文庫發(fā)布：ch64取向態(tài)共混

6.2.3聚合物的取向態(tài)取向(orientation)：在外力作用下，分子鏈沿外力方向平行排列。

聚合物的取向現(xiàn)象包括分子鏈、鏈段的取向以及結(jié)晶聚合物的晶片等沿外力方向的擇優(yōu)排列。

未取向的聚合物材料是各向同性的，即各個方向上的性能相同。而取向后的聚合物材料，在取向方向上的力學(xué)性能得到加強，而與取向垂直的方向上，力學(xué)性能可能被減弱。即取向聚合物材料是各向異性的，即方向不同，性能不同。聚合物取向方法雙軸拉伸或吹塑的薄膜纖維熔融擠出的管材和棒材取向單元無定形聚合物Amorphouspolymer晶態(tài)聚合物Crystallinepolymer鏈段取向非晶區(qū)Amorphousregion晶區(qū)Crystalregion鏈段取向球晶變形，片晶傾斜、滑移、取向取向與解取向問題聚合物可以取向，但取向是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定的外力、時間、溫度下又有解取向。取向的機理

取向度的定義

參數(shù)平行無規(guī)一般情況<cos2

>11/31/3~1f100~1取向方向分子鏈主軸方向取向角

示意圖Orientationfunction取向函數(shù)取向函數(shù)值測定取向的最重要方法是雙折射法。雙折射定義為平行于取向方向的折射率n∥與垂直方向的折射率n⊥之差。雙折射Δn（＝n∥－n⊥）的大小反映取向程度。雙折射取向度：

由于實驗中完全取向的樣品不易得到，往往以實驗結(jié)果的最大雙折射值Δnmax計算取向度。雙折射取向度測定取向度的方法很多，除上述光學(xué)方法外還有聲速法、X光衍射法、SALS、紅外二向色性法等。由于高分子中有不同的取向單元，因而采用不同的測定方法，所得結(jié)果的意義和數(shù)值往往不同。取向度的測定：（1）單軸取向：

在一個軸向上施以外力，使分子鏈沿一個方向取向。如纖維紡絲：聚合物的取向方式：

主要有兩種：單軸取向和雙軸取向牽伸后熱定型后獲得強度獲得彈性纖維的單軸拉伸：包裝繩單軸拉伸4~6倍薄膜的單軸拉伸：沿拉伸方向的強度大為提高，但橫向的強度卻大為減少。展開看實際上是薄膜。（2）雙軸取向：

一般在兩個垂直方向施加外力。如薄膜雙軸拉伸，使分子鏈取向平行薄膜平面的任意方向。在薄膜平面的各方向的性能相近，但薄膜平面與平面之間易剝離。薄膜的雙軸拉伸取向：雙軸拉伸薄膜雙軸拉伸的PET薄膜（BOPET）用作攝影膠片的片基、錄音錄像磁帶，提高了使用強度和耐折性。雙軸拉伸的聚氯乙烯或聚烯烴薄膜受熱時收縮，可作為熱收縮膜，用于商品的貼體包裝。吹塑成型的薄膜實際上也有一定程度的雙軸拉伸(a)單軸取向(b)雙軸取向圖6-36取向高聚物中分子排列示意圖【小知識】蜘蛛絲、蠶絲和取向?qū)τ谀軌蛲陆z的生物，人們研究最多的是桑蠶和蜘蛛。動物絲的主要成份均是純度很高的絲蛋白。盡管不同動物絲蛋白的氨基酸組成會有所差異，但卻都能夠在環(huán)境的影響下通過動物獨特的紡器“迅速地”從溶膠狀的水溶性蛋白質(zhì)變?yōu)榉撬苄缘鞍踪|(zhì)并形成力學(xué)性能非常優(yōu)異的纖維。有一個問題長期困擾著研究者，即蜘蛛絲和蠶絲的形成過程及它們的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)極為相似，但蜘蛛絲是自然界最強韌的纖維（斷裂強度1.3GPa，伸長率40％），被譽為“生物鋼”，而蠶絲的力學(xué)性能（斷裂強度0.5GPa，伸長率15％）卻相去甚遠(yuǎn)。據(jù)說居住于深山老林的苦聰人就有用蜘蛛網(wǎng)做衣服的習(xí)俗，若以現(xiàn)代技術(shù)用蛛絲來紡紗織線，應(yīng)能得到比現(xiàn)有防彈衣材料“凱夫拉”更加堅韌、舒適、有彈性的“超級纖維”。先前對此現(xiàn)象較為直接的理解是蜘蛛絲蛋白和蠶絲蛋白本身的一級結(jié)構(gòu)（氨基酸殘基的序列）之間存在差異。生物學(xué)家在“基因工程”制備重組蜘蛛絲蛋白等方面進行了大量的工作，以期制得性能優(yōu)異且產(chǎn)量充足的類動物絲纖維以投入應(yīng)用。通俗地說就是“借腹生子”，例如將蜘蛛的基因植進入山羊細(xì)胞的DNA中，從轉(zhuǎn)基因山羊的乳汁中提取蛛絲蛋白，進而模仿蜘蛛的“加工工藝”紡絲。

也就是“種豆得瓜”了。

復(fù)旦大學(xué)的科學(xué)家通過仔細(xì)的觀察和分析認(rèn)為，蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)并非動物絲獨特力學(xué)性能的唯一決定條件。桑蠶的8字型吐絲并結(jié)繭的自然行為導(dǎo)致繭絲中存在較多力學(xué)缺陷，取向程度遠(yuǎn)低于蜘蛛絲。如果固定住桑蠶，在桑蠶受迫吐絲時給予一定的牽引取向，其強度定會大為提高。實驗表明確實如此，較強的絲段則與蜘蛛絲相當(dāng)。6.2.4聚合物的共混所謂共混聚合物(polymerblend)是通過簡單的工藝過程把兩種或兩種以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同分子量分布的同種聚合物混合而成的聚合物材料，也稱聚合物合金。

通過共混可以獲得原單一組分沒有的一些新的綜合性能，并且可通過混合組分的調(diào)配（調(diào)節(jié)各組分的相對含量）來獲得適應(yīng)所需性能的材料。共混與共聚的作用相類似，共混是通過物理的方法把不同性能的聚合物混合在一起；而共聚則是通過化學(xué)的方法把不同性能的聚合物鏈段連在一起。通過共混可帶來多方面的好處：（1）改善高分子材料的機械性能；（2）提高耐老化性能；（3）改善材料的加工性能；（4）有利于廢棄聚合物的再利用。

應(yīng)用實例1最早利用共混改性的是聚苯乙烯，把天然橡膠混入聚苯乙烯，制成了改性聚苯乙烯，改變了聚苯乙烯的脆性，使它變得更為堅韌和耐沖擊，這是因為當(dāng)聚苯乙烯和天然橡膠的共混物受到外力沖擊時，分散在聚苯乙烯中的天然橡膠顆粒能夠吸收大量的沖擊能量，使共混物耐沖擊性和韌性有所提高。應(yīng)用實例2大量的聚氯乙烯中加入少量丁腈橡膠，即使不加增塑劑，也能得到像軟聚氯乙烯一樣的共混物，其中丁腈橡膠起了增塑劑的作用。丁腈橡膠在共混物中既不揮發(fā)，也不滲出，比通用的增塑劑要好。這種共混物具有耐油、耐磨、耐老化、低溫下不發(fā)脆的優(yōu)點。應(yīng)用實例3聚碳酸酯是一種性能優(yōu)良的工程塑料，但它存在著內(nèi)應(yīng)力大、不耐有機溶劑、在水蒸氣和熱水中易水解等缺點。如果聚碳酸酯和聚乙烯共混，制得的改性聚碳酸酯就變成耐沸水、耐應(yīng)力開裂性，而且沖擊韌性也有所改善的塑料。兩組分相容兩組分不相容高分子共混物的相容性高分子的相容性包含兩層意思：a.指熱力學(xué)上的互溶性，即指鏈段水平或分子水平上的相容；b.指動力學(xué)意義上的可混性，即混合程度的問題。由于高分子混合時的熵變值ΔS很小，而大多數(shù)高分子－高分子間的混合是吸熱過程，即ΔH為正值，要滿足ΔG小于零的條件較困難，也就是說，絕大多數(shù)共混聚合物不能達(dá)到分子水平的混合，而形成非均相的“兩相結(jié)構(gòu)”。TEMSEM圖6-39高抗沖聚苯乙烯的形態(tài)部分相容，微觀相分離相容性的判別與表征

1.觀察共混物的透光性2.TEM(透射電鏡)和SEM(掃描電鏡)觀察分散相粒子大小和分布3.測量共混物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的變化共混體系僅呈現(xiàn)一個Tg，認(rèn)為是分子水平相容的.若呈現(xiàn)兩個Tg，向中間靠攏，認(rèn)為是部分相容的.若呈現(xiàn)兩個Tg，Tg不變，認(rèn)為是完全不相容的