聚合物共混物
聚合物共混物的相容性
一相 两相
具有上临界混容温度的体系
两相 一相
具有下临界混容温度的体系
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第一节 聚合物共混物相容性的基本概念
二、聚合物共混物的相图
相图—相图是用来表示材料 相的状态与温度及组成关系 的综合图形，它反映了组成 成分及温度变化时所可能发 生的相的变化。
相图可直观地描述聚合物共 混物的相容性。
混溶性——异种聚合物不能实现分子量级相互溶 解的混合系，但比较容易获得所期待的性能的能 力，即共混体系中成分物质的界面结合能力 （compatibility）。
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第一节 聚合物共混物相容性的基本概念
一、共混物的相容性 5. 完全相容
完全相容的聚合物共混体系，其共混物可形成均相 体系。
2. 聚合物的相容性(miscibility)
聚合物之间的相容性，就是表示聚合物混合体系形成单一相（分 子量级的混合）的能力。是指聚合物之间相互溶解的能力，代表 热力学相互溶解，其判据为共混物具有单一的Tg
从热力学角度而言，是指在任何比例混合时，都能形成分子分散 的、热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子达到分 子水平或链段水平的均匀分散
1）在通常的温度、压力、组成范围内能够形成单一相
2）形成单一相的热力学的必要条件是混合的吉布斯自由能量ΔGm< 0
热力学因素是共混体系形成均相体系或发生相分离的内在动力， 基本理论体系是“Flory-Huggins模型”
实际应用中，热力学相容体系很少
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第一节 聚合物共混物相容性的基本概念
LCST: 聚苯乙烯/聚甲基乙烯基醚、
聚己内酯/苯乙烯一丙烯腈共聚物、
聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯、
聚合物共混的方法
聚合物共混的方法
聚合物共混是指将两种或多种不同的聚合物混合在一起形成新的材料，以获得更好的性能或特性。
以下是常见的聚合物共混方法：
1. 机械混合：将不同的聚合物通过物理研磨、搅拌或研磨等机械作用混合在一起。
这种方法适用于柔软或流动性较好的聚合物，如塑料薄膜。
机械混合的优点是操作简单，但有时会导致剪切破坏聚合物结构，降低材料性能。
2. 溶液共混：将不同的聚合物溶解在共溶剂中，然后混合在一起。
这种方法适用于可溶解性较好的聚合物，如聚乙烯和聚丙烯。
共溶剂可以是有机溶剂、水或其它溶剂。
溶液共混的优点是能够混合均匀，并且可以通过调整共溶剂的浓度来控制混合物的性能。
3. 熔融共混：将不同的聚合物在高温下熔融混合在一起。
这种方法适用于熔点较低的聚合物，如聚乙烯和聚丙烯。
熔融共混的优点是混合均匀，操作简单，但有时会导致相分离或破坏聚合物结构。
4. 共聚合：将两种或多种不同的单体共同聚合成聚合物。
这种方法适用于单体之间具有亲和力或相容性的情况。
共聚合可以通过改变单体的比例来调节共混物的性能。
需要注意的是，不同的聚合物具有不同的物理和化学性质，因此在共混时需要进行适当的配方和条件选择，以确保混合物的稳定性和性能。
聚合物共混的方法
聚合物共混的方法
聚合物共混是指将不同种类的聚合物混合在一起，形成一种新的材料。
这种方法可以改变原有聚合物的性能，增加材料的应用领域。
以下是聚合物共混的几种方法：
1. 机械共混法：将两种或多种聚合物加入到混合机中，通过机
械力作用在短时间内混合均匀，形成混合物。
2. 溶液共混法：将不同种类的聚合物分别在其溶剂中溶解，然
后将两种或多种聚合物溶液混合，得到共混溶液。
之后，将共混溶液通过溶剂挥发或凝固法得到聚合物共混物。
3. 熔态共混法：将两种或多种聚合物加热至熔态状态，混合均
匀后冷却固化，形成聚合物共混物。
4. 压缩共混法：将两种或多种聚合物分别制成薄片或小块，放
置在一起，经过高温高压压缩，使聚合物间相互渗透形成聚合物共混物。
聚合物共混的方法因材料不同而异，但共同点是要达到混合均匀。
聚合物共混的优点是可以改善聚合物的性能，增加材料的使用范围。
但是，共混后的材料性能不如单一聚合物的优异性，需要根据实际需求进行选择。
- 1 -。
聚合物共混物
摘要：随着科技的发展，聚合物共混物作为一种新型材料，引起了广泛关注。
本文从聚合物共混物的定义、分类、制备方法、性能特点及应用领域等方面进行了综述，旨在为我国聚合物共混物的研究与应用提供参考。
一、引言聚合物共混物是指由两种或两种以上聚合物通过物理或化学方法混合而成的复合材料。
由于聚合物共混物具有优异的性能和广泛的应用前景，近年来在国内外得到了迅速发展。
本文将对聚合物共混物的相关研究进行综述，以期为我国聚合物共混物的研究与应用提供参考。
二、聚合物共混物的定义与分类1. 定义聚合物共混物是指将两种或两种以上聚合物通过物理或化学方法混合而成的复合材料。
在共混过程中，聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成具有一定结构特征的共混体系。
2. 分类（1）按相态分类：聚合物共混物可分为均相共混物、部分相容共混物和不相容共混物。
（2）按聚合物类型分类：聚合物共混物可分为聚烯烃共混物、聚酰胺共混物、聚酯共混物等。
三、聚合物共混物的制备方法1. 机械共混法机械共混法是最常用的聚合物共混方法，主要包括熔融共混、溶液共混和乳液共混等。
（1）熔融共混：将两种或两种以上聚合物在熔融状态下混合，利用高温和机械力使聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成共混物。
（2）溶液共混：将聚合物溶解在溶剂中，通过搅拌、混合等手段使聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成共混物。
（3）乳液共混：将聚合物分散在乳液中，通过搅拌、混合等手段使聚合物分子链相互缠绕、穿插，形成共混物。
2. 化学共混法化学共混法是通过化学反应将两种或两种以上聚合物连接在一起，形成共混物。
主要包括共聚、交联、接枝等方法。
四、聚合物共混物的性能特点1. 改善力学性能聚合物共混物可以改善单一聚合物的力学性能，如提高拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等。
2. 改善耐热性能聚合物共混物可以改善单一聚合物的耐热性能，如提高熔点、热变形温度等。
3. 改善耐腐蚀性能聚合物共混物可以改善单一聚合物的耐腐蚀性能，如提高耐酸、耐碱、耐溶剂等性能。
聚合物共混物的含义 总结复习
学习必备欢迎下载第一章1、说明以下聚合物共混物的含义：A：PP/PE(75/25) 表示在聚丙烯中加入聚乙烯，它们的重量比为75：25B：PVC/SAN=75:25(60/40) 表示在60份重量的聚氯乙烯中加入40份重量的SAN，共聚物链节中含75％的苯乙烯和25％的丙烯腈。
C：PC/PTFE/PDMS(80/15/5) 表示在80份重量的聚碳酸酯中加入15份重量的聚四氟乙烯和5份重量的聚二甲基硅氧烷。
2、列出制备聚合物共混物的主要方法：A、机械共混法；B：共溶剂法；C：乳液共混法；D：共聚-共混法；E：IPN法3、聚合物共混物的形态结构受聚合物组分之间热力学相容性、实施共混的方法和工艺条件等多方面因素影响。
4、聚合物共混物呈现卓越抗冲击性能的必要条件是具有微观或亚微观的多相结构。
5、聚合物共混物形态结构的基本特征是什么？一种聚合物组分(作为分散相)分散于另一种聚合物组分(分散介质或基体)中，或者两组分构成的两个相以相互贯穿的连续相形式存在。
聚合物共混物两相之间一般存过渡区即界面层，它对共混物的性能起着十分重要的作用。
6、刚性粒子增韧聚合物的必要条件是基体聚合物具有高的韧性，刚性粒子与基体良好的界面粘接，刚性粒子恰当的浓度。
外界冲击能在刚性粒子发生屈服形变之前，通过刚性粒子传递给韧性基体引起塑性形变而耗散。
第二章1、聚合物之间的相容性是选择适宜共混方法的重要依据，也是决定共混物形态结构和性能的关键因索。
2、从热力学角度，聚合物之间的相容性就是聚合物之间的相互溶解性，是指两种聚合物形成均相体系的能力。
3、成核-增长相分离过程(NG)所形成的分散相常为较规则的球形颗粒。
4、旋节分离(SD)常倾向于产生两相交错的形态结构，相畴较小，两相界面较为模糊，常有利于共混物性能的提高。
5、名称解释：UCST；LCSTUCST：最高临界相容温度是指这样的温度：超过此温度，体系完全相容，为热力学稳定的均相体系；低于此温度，为部分相容，在一定的组成范围内产生相分离。
聚合物共混知识点总结
1.聚合物共混：共混改性包括物理共混、化学共混和物理/化学共混三大类型。
其中，物理共混就是通常意义上的“混合〞。
如果把聚合物共混的涵义限定在物理共混的范畴之内，那么聚合物共混是指两种或两种以上聚合物经混合制成宏观均匀物质的过程。
2.分布混合，又称分配混合。
是混合体系在应变作用下置换流动单元位置而实现的。
3.分散混合是指既增加分散相空间分布的随机性，又减少分散相粒径，改变分散相粒径分布的工程。
分布混合和分散混合在实际的共混工程中是共生共存的，分布混合和分散混合的驱动力都是外界施加的作用力。
4.总体均匀性是指分散相颗粒在连续相中分布的均匀性，即分散相浓度的起伏大小。
5.分散度那么是指分散相颗粒的破碎程度。
对于总体均匀性，那么采用数理统计的方法进行定量表征。
分散度那么以分散相平均粒径来表征。
6.分散相的平衡粒径：在分散混合中，由于分散相大粒子更容易破碎，所以共混过程是分散相粒径自动均化的过程，这一自动均化的过程的结果，是使分散相例子到达一个最终的粒径。
即“平衡粒径〞。
7.高分子合金：〔塑料合金〕指含多种组分的聚合物均相或多相体系，常具有较高的力学性能，作工程塑料。
8.熔融共混：将聚合物组分加热到熔融状态后进行共混〔应用广泛〕。
采用的设备-----密炼机、开炼机、挤出机等。
本方法最具有工业价值。
9.溶液共混：将聚合物组分溶于溶剂后，进行共混。
本方法主要用于根底研究领域10.乳液共混：将不同聚合物乳液共混方法。
本法可用于橡胶共混改性中；以乳液应用的产品可乳液共混改性等。
11.分散度：反映分散相物料的破碎程度；〔分散相的平均粒径和分布表征〕12.均一性：反映分散相分散的均匀程度〔分散相浓度起伏大小，用统计法〕13.相界面：连续相与分散相之间的交界面。
〔界面结合好坏对共混物性能有重大影响〕14. 所谓聚合物之间的相容性〔Miscibility〕，从热力学角度而言，是指在任何比例混合时，都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子到达分子水平或链段水平的均匀分散。
第8章聚合物共混物
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6.2.2 共聚-共混法(Copolymer-blend methods)
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
共聚-共混法是一种化学方法，有接枝共聚-共混与嵌段共聚-共混 之分。在制备聚合物共混物方面，接枝共聚-共混法更为重要。 接枝共聚-共混法，首先是制备聚合物1，然后将其溶于另一种单体 2中，使单体2聚合并与聚合物1发生接枝共聚。所得产物通常包含3种组 分，聚合物1、聚合物2以及聚合物1骨架上接枝有聚合物2的接枝共聚物。 两种聚合物的比例、接枝链的长短、数量及分布对共混物的性能有决定 性影响。 此种共混的方法优点在于接枝共聚物的存在改进了聚合物1及2之间 的混溶性，增强了相之间的作用力，因此，共聚-共混法制得的聚合物 共混物，其性能优于机械共混物。共聚-共混法近年来发展很快，一些 重要的聚合物共混材料，如抗冲聚苯乙烯（HIPS）、ABS树脂、MBS树脂 等，都是采用这种方法制备的。
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6.2.1 物理共混法(Physical blend methods)
河 北 工 业 大 学 高 分 子 研 究 所
一、物理共混法概念(Definition of Physical Blend Methods)
物理共混法又称为机械共混法，是将不同种类聚合物在混合 （或混炼）设备中实现共混的方法。共混过程一般包括混合作用和 分散作用。在共混操作中，通过各种混合机械提供的能量（机械能、 热能等）的作用，使被混物料粒子不断减小并相互分散，最终形成 均匀分散的混合物。由于聚合物粒子很大，在机械共混过程中，主 要是靠对流和剪切两种作用完成共混的，扩散作用较为次要。
冷却 聚合物Ⅰ 初混合 聚合物Ⅱ 熔融共混 冷却
粉碎
第六章聚合物共混物-精选文档
体粘度，否则难以获得均匀的共混体系。
③各原料高聚物组份在共同混炼温度的粘性模量值不易悬 殊过大，因为弹性模量的差异会导致各高聚物组份受力不 均，混炼设备所施加的剪切力将主要集中在弹性模量高的 高聚物组份上，以至不仅影响混合效果还可能引起一种高
聚物组分的过度降解。
④ 在其它工艺条件相同的情况下，延长混炼时间或增加
接枝共聚——共混法生产高聚物共混物的设备
与一般的聚合设备相同，即间歇式聚合工艺，
相容性不很好，形态结构呈亚微观非均相或宏观相分离的
高分子共混物不属于高分子合金之列。
高聚物共混的一般行为
1、制备高分子共混物的方法 ①机械共混法：将各高分子组份在混合设备如高速混合机，双辊
混炼机，挤出机中均匀混合。机械共混法又有干粉共混法和熔融 共混法之分。
②共溶剂法：又称溶液共混法，系将各高聚物组份溶解于共同溶
混炼操作次数，在一定条件下虽可提高共混物料的均匀性，
但应避免高聚物有可能出现的过度降解以至由此而引起高 聚物共混物料的劣化。 熔融共混法是一种最常用的高聚物共混法，与初混操作结 合，一般可取得较满意的效果，其中又一挤出共混应用最
广。
（3）溶液共混法 将原料各组份加入共同溶剂中，或将原料高聚物组分分别溶解， 再混合，搅拌溶解混合均匀，然后加热蒸发或加入非溶剂共沉 淀，使获得高聚物共混物。 溶液共混法运用于易溶高聚物和某些液态高聚物以及高聚物共 混物以溶液状态被应用的情况。工业上应用意义不大。
2、高聚物共混改性的主要目的有：
①综合均衡各高聚物组份的性能，取长补短，消除各单一高聚 物在性能上的弱点，获得综合性能较为理想的高聚物材料。 ②使用少量的某一高聚物可以作为另一种高聚物的改性剂，改 性效果显著，如在聚苯乙烯、聚氯乙烯等脆性材料中掺入 10%20%的橡胶类物质，可使它们的冲击强度大幅度提高。 ③改善高聚物的加工性能，将流动性好的高聚物作为改性剂， 在不影响其它性能的前提下降低材料的加工温度。 ④利用共混法可以制备一系列具有崭新性能的新型高聚物材料， 如与含氯素等耐燃高聚物共混可制得耐燃高分子材料。 ⑤对某些性能卓越，但价格昂贵的工程塑料，可通过共混，在 不影响使用要求条件下降低成本。
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第七章 7.2 聚合物共混物的相容性
7.2.1基本概念 相容性是聚合物共混体系的最重要特性。共混过程实施的难易、共混物的形态与性能，都与共混组分之间的相容性 密切相关。聚合物的共混物的相容性（compatibility）起源于乳液体系各组分相容的概念，是指共混物各组分彼此相互 容纳、形成宏观均匀材料的能力。不同聚合物对之间相互容纳的能力，有着很大差别。聚合物之间的互溶性 （miscibility）亦称混溶性，与低分子物中溶解度（solubility）相对应，是指聚合物之间热力学上的相互溶解性。热力 学混溶性是指在任意比例时都能形成均相体系的能力。早期的共混理论研究发现，可以满足热力学相容的聚合物配对， 实际上相当少。此后，研究者不再局限于热力学相容体系，研究内容包括相分离行为和部分相容两相体系的相界面特性
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3 聚合物共混物的形态结构 聚合物共混物的形态结构也是决定其性能的最基本的因素之一。聚合物共混物的形态结构受一系列因素的影响，可 归纳成以下三种类型。 1. 热力学因素 2. 动力学因素 3. 流动场诱发的形态结构
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3.1 形态结构的基本类型 由两种聚合物构成的两相聚合物共混物，按照相的连续性可分成三种基本类型：单相连续结构，即一个相是连续的 而另一个相是分散的；两相互锁或交错结构；相互贯穿的两相连续结构。两组分聚合物形成的相结构，所涉及的基本原 则同样适用于多组分体系。 7.3.1.1 单相连续结构 7.3.1.2 两相互锁或交错结构 7.3.1.3 两相连续结构 7.3.1.4 结晶聚合物
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3.3 相容性对形态结构和性能的影响 在许多情况下，热力学互溶性是聚合物之间均匀混合的主要推动力。两种聚合物的互溶性越好就越容易相互扩散而 达到均匀的混合，过渡区也就宽广。相界面越模糊，相畴越小，两相之间的结合力也越大。有两种极端情况，其一是两 种聚合物完全不互溶，两种聚合物链段间相互扩散的倾向极小，相界面很明显，其结果是混容性较差，相之间结合力很 弱，共混物性能不好。为改进共混物的性能需采取适当的工艺措施，例如采取共聚－共混的方法或加入适当的增容剂。 第二种极端情况是两种聚合物完全互溶或互溶性极好，这时两种聚合物可完全相互溶解而成为均相体系或相畴极小的微 分散体系。这两种极端情况都不利于共混改性的目的（尤其指力学性能改性）。一般而言，我们所需要的是两种聚合物 有适中的互溶性，从而制得相畴大小适宜、相之间结合力较强的复相结构的共混产物。
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3.4 制备方法对形态结构的影响 7.3.4.1 制备方法 7.3.4.2 流动参数 （1）流动包理（flow encapsulation），是指在一定条件下，粘度较小的组分（如聚合物1）迁移到器壁，最后包封组 分2（聚合物2）而形成包埋型形态结构。 （2）形成微丝状或微片状结构。 （3）由于剪切诱发的聚结而形成层状结构。
第七章 7.2 聚合物共混物的相容性
7.2.5 相容性研究方法 研究聚合物之间相容性的方法很多。前面已述及以热力学为基础的溶解度参数（δ）及Huggins—Flory相互作用参数 χ12来判断互溶性。除热力学方法外，还可用玻璃化转变温度（Tg）法、平衡熔点法、聚合物相图、红外光谱法、电镜 法、界面层厚度法、界面张力测定法、共混物薄膜透明度测定法、共同溶剂法、粘度法等来研究聚合物共混物的相容性。 7.2.5.1 玻璃化转变温度法测定聚合物－聚合物的互溶性 7.2.5.2 平衡熔点法 7.2.5.3 浊点法
高分子材料概论
第一章 材料与高分子材料
第二章 高分子材料的结构与性能
目录
CONTENTS
第三章 塑料 第四章 橡胶 第五章 纤维 第六章 胶粘剂和涂料
第七章 聚合物共混物
第七章 7.1聚合物共混物及其制备方法
7.1.1 基本概念 聚合物共混（polymer blending）是将两种或者两种以上的结构性质差异较大的聚合物通过物理或化学的方法进行混 合，获得性能上有所改进或具有特殊性能的聚合物材料。 （1）取长补短、均衡性能，可获得综合性能优异的高分子材料。 （2）增韧、增强性能。 （3）改善某些聚合物的加工性能。 （4）赋予新性能，制备一系列具有崭新性能的高分子材料。 （5）制备低收缩模压材料。
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3.5 形态结构测定方法 7.3.5.1 显微镜法 7.3.5.2 X-光散射和中子散射 小角X射线散射（small-angle X-ray scattering，SAXS）是在靠近原光束附近很小角度内（5度以下）电子对X射线的 漫散射现象，可测定材料的周期结构，适用于层状结构材料。广角X射线衍射（wide-angle X-ray scattering，WAXS）常 用于在广角度范围（几十度）测定多晶材料的晶体结构。
第七章 7.3 聚合物共混物的形态结构
7.3.2 聚合物的界面层 由两种聚合物形成的共混物中存在三种区域结构：两种聚合物各自独立的相和两相之间的界面层。界面层也称为过 渡区，在此区域发生两相的粘合和两种聚合物链段之间的相互扩散。界面层的结构，特别是两种聚合物之间的粘合强度， 对共混物的性能，特别是力学性能有决定性的影响。 7.3.2.1 界面层的形成 7.3.2.2 界面层的厚度 7.3.2.3 界面层的性质
第七章 7.2 聚合物共混物的相容性
7.2.2热力学相容性判断 判断两聚合物之间相容性的方法包括聚合物溶度参数（solubility parameter）原则和聚合物共混物相容热力学理论。
第七章 7.2 聚合物共混物的相容性
7.2.3 聚合物之间相容性的基本特点 7.2.3.1 DG~ j的两种关系曲线 7.2.3.2 相分离 7.2.3.3 几种典型的相图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第七章 7.1聚合物共混物及其制备方法
7.1.2 共混方法 聚合物共混物的制备方法可宽泛地分为物理方法、化学方法和物理化学方法。 7.1.2.1 物理－机械共混法（物理共混法） 7.1.2.2 共聚－共混法 （copolymerization-blending process） 7.1.2.3 物理化学共混法 7.1.2.4 互穿网络聚合物