影響聚合物共混物相態(tài)結(jié)構(gòu)的相連續(xù)性的因素
化學(xué)先生 / 2019-09-11
聚合物組分處于連續(xù)相還是分膠相，對共混物的性能有著不同的影響。因此，根據(jù)對材料性能的要求，確定聚合物共混物相的組成，是一個(gè)很重要的問題。一股認(rèn)為，影響相的連續(xù)性主要有以下幾個(gè)因素。
(1) 組分比 ：通常情況下，含量高的組分易形成連續(xù)相。 例如三無乙丙橡膠(EPDM) 和PP共混，當(dāng)EPDM高于60%、PP低手40%時(shí)，連續(xù)相是EPDM.分散相是PP，共混物宏觀顯示橡膠彈性，是一種塑料增強(qiáng)彈性體: mPDM含量低于40%、PP高手60%時(shí)，共混物顯示塑料的特性，PP處于連續(xù)相，EPDM 為分股相，是一種增韌聚丙烯型塑料。
(2) 黏度差：在共混條件 下兩組分熔體的黏度差別，對相的連續(xù)性有很大影響。-般面言，黏度低的組分流動(dòng)性相對較好，容易形成連續(xù)相，黏度高的組分不易被分散，易形成分散相，所以常有“軟包硬”之說。但是黏度比的影響只能在一定的組分比范圍內(nèi)起作用，它們之間的關(guān)系如圖3-14所示。
另外，共混體系中由于不同組分的黏度對溫度的敏感性不同，因此共混過程隨著溫度的變化，有時(shí)會(huì)發(fā)生相反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。如橡膠/塑料共混體系， 塑料相黏度對溫度的敏感性比橡膠大得多，如圖3-15所示。因此當(dāng)T>T*(T* 稱為等黏溫度)，塑料相黏度急劇降低，黏度由高于橡膠相轉(zhuǎn)變?yōu)榈陀谙鹉z相，從而導(dǎo)致相的反轉(zhuǎn)。
(3)內(nèi)聚能密度：內(nèi)聚能密度 (CDE) 是表征聚合物分子間作用力大小的度量，分子間作用力大的聚合物，在共混物中不易分散，比較容易形成分散相。例如氯丁橡膠和天然橡膠的共混體系，由于氯丁橡膠的CDE遠(yuǎn)大于天然橡膠，因此當(dāng)其含量高達(dá)70%時(shí)，仍會(huì)處于分散相。
(4)溶劑類型采用溶液法制備聚合物共混物時(shí) ，連續(xù)相組分會(huì)隨溶制的品種面改變.如PSPBPS三嵌段共聚物澆注博股時(shí)，當(dāng)用苯/庚院(90/10)為溶劑:制得的服是聚丁二烯嵌段為連續(xù)相、聚苯乙媚嵌段為分股相的結(jié)構(gòu)。因?yàn)楸郊仁荘S又是PB的溶劑，而庚烷只能溶解PB，苯的揮發(fā)性優(yōu)于庚烷，因此當(dāng)苯揮發(fā)殆盡時(shí)，PB仍處于以庚燒為溶制的存液狀態(tài)，PB嵌段就會(huì)成為連續(xù)相。當(dāng)采用四氫呋喃/甲乙酮(90/10)為溶劑時(shí)，四氫呋喃是兩組分的共同溶劑，甲乙酮只是PS嵌段的溶劑。因此，四氫呋晡先行揮發(fā)，甲乙酮揮發(fā)得慢，則連續(xù)相為PS。
(5) 制備工藝對于用本體接枝法或溶液接枝法共聚的體系，首先合成的聚合物傾向于形成連續(xù)性程度大的相，后接枝的聚合物則通常形成分散相。例如在少量聚丁二媚存在下，進(jìn)行苯乙烯接枝聚丁二烯的反應(yīng)，在無攪拌靜止聚合的情況下，最終產(chǎn)品中生成量最多的是PS均聚物，也生成定量的接枝共聚物，即以聚丁二烯為主鏈、聚苯乙烯為支鏈的共聚物。
在此體系中盡管PS量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PB.但最先已成為聚合物的PB仍是連續(xù)相，PS構(gòu)成分散相，其形態(tài)如圖3-16所示。
但是，如果反應(yīng)是在攪拌下進(jìn)行的，則情況將大不樣。在笨乙婚單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定程度時(shí)， PS相由分散轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)，并進(jìn)一步形成蜂窩狀相結(jié)構(gòu)。
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