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什么是聚合物共混物的界面層

化學先生 / 2019-09-12

兩種聚合物的共混物中除了存在由兩種聚合物各自獨立的相區(qū)之外，實際上還存在第三種區(qū)城，即兩相之間的界面層。界面層也稱為過渡區(qū)，在此區(qū)城發(fā)生兩相的黏合和兩種聚合物鏈段之間的相互擴散。界面層的結構和組成，特別是兩種聚合物之間的粘接強度，對聚合物共混物的性質(zhì)，特別是力學性能有決定性的影響。

聚合物共混物中兩相之間的界面如果分得非常清楚，兩相中的分子或鏈段互不滲透，則相間的作用力必然很弱，這樣的體系通常不會有好的強度。因此改善界面狀況，形成一定厚度的界面層是至關重要的。

工藝相容的共混物在界面層內(nèi)兩相的分子鏈共存，兩種聚合物分子鏈段在這里互相擴散、滲透，形成相間的過渡區(qū)，它對穩(wěn)定兩相結構的形態(tài)，提高相間界面黏結力，進而提高共混物材料的力學性能起著很大作用。

機械共混物中兩種大分子鏈段在界面互相護散的程度，主要取決于兩種聚合物的溶解度參數(shù)、界面張力和分子量等因素。

一般而言，兩種聚合物的溶解度參數(shù)相近，則兩種分子容易相互擴散，界面層較厚;完全不相容的共混體系，不會形成界面層。兩種聚合物的表面張力接近，界面張力小，有利于兩相聚合物分子相互濕潤和擴散，則容易形成界面層。

機械共混物界面層結構示意可用圖3-18表示，兩種分子鏈段在界面層充分接觸，相互滲透，以次價力相互作用，形成較強的界面黏結力。

界面層的結構與組成和獨立的聚合物相區(qū)有一定的差別。表現(xiàn)為:①兩種分子鏈的分布是不均勻的，從相區(qū)內(nèi)到界面形成濃度梯度: ②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，但對界面粘接強度不利。

嵌段共聚物所產(chǎn) 生的兩相分離結構之間同樣存在界面層。與股機械共混物不同的是，在嵌段共聚物的界面層中，兩種嵌段是通過化學鍵連接的。換言之，嵌段共聚物的結點均存在于界面層中。當嵌段共聚物中兩個嵌段的含量確定后，界面層的厚度主要取決于兩嵌段的相容程度，與兩嵌段的溶解度參數(shù)之差(δA-δB) 及兩嵌段的聚合度成反比。

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