聚合物共混改性課后題集答案解析

1.聚合物共混改性的主要目的有哪些？

物性（謀求新的功能提高性能）：功能化、高性能化、耐久性

成型加工性：流動性、收縮性、離型性、尺寸穩(wěn)定性、結(jié)晶性、結(jié)晶速度、熱熔融強(qiáng)度等

經(jīng)濟(jì)性：增量、代用、省資源、循環(huán)利用等

2.聚合物共混改性的主要方法有哪些？

物理共混：是指兩種或兩種以上聚合物材料、無機(jī)材料以及助劑在一定溫度下進(jìn)行機(jī)械摻混，最終形成一

種宏觀上均勻的新材料的過程。

化學(xué)共混：聚合物的化學(xué)共混改性是通過聚合物的化學(xué)反應(yīng)，改變大分子鏈上的原子或原子團(tuán)的種類及其

結(jié)合方式的一類共混改性方法。

物理/化學(xué)共混：是在物理共混的過程中發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)

3.簡述混合的基本方式及其特點(diǎn)。

基本方式：分配混合（分布混合、層流混合）分散混合

特點(diǎn)：在混合中僅增加粒子在混合物中分布均勻性而不減小粒子初始尺寸的過程，稱為分配混合。

分布混合：只改變分散相的空間分布狀況，增加分散相分布的隨機(jī)性。分散相物料主要通過對流作用來實(shí)

現(xiàn)；層流混合：是分布混合的一種特定形式，其理論基于一種假設(shè)，即在層流混合的過程中，層與層之間

不發(fā)生擴(kuò)散。分散混合：在混合過程中發(fā)生粒子尺寸減小到極限值，同時增加相界面和提高混合物組分均

勻性的混合過程。

4.試述聚合物共混物的形態(tài)及特點(diǎn)。

海-島結(jié)構(gòu)：是一種兩相體系，一相為連續(xù)相，另一相為分散相，分散相分散在連續(xù)相中，亦即單相連續(xù)

體系。

海-海結(jié)構(gòu)：也是一種二相體系，但兩相皆為連續(xù)相，相互貫穿，亦即兩相連續(xù)體系。

兩相互鎖或交錯結(jié)構(gòu)：也是一種二相體系，這種結(jié)構(gòu)中沒有一相形成貫穿整個試樣的連續(xù)相，而且兩相相

互交錯形成層狀排列，難以區(qū)分連續(xù)相和分散相。

梯度結(jié)構(gòu)：為二相體系，特殊的共連續(xù)體系(兩相連續(xù)體系)其組成在空間上互為增減。

階躍結(jié)構(gòu)：為二相體系，特殊的共連續(xù)體系(兩相連續(xù)體系),在極小過渡區(qū)域內(nèi)，其組成在空間上互為

增減。

單相連續(xù)體系：海-島結(jié)構(gòu)、兩相互鎖或交錯結(jié)構(gòu)

共連續(xù)體系：海-海結(jié)構(gòu)、梯度結(jié)構(gòu)、階躍結(jié)構(gòu)

5.影響熔融共混的主要因素有哪些？

(1)聚合物兩相體系的熔體黏度(比值)及熔體彈位(2)聚合物兩相體系的界面張力。(3)聚合物兩

相體系的組分含量以及物料的初始狀態(tài)。(4)流動場形式和強(qiáng)度。(5)共混時間。

1.試述聚合物共混的概念。

聚合物共混是指將兩種或兩種以上聚合物材料、無機(jī)材料以及助劑在一定溫度下進(jìn)行機(jī)械摻混，最終形成

一種宏觀上均勻，而且力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)及其他性能得到改善的新材料的過程，這種混合過程稱為

聚合物的共混改性，所得到的新的共混產(chǎn)物稱為聚合物共混物，簡稱共混物。

2.共混物的形態(tài)學(xué)要素有哪些？

分散相和連續(xù)相、分散相的分散狀況、兩相體系的形貌、相界面

3.簡述分散相顆粒分散過程的兩種主要機(jī)理。

液滴分裂機(jī)理：分散相的大粒子，分裂成兩個較小的粒子，然后，較小的粒子在進(jìn)一步分裂，這一過程不

斷重復(fù)，直至平衡。細(xì)流線破裂機(jī)理：分散相的大粒子，在拉伸應(yīng)力下變形為細(xì)流線，細(xì)流線再在瞬間破

裂成細(xì)小的粒子。

4.依據(jù)“液滴模型"，討論影響分散相變形的因素。

Weber數(shù)：We很小時，。占據(jù)主導(dǎo)作用，形成穩(wěn)定的液滴。"液滴t英型”認(rèn)為，對于特定的體系和在T

條件下，We可以有特定的Wecrit，當(dāng)We<Wecrit,液滴穩(wěn)定；We>Wecrit,液滴會變得不穩(wěn)定，

進(jìn)而破裂。

Y&

:T-WeT-D"

粒徑：大粒子易變形。

連續(xù)相黏度：nmT-WeT-DT

界面張力：。1-WeT—DT

熔體彈性：

流動場：對于牛頓流體，拉伸流動比剪切流動更能有效地促使液蹦裂。qm<<nd,拉伸流動起主導(dǎo)作用。兩

相粘度比：

5.依據(jù)“雙小球睡"，討論影響分散相破碎的因蒸

K值的影響：剪切應(yīng)力（外力）分散相內(nèi)力與分散相顆粒破碎分散密切相關(guān)。增大r或降低Fr可以促進(jìn)分

散相顆粒的破碎。K值超過某個臨界值時，粒子破碎。K決定于——^卜力,內(nèi)力

r*值的影響：r*取決于分散相熔體顆粒的伸長變形能力，即分散相聚合物的性能，與共混時熔體溫度有關(guān)。

初始位置（分散相粒徑）的影響：初始距離（粒徑）大，易于破碎。分散相顆粒的破碎分散過程，亦是分

散相粒徑自動均化過程。亦即破碎分散和粒徑均化是同時進(jìn)行的。

6.采用哪些方法，可以對聚合物熔體黏度進(jìn)行調(diào)控.

調(diào)節(jié)共混溫度：根據(jù)共混組分的黏溫曲線，通過調(diào)節(jié)共混溫度來調(diào)控共混體系的熔體黏度比值。

調(diào)節(jié)剪切應(yīng)力：根據(jù)聚合物切力變稀的流變特性，通過調(diào)節(jié)剪切應(yīng)力來調(diào)控共混體系的熔體黏度比值

通過助劑調(diào)節(jié)：填充劑、軟化劑、增塑劑等均可以調(diào)節(jié)物料的熔體黏度。

調(diào)節(jié)共混組分的相對分子量：聚合物的相對分子量也是影響熔體黏度的重要因素。1.

熱方s解性。是指滿足熱力學(xué)相容條件，在任何比例混合時，都能形成分子分

散的、熱力學(xué)穩(wěn)定的均相體系。聚合物之間的相容性，就是表示聚合物混合系形成單一相（分子量級的混

合）的能力。亦是指聚合物之間相互溶解的能力，代表熱力學(xué)相互溶解。

混溶性，是指共混物各組分之間彼此相互容納的能力。表示了共混組分在共混中相互擴(kuò)散的分散能力和穩(wěn)

定狀態(tài)，是指非相容聚合物共混物中各成分物質(zhì)的界面結(jié)合能力。

2.聚合物共混物相圖的意義和作用？

相圖就是用來表示材料相的狀態(tài)和溫度及成分關(guān)系的綜合圖形，它反映了成分及溫度變化時所可能發(fā)生的變

化；相圖可直觀地描慢合物共;昆物的相容性；相圖在生產(chǎn)中，可以作為制定樹許昆煉和熱處理等工藝，分析性

能的重要依據(jù)。

3.試述聚合物共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與相容性的關(guān)系。

如果兩種聚合物共混后，形成的共混物具有單一的Tg則可以認(rèn)為該共混物為均相體系。

兩種聚合物的共混物具有兩個Tg,且兩個Tg峰較每一種聚合物自身的Tg峰更為接近，為部分相容體系

不相容：不相容聚合物的共混物也有兩個Tg峰，但兩個Tg蜂的位置與每一種聚合物自身的Tg峰是基本

相同的。

■試述界面層的性質(zhì)

Bare研究發(fā)現(xiàn)，界面層的玻璃化溫度介于兩種聚合物組分玻璃化溫度之間。當(dāng)分散相的比表面積小于25

pm-1時，共混物有兩個明顯的力學(xué)損耗峰；比表面積大于時，只有一個明顯的力學(xué)損耗峰。

Kaplan指出，當(dāng)分散相顆粒直徑大于。.卬m時，共混物有兩個明顯的玻璃化溫度,分別對應(yīng)于兩聚合物組

分的玻璃化溫度；當(dāng)粒徑在0.02~。.卬m時，兩個玻璃化溫度相互靠攏；當(dāng)粒徑小于0.015|jm的時候共混

物只表現(xiàn)一個寬廣的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域。這是由于隨著分散相顆粒的減小，界面層體積分?jǐn)?shù)增大的緣故。漸變

型IPN可視為全部由界面層構(gòu)成的材料。

上述事實(shí)表明，界面層的力學(xué)松弛性能與本體相是不同的；界面層及其所占的體積分?jǐn)?shù)對共混物的性能有

顯著影響。這也解釋了相疇尺寸對共混物性能有明顯影響的事實(shí)。無論就組成而言，還是就結(jié)構(gòu)和性能而

言，界面層都可看作是介于兩種聚合物組分單獨(dú)相之間的第三相

5.試述SD和NG分相的異同。

亞穩(wěn)分相（NG）:具有近似于平衡值-0'|的濃度差；僅僅成長至一定的大小（臨界核）后，通過臨

界核進(jìn)行相分離；濃度差是一定的，但分散相的大小隨時間成長（增大）,可得到球狀分散相。

不穩(wěn)分相（SD）:最初產(chǎn)生一定的波長和細(xì)微的濃度差；濃度差和波長隨時間成長（增大）濃度差成長至

平衡值I。-O'I時，相分離結(jié)構(gòu)僅僅是大?。úㄩL）的生長。

6.試述聚合物共混體系界面層的的類型和特征。

兩種聚合物共混時，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)，這時已無相的界面存在，形成單相均一狀態(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，此時界面比較明顯。

在界面上形成過渡層，大分子鏈段相互擴(kuò)散，彼此可以進(jìn)入對方內(nèi)部一定范圍，形成在兩者界面上一定厚

度范圍內(nèi)同時存在兩種大分子鏈段，通常把這一定的厚度范圍稱為過渡層。

1.分析并理解Flory相互作用參數(shù)xl2與熱力學(xué)相容性的關(guān)系。

2.分析聚合物共混物熱力學(xué)相容條件及均相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件。

3.為什么不穩(wěn)分相和亞穩(wěn)分相所獲得的相分離形態(tài)不同。

SD:由于這一微小的濃度差，使得A濃度稍高的部分A成分不斷凝集，最終A充分在這里富集。另一方面

使得B濃度稍高的部分B成分不斷凝集。其結(jié)果必然導(dǎo)致這種偏析不斷擴(kuò)大。

中期過程一伴隨著時間的經(jīng)過，其波長和偏移逐漸成長

后期過程一一^在濃度偏移增大的同時，分離相自己相似地粗大化。最終形成相互包絡(luò)的特殊的高次結(jié)構(gòu)（海

-海結(jié)構(gòu)1

NG:在A的核生成后，由于核從周圍的混合物中吸收A成分，其結(jié)果就是在A的周圍幾乎只剩下B成分。

由于在聚合物共混體系中重力幾乎不起作用，A相不能充分凝集，而是形成均勻分散結(jié)構(gòu)

4.是什么原因?qū)е戮嘟Y(jié)構(gòu)發(fā)生相分離，其相分離類型有哪些？

5.試述界面層的結(jié)構(gòu)組成和獨(dú)立相區(qū)的差別

①界面層內(nèi)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；

②界面層內(nèi)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；

③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，但對界面粘結(jié)強(qiáng)度不利。

6.改善界面層相容性的方法有哪些？

通過共聚改變某聚合物的極性；通過化學(xué)改性的方法，在一組分或兩組分上引入極性基團(tuán)或反應(yīng)基團(tuán)；

建聚合物上引入特殊作用基團(tuán)；加入第三組分進(jìn)行增容；兩相之間產(chǎn)生部分交聯(lián)，形成物理或化學(xué)纏結(jié)；形

成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（IPN）;改變加工工藝，施加強(qiáng)烈的力剪切作用等。

1.發(fā)生相逆轉(zhuǎn)的原因是什么？試述其特點(diǎn)。

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。

在相逆轉(zhuǎn)的組成范圍內(nèi)，常可形成兩相交錯、互鎖的共連續(xù)形態(tài)結(jié)構(gòu)，使共混物的力學(xué)性能提高。這就為

混合及加工條件的選擇提供了一個重要依據(jù)。

2.試述相逆轉(zhuǎn)與SD分離的區(qū)別。

SD起始于均相的、部分相容的體系，經(jīng)過冷卻而進(jìn)入旋節(jié)區(qū)從而產(chǎn)生相分離。相逆轉(zhuǎn)是在混溶共混物體系

中形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。

SD可發(fā)生于任意濃度，而相逆轉(zhuǎn)僅限于較高的濃度范圍。

產(chǎn)生的相疇尺寸微細(xì)，在最初階段為納米級，而相逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致較粗大的相疇，尺寸為

SD0.1-10|jmo

與相逆轉(zhuǎn)相比，SD可在更寬的濃度范圍內(nèi)對聚合物共混物性能進(jìn)行更好的控制，但僅限于部分相容體系。而

相逆轉(zhuǎn)是混溶聚合物共混物的一般現(xiàn)象，通常發(fā)生于高濃度范圍。

3.結(jié)晶/非晶聚合物共混物的形態(tài)特征有哪些？

⑴晶粒分散在非晶區(qū)中；⑵球晶分散在非晶區(qū)中；（3）非晶態(tài)分散在球晶中；⑷非晶態(tài)聚集成較大的相區(qū)分

散在球晶中。

4.結(jié)晶/結(jié)晶聚合物共混物的形態(tài)特征有哪些？

（1）球晶幾乎充滿整個共混體系（為連續(xù)相），非晶聚合物分散于球晶與球晶之間（2）球晶被輕度破壞，成

為樹枝晶并分散于非晶聚合物之間（3）兩種晶粒分散在非晶區(qū)中（4）球晶和晶粒分散在非晶區(qū)中（5）分別生成

兩種不同的球晶（6）共同生成混合型球晶

5.影響海-島結(jié)構(gòu)形態(tài)的因素有哪些？

影響連續(xù)相、分散相形成的因素：共混組分的配比、熔體黏度、黏度與配比的綜合影響

影響分散相粒徑的因素：黏度比、界面張力、剪切應(yīng)力的綜合影響

影響分散相粒子形貌的因素：制備方法的影響、流動場形式和加工工藝的影響、熔體黏度的影響

1.應(yīng)力-應(yīng)變曲線反映了聚合物材料的哪些力學(xué)性能？

揚(yáng)氏模量、屈服應(yīng)力（屈服強(qiáng)度）。丫、屈服伸長EY、斷裂強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）oB,斷裂伸長zB

彈性模量剛性、屈服點(diǎn)彈性、斷裂伸長延性、屈服應(yīng)力強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變曲線下部的面積韌

性、彈性線下部的面積回彈性

2.剪切帶形成的兩個主要原因是什么？

1）必須存在某種結(jié)構(gòu)上的缺陷或結(jié)構(gòu)上的不均勻性從而產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成應(yīng)變的不均勻性；

2）必須存在應(yīng)變軟化現(xiàn)象。

3.什么是應(yīng)變軟化現(xiàn)象？

應(yīng)變軟化（材料對應(yīng)變的阻力隨應(yīng)變的增加而減?。┦怯删酆衔锊牧系谋拘砸鸬?。

4.什么是銀紋現(xiàn)象？聚合物共混物銀紋化的原因？

玻璃態(tài)聚合物在應(yīng)力作用下會產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象，亦稱銀紋現(xiàn)象。銀

紋化的原因：是由于結(jié)構(gòu)的缺陷或結(jié)構(gòu)的不均勻性而造成的應(yīng)力集中。

5.分析非彈性體增韌和彈性體增韌的異同？

①增韌改性劑：非彈性體增韌的增韌改性劑是脆性塑料（廣義包括無機(jī)填料粒子），而彈性體增韌的增韌改性

劑是橡膠或熱塑性彈性體。

②增韌對象：非彈性體增韌的對象,是有一定韌性的基體；而彈性體增韌的對象，可以是韌性基體，也可

以是脆性基體。

③增韌樹里：彈性體增韌的本腱主要是由橡膠分散相弓I發(fā)銀紋或剪切帶，橡膠顆林身并不消耗多少能量；而非

彈性體增韌則是依賴脆性塑料的塑性形變，將外界作用的能量耗散掉。

④增韌劑用量：對彈性體增韌體系，共混物的抗沖擊性能會隨彈性體用量增大而增加；而對于非彈性體增

韌，脆性塑料的用量卻有一個范圍。在此范圍內(nèi)，可獲得良好的抗沖擊性效果，超過此范圍，抗沖擊性能

會急劇下降。

⑤性能影響：以非彈性體（脆性塑料）對塑料基體進(jìn)行增韌的最大優(yōu)越性，就在于脆性塑料在提高材料抗沖

擊性能的同時，并不會降低材料的剛性。而彈性體增韌體系PC/AS共混物抗沖擊性能系，卻會隨著彈性體

用量的增大而使材料的剛性下降。

⑥加工流動性的影響：脆性塑料一般具有良好的加工流動性。因而，非彈性體增韌體系也可使加工流動性

獲得改善。而彈性體增韌的體系，其加工流動性往往要受到橡膠加工流動性差的影響。

⑦相容性的影響：非彈性體增韌與彈性體增韌也有相似之處，兩者都要求增韌改性劑與基體有良好的相容

性，有較好的界面結(jié)合，其中，非彈性體增韌對界面結(jié)合的要求更高一些。

1.影響共混物性能的因素有哪些？

各組分的性能與配比的影響、共混物形態(tài)的影響、制樣方法和條件的影響、測試方法與條件的影響

2.試述聚合物大形變時的形變機(jī)理及兩種過程。

玻璃態(tài)聚合物形變時的形變機(jī)理包含兩種可能的過程，其一是剪切形變過程；其二是銀紋化過程。

剪切形變過程：剪切過程包括彌散型的剪切屈服形變和形成局部剪切帶兩種情況。剪切形變只是使物體形

狀改變，分子間的內(nèi)聚能和物體的密度基本上不受影響。

銀紋化過程：銀紋化過程則使物體的密度大大下降。

這兩種機(jī)理各自所占的比重與聚合物結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)。

3.形成局部應(yīng)變的兩種原因是什么？

1）是純幾何的原因（試樣截面積的波動i這種純幾何的原因僅在一定的負(fù)荷條件下才會產(chǎn)生局部應(yīng)變

2）應(yīng)變軟化（材料對應(yīng)變的阻力隨應(yīng)變的增加而減?。┦怯删酆衔锊牧系谋拘砸鸬摹?/p>

4.試述銀紋的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

銀紋的結(jié)構(gòu)：銀紋的平面垂直于外加應(yīng)力的方向。銀紋是由聚合物微絲和貫穿其中的空洞所構(gòu)成，類似軟

木塞。聚合物微絲的直徑約為10~40nm、這些微絲之間會有大約10~20nm的空隙。根據(jù)銀紋的可滲

性知道，空洞之間是相互溝通的。

一般而言，銀紋的厚度為102~103nm。銀紋可區(qū)分成銀紋主體和發(fā)展尖端兩部分。銀紋的長度不定，有

時僅為樣品的尺寸所限。銀紋與未形變的聚合物本體之間有明顯的界面，其厚度可達(dá)20A。

銀紋的性質(zhì)：

(a)密度、光學(xué)性質(zhì)及滲透性

銀紋體中含有大量空洞，因此銀紋體的密度比未銀紋化的基體的密度小，這也是銀紋化后試樣體積增加的

原因；由于密度小，銀紋體的折光率比其周圍聚合物的折光率??；銀紋體中的空洞是相互溝通的，由于毛

細(xì)管作用極易滲入各種流體。所以銀紋體可大大增加聚合物的可滲性。

(b)銀紋體的應(yīng)力-應(yīng)變性質(zhì)

銀紋體性似海綿，比正常的聚合物柔軟并具韌性。在應(yīng)力作用下，銀紋體的形變是粘彈性的，所以其模量

與應(yīng)變過程有關(guān)，一般而言，銀紋體的模量約為正常聚合物模量的3~25%;形變可恢復(fù)，加熱、卸荷有

利于恢復(fù)，在Tg以上加熱可迅速地全部恢復(fù)；加熱或加壓可使銀紋消失，但再施加應(yīng)力，銀紋又在原處產(chǎn)

生。這表明加熱或加壓僅是銀紋的密度增加到與原來聚合物的密度大致相同，但超分子結(jié)構(gòu)并未完全恢復(fù)。

(c)銀紋的強(qiáng)度和生成能

銀紋破裂可發(fā)展成裂紋，進(jìn)而導(dǎo)致聚合物破壞。銀紋的強(qiáng)度和生成能對聚合物材料的強(qiáng)度有決定性影響。

在應(yīng)力作用下，銀紋的穩(wěn)定性即銀紋的強(qiáng)度與大分子的塑性流動、化學(xué)鍵的破壞及粘彈行為有關(guān)。聚合物

分子量越大,銀紋的強(qiáng)度就越高，破裂的臨界寬度就越大。

聚合物的分子量越大，大分子之間的物理交聯(lián)健齷多，大分子的塑性藏僑附弓蝸蛔程的阻力就越大，因而

銀紋就越穩(wěn)定。同時，分子量越大，大分子超越銀紋兩岸的幾率就越大，要使銀紋破裂就需要破壞更

多的化學(xué)鍵，而破壞化學(xué)鍵要比分子間的滑動消耗更多的能量。銀紋體形成時所消耗的能量稱為銀紋的生

成能。形成銀紋時要消耗四種形式的能量：生成銀紋時的塑性功；在應(yīng)力作用下銀紋擴(kuò)展的粘彈功；形成

空洞的表面功化學(xué)鍵的斷裂能。

5.簡述銀紋的形成過程，即銀紋的引發(fā)、增長和終止三個階段。

銀紋的引發(fā)：是由于存在結(jié)構(gòu)的不均一性，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中，引發(fā)銀紋。對于均相聚合物，表面缺陷、

空洞及其他結(jié)構(gòu)缺陷都是銀紋的引發(fā)中心。聚合物共混物的兩相界面是引發(fā)銀紋的主要場所。特別典型的

例子是橡膠增韌塑料，其中的橡膠顆粒構(gòu)成了引發(fā)銀紋的中心。

銀紋的增長：增長速率取決于內(nèi)部應(yīng)力集中的情況及銀紋尖端材料的性質(zhì)。有時隨著銀紋的增長，應(yīng)力集

中因子下降，銀紋增長速率就逐漸下降。當(dāng)銀紋尖端應(yīng)力集中因子小于臨界值時銀紋即終止。

銀紋的終止：有各種原因，例如銀紋與剪切帶的相互作用銀紋尖端應(yīng)力集中因子的下降及銀紋的支化等。

銀紋的發(fā)展如能被及時終止，則不致破裂成裂紋。

6.試分析影響銀紋化的因素及其影響。

(a)分子量的影響

分子量的大小對銀紋的引發(fā)速率基本上無影響；

對銀紋強(qiáng)度影響甚大，分子量高時銀紋強(qiáng)度大，不易破裂成裂紋；

銀紋的形態(tài)亦受分子量的影響。

當(dāng)分子量小于80000時銀紋短而粗，且形態(tài)不規(guī)則，銀紋數(shù)目少，易于破裂成裂紋導(dǎo)致聚合物開裂；當(dāng)

分子量很大時則形成大量細(xì)而長的銀紋，銀紋強(qiáng)度大，因而材料強(qiáng)度亦大。

(b)分子取向的影響

銀紋的形態(tài)亦與取向有關(guān)。

分子取向后，在平行于取向方向施加應(yīng)力時，銀紋化受到抑制，銀紋不易產(chǎn)生，有也密而細(xì)短；

而在垂直于取向方向施加應(yīng)力時，則易于產(chǎn)生銀紋，且少而粗長；

引發(fā)銀紋的應(yīng)力和取向方向與應(yīng)力方向之間的夾角有關(guān)，在0~90。之間，此夾角越大，則引發(fā)應(yīng)力越小，

越易形成銀紋。

（C）環(huán)境的影響

某些有機(jī)物可大大加速聚合物材料開裂的速度。如苯可使聚苯乙烯立刻開裂破壞。開裂就是由銀紋破裂形

成裂紋并導(dǎo)致聚合物破裂的現(xiàn)象。臭氧等亦可導(dǎo)致。

溶劑銀紋化——某些液體的溶解度參數(shù)與聚合物的溶解度參數(shù)相近，可使形成銀紋的臨界形變值及臨界應(yīng)

力值大幅度下降，還使銀紋強(qiáng)度大大下降，致使聚合物的強(qiáng)度大幅度減小。

7.剪切帶產(chǎn)生的必要因素是什么？

8.表示聚合物材料的沖擊韌性的方法有哪些？

沖擊強(qiáng)度、應(yīng)力-應(yīng)變曲線下的面積、特征表面破裂能、破裂韌度

9.制備高抗沖擊聚合物共混物需滿足哪些條件？

⑴所用橡膠的Tg必須遠(yuǎn)低于室溫或遠(yuǎn)彳氐于材料的使用溫度；⑵橡膠不溶于基體樹脂中以保證形成兩相結(jié)

構(gòu)，即不完全相容；（3）橡膠與樹脂之間要有適度的相容性以保證兩相之間有良好的粘合力（界面）

1.理解各種橡膠增韌機(jī)理及其局限性。

①能量的直接吸收理論②次級轉(zhuǎn)變溫度理論③屈服膨脹理論④裂紋核心理論⑤銀紋-剪切帶-空穴理

論

2.試述橡膠增韌機(jī)理之銀紋-剪切帶-空穴機(jī)理。

增韌的主要原因是銀紋或剪切帶的大量產(chǎn)生和銀紋與剪切帶的相互作用。

橡膠粒子重要作用：充當(dāng)應(yīng)力集中中心，誘發(fā)大量銀紋或剪切帶?？刂沏y紋的發(fā)展并使銀紋及時終止而不

致發(fā)展成破壞性的裂紋。

銀紋-剪切帶-空穴理論認(rèn)為，橡膠顆粒的主要增韌機(jī)理包括：

A引發(fā)和終止大量銀紋；B引發(fā)基體剪切形變，形成剪切帶；C在橡膠顆粒內(nèi)及表面產(chǎn)生空穴,伴之以空穴之

間聚合物鏈的伸展和剪切并導(dǎo)致基體的塑性變形。

4.試分析影響共混物形變的因素。

(1)基體性質(zhì)：聚合物共混物屈服形變時，銀紋和剪切形變兩種成分的比例在很大程度上取決于連續(xù)相基

體的性質(zhì)。一般而言，連續(xù)相的韌性越大，則剪切成分所占的比例越大。

(2)應(yīng)力：形變中銀紋成分的比例隨應(yīng)力性質(zhì)和形變速率的增加而增加；形變速率的影響與應(yīng)力大小的影

響相似。大多數(shù)情況下，增加形變速率會使銀紋成分的比例提高；應(yīng)力性質(zhì)的影響更大。由于銀紋化伴隨

著體積的增加，所以壓應(yīng)力抑制銀紋，張應(yīng)力則促進(jìn)銀紋的生成。例如，應(yīng)力為張應(yīng)力時，HIPS的屈服形

變主要是銀紋化，當(dāng)應(yīng)力為壓應(yīng)力時則主要為剪切帶。

⑶大分子取向的影響：大分子取向常常砌腹紋成分的比例。例如橡膠增韌塑料，拉伸時基體大分子取向，橡膠

顆粒會變成橢球狀，結(jié)果應(yīng)力集中因子減小。取向的結(jié)果使剪切成分的比例增加而銀紋化成分的比例下降。

(4)橡膠(彈性體)含量的影響：橡膠含量增加時，橡膠顆粒的數(shù)目增多，銀紋引發(fā)中心增加，但是由于

橡膠顆粒之間的距離減小，銀紋終止速率也相應(yīng)提高。這兩種作用基本抵消。這時銀紋化速率的增加主要

是應(yīng)力集中因子增加的緣故。同樣，剪切形變速率也有提高，但是銀紋速率增加的更快些，所以總的結(jié)果

是橡膠含量增加時銀紋化所占的比例提高。

5.簡述非彈性體增韌機(jī)理.

脆性塑料對韌性塑料基體的增韌機(jī)理.

當(dāng)韌性基體受到外界拉伸應(yīng)力時，會在垂直于拉伸應(yīng)力的方向上對脆性塑料粒子施以壓應(yīng)力。脆性粒子在

強(qiáng)大的靜壓力作用下會發(fā)生塑性形變，從而將外界作用的能量耗散掉。

6.共混物流變性能的特征是什么？

-,聚合物熔體為假塑性非牛頓流體二，聚合物熔體流動時有明顯的彈性效應(yīng)。

7.聚合物共混物熔體的粘彈性表征方法有哪些？

⑴穩(wěn)態(tài)剪切時的法向應(yīng)力差Nl=oll-022；⑵動態(tài)力學(xué)試驗(yàn)測量儲能模量G';⑶擠出膨脹比B或可恢

復(fù)性剪切形變SR；(4)出口壓力降P出。

8.制備高透明性聚合物共混物的要點(diǎn)是什么？

1）制備透明的聚合物共混物，首先基體材料要采用透明的聚合物。其次，各種添加劑也要不妨礙材料的

透明性。2）減小分散顆粒的尺寸，使其小于可見光光波的波長，可改進(jìn)共混物的透明性。但分散相顆粒

太小時常使韌性下降。3）最好的辦法是選擇折光率相近的組分。若兩組分的折光率相等，則不論形態(tài)結(jié)

構(gòu)如何，共混物總是透明的。

9.簡述共混體系聚合物的選擇原則。

化學(xué)結(jié)構(gòu)相似原則、極性相近原則、溶解度參數(shù)相等或相近原則、黏度相近原則、表面張力相近原則、分

5.影響橡膠增韌塑料沖擊強(qiáng)度的因素有哪些？

子擴(kuò)散動力學(xué)原則

（1）樹脂基體特性的影響（2）橡膠相的影響（3）橡膠相與基體樹脂間結(jié)合力的影響

12.一步法和兩步法的特點(diǎn)及應(yīng)用條件是什么.

一步法：是指將各種物料在一次共混過程中進(jìn)行混合。

特點(diǎn)及應(yīng)用：由于一步法共混過程是一次完成的，所以具有工藝流程短、生產(chǎn)便捷的優(yōu)點(diǎn)。對于相容性較

好、分散相較易分散的共混體系，應(yīng)該采用一