论文：聚合物共混物形态结构的影响因素分析

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1、海南大学聚合物共混物形态结构的影响因素分析摘要：聚合物共混物的形态结构是决定其性能的基本因素之一，因此，研究共混物的形态结构是非常必要的。影响聚合物共混物形态结构的因素可归纳成以下三种类型：（1）热力学因素；（2）动力学因素；（3）在混合或成型过程中，流动场诱发的形态结构。换一种说法聚合物共混物的形态结构主要取决于聚合物组分的组成、特性、相容性、共混方法及共混的工艺条件等。聚合物共混物可由两种及两种以上的聚合物组成，对于热力学相容的共混体系，与可能形成均相的形态结构，反之则形成两个及两个以上的相。本篇主要对于聚合物共混物形态结构的

2、影响因素重点阐述。关键词：聚合物共混物，形态结构，影响因素一、聚合物共混物的形态结构1.非晶态/非晶态聚合物共混物形态结构由两种聚合物构成的聚合物共混物，按照相的连续性可分成三种基本类型：（1）单相连续结构（2）两相互锁结构（3）相互贯穿的两相连续结构。[8]2.晶态/非晶态聚合物共混物形态结构共混物中一种为晶态，另一种为非晶态时，如：PCL/PVC，i-PS/a-PS,i-PS/PPO；可归纳为八种类型：（1）晶粒分散在非晶态介质中；（2）球晶分散在非晶态介质中；（3）非晶态分散于球晶中；（4）非晶态形成较大相畴分布于球晶中；（

3、5）球晶为连续相，非晶聚合物分散于球晶与球晶之间；（6）球晶被轻度破坏，成为树枝晶并分散于非晶聚合物之间；（7）结晶聚合物未结晶，形成A/A共混物；（8）非结晶聚合物结晶，转化为C/C共混体系。[9]3.结晶/结晶聚合物共混物形态结构结晶/结晶聚合物共混物也呈现多种形态：（1）两聚合物共混，破坏了原结晶性，形成非晶态共混物，如PBT/PET。（2）晶态分散于非晶态之中，如：PP/UHMWPE，PPS/PA。（3）为两结晶聚合物分别形成球晶，球晶中有含有或不含非晶成分。（4）两结晶聚合物形成共晶，此共混球晶中有含有或不含非晶区成分。

4、如：LLDPE/UHMWPE，HDPE/LDPE。（5）一组分结晶另一组分为非晶。（6）单组分晶体与双组分晶体共存。[10]海南大学二、形态结构的影响因素1.热力学因素包括相互作用参数、界面张力。也可以总的说相容性的影响，可以预期共混物最终平衡结构是均相的或是多相的。两种聚合物的相容性越好就越容易相互扩散达到均匀的混合，过渡区也就越广，相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合力也就越大。一般体现在相互作用参数和界面张力越小，其相容性越好[11]。例增容作用和动态固化对聚丙烯(PP)/环氧树脂(EP)共混物形态结构的影响。实验结果表明

5、,PP/EP共混物是不相容共混体系,当环氧树脂含量小于50%时,共混物中环氧树脂以分散相存在,PP为连续相。反之,则共混物的相态发生相反转,即环氧树脂为连续相,PP为分散相。加入马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)促进环氧树脂与PP的相容性,使得分散相的颗粒明显变小。与PP/EP和PP/MAH-g-PP/EP共混物不同,当环氧树脂含量大于50%时,动态固化PP/EP和PP/MAH-g-PP/EP共混物仍是环氧树脂分散相和PP连续相结构,未出现相反转。对于相同含量环氧树脂的共混物,动态固化PP/MAH-g-PP/EP共混物中环氧树

6、脂分散相尺寸明显小于动态固化PP/EP共混物中环氧树脂分散相尺寸[1]。针对相容性对其形态结构的影响，可通过以下几种方法来改善聚合物共混物的相容性：（1）如上的例子，通过共混或化学改性引入极性基团改善相容性。（2）通过嵌段、接枝共聚—共混改善相容性。（3）加入增容剂。（4）形成IPN网络或形成氢键。[5][2][3] 2.动力学因素决定平衡结构能否到达以及到达的程度。有两种相分离动力学机理控制：（1）SD机理的分散结构体系组成在两拐点之间，相分离属于这种机理。当体系产生微小的涨落而分相时，两相组成必在n两侧。该分离机理的分相过程比

7、较快，随时间延长，两相组成会逐渐接近双节线所要求的平衡相组成。从分散相的形态与尺寸来看，由于体系内到处都有分相现象，这会使分散相区间有一定程度的相互连接，实际上可形成两相互锁（两相连续）的形态结构。当一种聚合物含量较少时，如10％左右，若按旋节分离机理发生相分离，分散相也会生成滴状海南大学。如下图1所示。[4]（1）NG机理的珠滴/基体型形态结构体系的组成若处于两拐点组成之间，也就是在相图上处于旋节线的区域内时，分相属于旋节线机理。由于分相能够自发进行，也就是在体系内到处有分相现象，这就会使分散相区域之间有一定程度的相互连接。实际

8、上可形成两相互锁的形态结构。如果共混物体系的组成处于极小点和拐点之间，也就是在相图上的旋节线和双节线之间的区域，则相分离属于成核和生长机理。这类分相通常需要较长时间。“核”一旦出现，便会逐步扩大，即“生长”。这样，分散相一般不会相互连结。形成单相连