第九章--高聚物的共混與復(fù)合材料演示教學(xué)

1、第一頁，共41頁。第二頁，共41頁。第三頁，共41頁。制備方法制備方法物理機(jī)械性能物理機(jī)械性能加工性能加工性能形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)相容性相容性高聚物共混高聚物共混高聚物間的相容性高聚物間的相容性共混體系中不同高聚物間相互共混體系中不同高聚物間相互(xingh)融合的性能。融合的性能。第四頁，共41頁。第五頁，共41頁。高聚物間的相容性高聚物間的相容性是否能像小分子一樣是否能像小分子一樣實(shí)現(xiàn)分子水平的混容？實(shí)現(xiàn)分子水平的混容？相容的程度如何？相容的程度如何？部分相容部分相容完全不相容完全不相容完全相容完全相容宏觀相分離宏觀相分離相容部分較大相容部分較大相容部分小相容部分小相容性好相容性好相容性差相容

2、性差宏觀上均一宏觀上均一微觀上相分離微觀上相分離多相體系組分組分B組分組分A低分子混合低分子混合第六頁，共41頁。第七頁，共41頁。溶質(zhì)分子溶質(zhì)分子溶劑分子溶劑分子高分子溶液高分子溶液高分子共混高分子共混組分組分B組分組分A第八頁，共41頁。 為為負(fù)負(fù)值值。吸吸熱熱時時為為正正值值，放放熱熱時時，互互作作用用程程度度大大小小的的量量度度相相互互作作用用參參數(shù)數(shù)，表表征征相相相相互互作作用用的的近近鄰鄰數(shù)數(shù)；和和組組分分能能；的的一一個個鏈鏈段段的的相相互互作作用用的的一一個個鏈鏈段段和和組組分分組組分分的的摩摩爾爾數(shù)數(shù)和和體體積積分分?jǐn)?shù)數(shù)；和和組組分分組組分分、和和、式式中中，HugginsB

3、AZBABA)lnln()lnln(12BB12 EnnXXVVRTGkTEZXnRTHVVXnVVXnnnRSAABBBAAABArMBAAMrBBBrAAABBAAM HHm mSSVr約為一個約為一個(y )鏈段的體積；鏈段的體積；V總體積總體積第九頁，共41頁。KL10.1第十頁，共41頁。221211121 BAcXX Xc2 微觀微觀(wigun)相分離相分離第十一頁，共41頁。第十二頁，共41頁。第十三頁，共41頁。第十四頁，共41頁。按物料形態(tài)分類按物料形態(tài)分類第十五頁，共41頁。第十六頁，共41頁。嵌段共聚物接枝共聚物SBSABS第十七頁，共41頁。第十八頁，共41頁。形態(tài)結(jié)

4、構(gòu)單相連續(xù)結(jié)構(gòu)兩相交錯結(jié)構(gòu)相互貫穿的兩相連續(xù)結(jié)構(gòu)依據(jù)相的連續(xù)性第十九頁，共41頁。連續(xù)相連續(xù)相分散相分散相基體基體均勻顆粒狀均勻顆粒狀不均勻顆粒狀不均勻顆粒狀胞狀結(jié)構(gòu)胞狀結(jié)構(gòu)接枝共聚共混法接枝共聚共混法 圖10.2 SBS三嵌段共聚物的形態(tài)結(jié)構(gòu)(jigu).（丁二烯含量20%）圖10.3 G型ABS的形態(tài)結(jié)構(gòu).（黑色為橡膠(xingjio)，白色為樹脂）第二十頁，共41頁。圖10.4 SBS形態(tài)結(jié)構(gòu)(jigu)的電鏡照片.（丁二烯含量）圖10.5 聚順丁二烯/聚苯乙烯IPN電鏡照片.第二十一頁，共41頁。圖10.7 晶態(tài)/非晶態(tài)共混物形態(tài)(xngti)結(jié)構(gòu)示意圖.A和B 相容性差第二十二頁，共

5、41頁。圖10.8 結(jié)晶/結(jié)晶聚合物共混物可能呈現(xiàn)(chngxin)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。非晶/非晶第二十三頁，共41頁。10.910.11第二十四頁，共41頁。鏈段的熱運(yùn)動（混合熵）鏈段的熱運(yùn)動（混合熵）兩種鏈段間的擴(kuò)散兩種鏈段間的擴(kuò)散A相相界面層界面層B相相基本不相容基本不相容相容性增加相容性增加完全相容完全相容厚度取決于聚合物厚度取決于聚合物的熱力學(xué)相容性的熱力學(xué)相容性輕微擴(kuò)散，輕微擴(kuò)散，相界面清晰相界面清晰成均一相，界面層消失成均一相，界面層消失擴(kuò)散程度提高，擴(kuò)散程度提高， 相界面變相界面變模糊，界面層厚度增大，模糊，界面層厚度增大， 相間粘合力增大相間粘合力增大第二十五頁，共41頁。嵌段共聚物

6、接枝共聚物第二十六頁，共41頁。圖10.12 橡膠(xingjio)與吸水樹脂共混體系。A 未加嵌段共聚物增容劑B 加入(jir)嵌段共聚物增容劑嵌段共聚物 A-b-B接枝共聚物 A-g-B第二十七頁，共41頁。第二十八頁，共41頁。第二十九頁，共41頁。高分子材料高分子材料TTg沖擊沖擊不能發(fā)生強(qiáng)迫不能發(fā)生強(qiáng)迫高彈形變高彈形變高彈形變高彈形變脆性斷裂脆性斷裂強(qiáng)迫高彈形變強(qiáng)迫高彈形變吸收沖擊能轉(zhuǎn)化吸收沖擊能轉(zhuǎn)化為鏈段運(yùn)動為鏈段運(yùn)動韌性韌性10.13第三十頁，共41頁。10.1410.15第三十一頁，共41頁。沖擊沖擊增韌塑料增韌塑料分散相橡膠顆粒分散相橡膠顆粒成為應(yīng)力集中中心成為應(yīng)力集中中心大

7、量剪切帶大量剪切帶材料容易發(fā)生屈服材料容易發(fā)生屈服斷裂伸長增加斷裂伸長增加大量銀紋大量銀紋終止終止激發(fā)激發(fā)第三十二頁，共41頁。PS 50% 相反轉(zhuǎn)相反轉(zhuǎn)10.16第三十三頁，共41頁。SBR：丁苯橡膠：丁苯橡膠10.1710.18第三十四頁，共41頁。圖10.19圖10.20第三十五頁，共41頁。圖10.21 SBS薄膜試樣超薄切片的電鏡照片。OsO4染色，黑色部分是聚丁二烯橡膠(xingjio)相，白色部分是聚苯乙烯塑料相。（a）拉伸前；（b）=80%； （c） =500%；（d) 拉伸至=600%回復(fù)后室溫放置數(shù)日。（a） （b） （c） （d)第三十六頁，共41頁。第三十七頁，共41頁。基本組分基體材料增強(qiáng)劑連續(xù)相分散相復(fù)合材料復(fù)合材料金屬基金屬基非金屬基非金屬基高聚物基高聚物基陶瓷基陶瓷基第三十八頁，共41頁。復(fù)合材料復(fù)合材料宏觀復(fù)合材料宏觀復(fù)合材料微觀復(fù)合材料微觀復(fù)合材料彌散增強(qiáng)彌散增強(qiáng)增強(qiáng)劑尺寸小，增強(qiáng)劑尺寸小，100m顆粒