，避免形成大的球晶，對提高材料的性能具

26、有重要作用。 聲學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)效應(yīng)等2.4共混物的性能 流變性能 力學(xué)性能 光、電性能 阻隔及抗?jié)B透性能 2.4.1 共混物性能與單組分性能關(guān)系影響聚合物共混物的性能的因素包括各共混組分聚合物的性能、共混組分間的相互作用和共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)(1) 不考慮形態(tài)因素 并聯(lián)式 串聯(lián)式(2)考慮形態(tài)因素 均相體系 “海-島”結(jié)構(gòu)兩相體系p-共混物性能；p1-連續(xù)相性能；-分散相體積分?jǐn)?shù)；-為參數(shù)；KE-愛因斯坦系數(shù)，與分散相顆粒的形狀、取向、界面結(jié)合等因素有關(guān)。 “海-?！苯Y(jié)構(gòu)兩相體系n是與體系有關(guān)的參數(shù)(-1n1)2.4.2 共混物熔體的流變性能由于兩相聚合物在毛細(xì)孔中流動時，分散相的形變程度不同于連

27、續(xù)相的形變程度，因此，在毛細(xì)孔中相界面上的剪切速率是隨處變化的。然而，只要沒有滑脫，相界面上的剪切應(yīng)力是連續(xù)的，與分散相形變的程度無關(guān)?？紤]到這一點(diǎn)，描述共混物黏度和彈性與共混物組成的關(guān)系通常以剪切應(yīng)力為參數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明共混物流體為“切力變稀”流體，其黏度隨剪切應(yīng)力增加而減少，共混物黏度與溫度的關(guān)系符合Arrhenius方程，共混物黏度與共混比的關(guān)系比較復(fù)雜，但還是對其黏度與組成的關(guān)系進(jìn)行了分析并作了定量描述。 與剪切速率的關(guān)系 -剪切應(yīng)力；-剪切速率；n-非牛頓指數(shù)；K-稠度系數(shù)；-熔體粘度。 與溫度的關(guān)系 與組成的關(guān)系 熔體粘彈性2.4.3共混物的力學(xué)性能提高聚合物的力學(xué)性能特別是提高塑料制

28、品韌性一直是改性共混改性的重要內(nèi)容之一。例如用丁二烯與苯乙烯共聚得到高抗沖聚苯乙烯；采用氯化聚乙烯與聚氯乙烯共混得到硬聚氯乙烯韌性體，都將使基體的抗沖強(qiáng)度提高幾倍至幾十倍。 彈性體增韌塑料體系（）v 塑料基體形變(剪切形變，銀紋化)詳見增韌機(jī)理研究v 彈性體增韌塑料機(jī)理(銀紋-剪切帶理論,銀紋支化理論,界面空洞化理論)例：NBR改性PVCCPE改性PVCEVA改性PVC 非彈性體增韌塑料體系詳見增韌機(jī)理研究依賴脆性塑料的塑性形變將外界能量耗散掉，達(dá)到增韌效果。例： PC，PA等體系中加PS，PMMA，AS等PVC/CPEorMBS/PS2.4.4 共混物的其他性能 電性能 光學(xué)性能 阻隔性能

29、透氣性能2.5共混物制備方法、原理與設(shè)備2.5.1共混物制備方法制備聚合物共混物的方法有物理共混法、共聚-共混法、IPN（互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)）法。2.5.1.1物理共混法物理共混法是依靠物理作用實(shí)現(xiàn)聚合物共混的方法，工程界又常稱之為機(jī)械共混法，共混過程在不同種類的混合或混煉設(shè)備中完成。以物理形態(tài)分類，物理共混法包括粉料（干粉）共混、熔體共混、溶液共混及乳液共混四類。（1）干粉共混法將兩種或兩種以上品種不同的細(xì)粉狀高聚物在各種通用的塑料混合設(shè)備中加以混合，形成均勻分散的粉狀高聚物的方法，稱為干粉共混法。用此種方法進(jìn)行高聚物共混時，也可同時加入必要的各種塑料助劑。v 其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、操作容易；v 缺

30、點(diǎn)是所用聚合物主要為粉狀，若原料顆粒大，則需粉碎;干粉共混時，聚合物料溫低于黏液溫度，物料不易流動，混合分散效果較差。（2）熔體共混法熔體共混也叫熔融共混，此法可將共混所用聚合物組分在它們的黏流溫度以上用混煉設(shè)備制取均勻的聚合物共熔體，然后再冷卻，粉碎或造粒的方法。其工藝過程為：聚合物聚合物初混合熔融共混冷卻造粒粒狀共混料冷卻粉碎粉狀共混料熔融共混法具有以下優(yōu)點(diǎn)：v 共混的聚合物原料在粒度大小及粒度均一性方面不像干粉共混那樣嚴(yán)格，所以原料準(zhǔn)備操作較簡單。v 熔融狀態(tài)下，異種聚合物之間的擴(kuò)散作用，使得混合效果顯著高于干粉共混。共混物料成型后，制品內(nèi)相疇較小。v 在混煉設(shè)備強(qiáng)剪切力作用下，導(dǎo)致一部分聚合物降解并可能形成一定數(shù)量的接枝或嵌段共聚物，從而促進(jìn)了不同聚合物組合直接的相容。（3）溶液共混法將各原料