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聚合物共混物界而層的性質(zhì)

化學(xué)先生 / 2019-09-12

(1) 兩相之間的黏合就兩相之間的黏合力面言，界面層有兩種基本類型:第一類是兩相之間由化學(xué)鍵結(jié)合，例如接枝和嵌段共聚物的情況；第二類是兩相之間僅靠次價(jià)力作用而結(jié)合，如一般機(jī)械法共混物。

關(guān)于兩種聚合物之間的次價(jià)力結(jié)合，普遍接受的是洞濕接觸理論和擴(kuò)散理論。根據(jù)潤濕接觸理論，粘接強(qiáng)度主要決定于界面張力，界面張力越小，粘接強(qiáng)度越大。根據(jù)擴(kuò)散理論，粘接強(qiáng)度主要決定于兩種聚合物之間的互溶性，互溶性越大，粘接強(qiáng)度越高。當(dāng)然為使兩種聚合物大分子鏈能相互護(hù)散,溫度必須在Tg以上。

事實(shí)上這兩種理論是內(nèi)在統(tǒng)一的，只是處理問題的方法不同而已。界面張力與溶解度參數(shù)之差的平方成正比，所以互溶性好時(shí)，界面張力也必然小。

(2) 界面層大分子鏈的形態(tài) 如圖3-20所示，在界面層大分子尾端的濃度要比本體高，即鏈喘向界面集中。鏈端傾向垂直于界面取向，而大分子鏈整體則大致平行于界面取向。

(3) 界面層分子量分級的效應(yīng)研究證明，若聚合物分子量分布較寬，則低分子量部分向界面區(qū)集中，產(chǎn)生分子量分級效應(yīng)。這是由于分子量較低時(shí)，聚合物互溶性較大之故。

(4)密度及擴(kuò)散系數(shù) 界面層聚合物密度可能增大亦可能減小，這取決于兩相之間的相互作用力的大小。當(dāng)存在化學(xué)鍵作用和強(qiáng)的相互吸引力時(shí)，界面層密度會比本體大:若無這種作用，則界面層密度比本體要小。兩相之間只存在次價(jià)力的情況，一般界面層的密度要比本體小。這時(shí)，界面層的自由體積分?jǐn)?shù)增大。雖然自由體積分?jǐn)?shù)增加的值不很大，但卻使護(hù)散系數(shù)提高3個(gè)數(shù)量級。

(5)其他添加劑若在共混體系中還有其他添加劑，那么這些添加劑在兩聚合物本體相和界面層中的分配- 股也不相同，具有表面活性的添加劑、增容劑以及表面活性雜質(zhì)等會向界面集中。

如上所述，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。這也是相疇尺寸對共混物性能有明顯影響的原因。研究證實(shí)，界面層的玻璃化溫度介于兩聚合物純組分玻璃化溫度之間。隨著相疇尺寸的減小，界面所占體積分?jǐn)?shù)增大，作為第E相的玻璃化轉(zhuǎn)變也越明顯。

總之，無論就組成而言，還是就結(jié)構(gòu)與性能而言，界面層都可視之為介于兩種聚合物組分單獨(dú)相之間的第三相。

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