影響聚合物共混物界面層結(jié)構(gòu)的因素
化學(xué)先生 / 2019-09-12
1.互溶性對(duì)聚合物共混物界面層結(jié)構(gòu)的影響
在許多情況下，熱力學(xué)互溶性是聚合物之間均勾混合的主要推動(dòng)力。兩神聚合物的互溶性越好，則越容易相互擴(kuò)散而達(dá)到均勻的混合，過(guò)渡區(qū)也就越寬廣。相界面越模糊，相疇越小，兩相之間的結(jié)合力也就越大。有兩種極端情況:其一是兩種聚合物完全不互溶，兩種聚合物鏈段之間相互擴(kuò)散的傾向極小，相界面很明顯，其結(jié)果是混合較差，相之間結(jié)合力很弱，共混物性能不好，為改進(jìn)共混物的性能需果取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，例如，采取共聚共混的方法或加入適當(dāng)?shù)脑鋈輨?；第二種極端情況是兩種聚合物完全互溶或互溶性極好，這時(shí)兩種聚合物可相互完全溶解而成為均相體系或相疇極小的微分散體系。這兩種極端情況都不利于共混改性的目的(尤其指力學(xué)性能改性)。
一般而言，所需要的是兩種聚合物有適中的互溶性，從面制得相疇大小適宜、相之間結(jié)合力較強(qiáng)的復(fù)相結(jié)構(gòu)的共混產(chǎn)物。
為說(shuō)明互溶性對(duì)共混物相態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，下面以PVC/NBR共混物為例進(jìn)行討論。
PVC 的溶解度參數(shù)(δ) 為9.7，而丙烯腈T二烯共聚物即丁腈橡膠(NBR)的δ與丙烯腈(AN)的含量有關(guān)。
根據(jù)動(dòng)志茹彈性能的測(cè)定和電鏡分析，PVC與陽(yáng)是不互溶的，相疇粗大，相界面明顯，兩相之間結(jié)合力碼，沖擊強(qiáng)度小對(duì)PVC/NBR共混體系，當(dāng)AN含量為20%左右時(shí)，休系是部分互路，相疇適中，兩相結(jié)合力較大，沖擊強(qiáng)度很高。當(dāng)NBR中AN含量超過(guò)40%時(shí)，PVC與NBR二者的δ很接近，基本上完全互路共混物近于均相，相疇極小，沖擊強(qiáng)度亦很低，圖3-21 可充分說(shuō)明相疇大小與互溶性的關(guān)系。
2.分子量分布對(duì)聚合物共混物界面層結(jié)構(gòu)的影響
聚合物的分子量分布對(duì)聚合物共混物界面層及兩相之間的結(jié)合力亦有影響。前曾述及，聚合物之間互溶性與分子量有關(guān)，分子量減小時(shí)互溶性增加。聚合物分子量分布較寬時(shí)，低分子量聚合物傾向手向界面層擴(kuò)散，在一定程度上起到增容劑的作用，因此有利于界面層的增厚，從面提高兩相之間的黏合力。但若體系中低分子量聚合物過(guò)多時(shí)，界面層中聚集過(guò)多的低分子量聚合物，則界面層自身的強(qiáng)度降低，也會(huì)導(dǎo)致材料的整體強(qiáng)度降低。因此應(yīng)該對(duì)聚合物的分子量分布對(duì)聚合物共混物界面層的影響有一正確的認(rèn)識(shí)和有效的控制。
3.加工過(guò)程對(duì)聚合物共混物界面層結(jié)構(gòu)的影響
在共混加工過(guò)程的流動(dòng)場(chǎng)中，聚合物之間的互溶性可能發(fā)生以下變化:
①應(yīng)力引起不可道變化如沉淀、結(jié)品、變性等，這時(shí)組分之間的互溶性降低，界面層變?。?/span>
②應(yīng)力引起可逆性變化使互溶性增大，應(yīng)力使互溶性增大的現(xiàn)象常稱為應(yīng)力均化.由于分散相顆粒的可變形性，在流動(dòng)場(chǎng)中表現(xiàn)出黏彈效應(yīng)，所儲(chǔ)存的彈性能是分散相顆粒破碎面產(chǎn)生均化作用的主要原因，此時(shí)界面層在整個(gè)試樣中的比例就會(huì)上升。
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