共混改性基本原理
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能力，减小分散相的碰撞次数和碰撞的有效率。
名词:碰撞的有效率
——分散相粒子相互碰撞而导致集聚成大粒子的 几率。
平衡粒径
——在熔融共混过程中，分散相的分散过程与集 聚过程达到一定的动态平衡时，分散相的粒径也 达到一平衡值，称为“平衡粒径”。
R
12
PD
4
PD EDk
1、降低有效碰撞几率P 2、降低两相界面张力σ 3、降低分散相的体积分数Φ 4、提高共混物的熔体黏度η 5、提高剪切速率γ 6、降低宏观破碎能E
分散过程的影响因素： （一）外界作用于共混体系的剪切能； ——与剪切应力、体系的黏度和剪切速率相关
E & &2
E——单位体积的剪切能； τ——剪切应力 η——共混体系的黏度 γ——剪切速率
（二）分散相物料自身的破碎能
破碎能=宏观破碎能+物料的表面能
即：
EDb EDk EDf
调整熔体黏度的方法：
a/温度 ——利用不同组分对温度的敏感性，得到等黏点。 b/助剂 填充剂、软化剂等，如橡胶+炭黑，提升黏度；
橡胶+油，降低黏度。 c/改变相对分子质量 可行，但不常用，容易导致其力学性能的降低。
R
12
PD
（三）界面张力和相容剂的影响
4
PD EDk
降低界面张力σ，可降低分散相的粒径
通过提高温度，使橡胶和塑料的熔体黏度-温度曲 线交于一点，即得“等黏点”，相应的温度为等 黏点温度T*。
从图中可以看出，若在加工过程中，通过调整加 工温度，则可以改变共混物的形态结构：
（1）共混温度高于T*， 则橡胶是硬相，塑料是 软相；
（2）共混温度低于T*， 则塑料是硬相，橡胶是 软相。
这个规律虽然不是绝对适用的，但也控制了绝大 部分共混体系的形态结构。
从“软包硬”规律中，就可以看出分散相熔体黏 度的降低是有限度的，通常是不能低于连续相的 熔体黏度；同样，连续相的熔体黏度的提高通常 也不能高于分散相的熔体黏度，否则，往往会发 生连续相和分散相在形态上的互换。
Q：降低分散相黏度以及提高连续相的黏度到某 一程度才能达到最佳的效果？
因此，在一定的共混时间里，更应该着眼于如何 提高分散效率？ ① 改善共混设备的性能 ② 添加适当的助剂
助剂起到什么作用？
(二) 共混组分的熔体黏度
分散相与连续相源自文库黏度影响
R
12
PD
4
PD EDk
由平衡粒径公式，我们知道：降低宏观破碎能 EDK，可以降低分散相的粒径R；又， EDK取决于 聚合物的熔体黏度和黏弹性；
2.4.1 分布混合与分散混合
分布混合 ——也称分配混合，指分散相粒子不发生破碎，
只改变分散相的空间分布状况、增加分散相分布 的随机性的混合过程。(仅使分散相的空间分布趋 于均匀化) 分散混合 ——指既增加分散相空间分布的随机性，又减小 分散相粒径，改变分散相粒径分布的过程。
对于熔融共混过程： 分散相在外加能量作用下破碎，粒径变小、粒径
——添加界面相容剂，改善两相间的界面结合， 是连续相更易包裹住分散相粒子，减弱其相互碰 撞而形成大颗粒的趋势，有利于获得较佳的分散 效果。
常用的相容剂：聚合物-马来酸酐接枝物
PP-g-MAH， PE-g-MAH……
2.4.4 两阶共混分散历程
分散历程，类似于聚合中的反应历程
通过设计有效的分散历程，可以有效地提高共混 产品的质量。
So，降低分散相物料的熔体黏度，有利于获得较 小的粒径.
另一方面，从连续相角度来讲，细化分散相粒径 的动力来源是：
——外界能量作用于连续相，经由界面传递效应 后，传递给分散相，使其破碎、分散并均匀化。
F F’
因此，提高连续相的熔体黏度，使之能够承受更 多的外界作用力，从而将更多地能量传递给分散 相，更有利于分散相的破碎，降低分散相的粒径。
在基体中分布发生变化，因此属于分散混合过程。
2.4.2 分散相的分散与集聚过程
熔融共混过程：
分散过程
互逆
集聚过程
分散相在剪切应力作用下 发生破碎：
1、粒径变小； 2、表面能变大； 3、粒子数量增多； 4、相互碰撞几率变大； 5、非自发进行的过程。
细小粒子在能量最小定律 作用下产生集聚：
1、粒径增大； 2、表面能变小； 3、粒子数量减小； 4、自发进行的过程。
A：等黏点理论
等黏点理论：在共混两相体系中，若两组分相的 熔体黏度相同或相近，则有利于获得最佳的分散 效果，即分散相颗粒的粒径最小。其两相熔体黏 度相等的一点，就称为“等黏点”。
如，在橡胶/塑料共混体系中，依据熔体黏度随 温度的升高而降低的规律 +橡胶的黏度随温度变化 不敏感+塑料的黏度随温 度变化敏感
要降低平衡粒径R*
2.4.3 控制分散相粒径的方法
主要有三个方面：
一是 共混时间 二是 共混组分的熔体黏度 三是 界面张力
（一）共混时间
分散相的粒子破碎的难易取决于分散相粒径的大 小： 粒径越大，越容易破碎；粒径越小，则越难破碎。
在共混过程中，分散相粒径的减小和粒径的分布 均匀化是同时进行的，这是一个过程，因此需要 时间。
Q：我们已经知道，降低分散相的熔体黏度，同 时，提高连续相的熔体黏度，有利于获得更小的 分散相粒径。但是，分散相和连续相的熔体黏度 的降低和升高是否是无限的呢？其依据是什么？
A：“软包硬”规律。
“软包硬”规律：共混过程中，熔体黏度低的一 相为软相，倾向于形成连续相；熔体黏度高的一 相为硬相，倾向于形成分散相。
宏观破碎能EDk~分散相物料的粘滞力，包括熔体 黏度+黏弹性
表面能EDf~界面张力+分散相的粒径
E 2
EDb EDk EDf
提高分散效率（获得更小粒径）的途径：
1、增大剪切应力或提高剪切速率； 2、提高物料黏度； 3、降低分散相物料的表面能（如添加助剂等）。 4、改善界面相容性：增加连续相包裹分散相的
对于相同的共混体系而言，延长共混时间会使分 散相的粒径更小，且分布更为均匀；
但是，是否共混时间越长越好呢？
否！！
（1）随着共混时间的延长，共混体系中的分散 相粒子的破碎和集聚过程会因达到一个动态平衡 而粒径不再减小；
（2）共混时间过长的话，也会导致高分子材料 的降解，不利于提高甚至恶化共混物的力学性能。
名词:碰撞的有效率
——分散相粒子相互碰撞而导致集聚成大粒子的 几率。
平衡粒径
——在熔融共混过程中，分散相的分散过程与集 聚过程达到一定的动态平衡时，分散相的粒径也 达到一平衡值，称为“平衡粒径”。
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PD EDk
1、降低有效碰撞几率P 2、降低两相界面张力σ 3、降低分散相的体积分数Φ 4、提高共混物的熔体黏度η 5、提高剪切速率γ 6、降低宏观破碎能E
分散过程的影响因素： （一）外界作用于共混体系的剪切能； ——与剪切应力、体系的黏度和剪切速率相关
E & &2
E——单位体积的剪切能； τ——剪切应力 η——共混体系的黏度 γ——剪切速率
（二）分散相物料自身的破碎能
破碎能=宏观破碎能+物料的表面能
即：
EDb EDk EDf
调整熔体黏度的方法：
a/温度 ——利用不同组分对温度的敏感性，得到等黏点。 b/助剂 填充剂、软化剂等，如橡胶+炭黑，提升黏度；
橡胶+油，降低黏度。 c/改变相对分子质量 可行，但不常用，容易导致其力学性能的降低。
R
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PD
（三）界面张力和相容剂的影响
4
PD EDk
降低界面张力σ，可降低分散相的粒径
通过提高温度，使橡胶和塑料的熔体黏度-温度曲 线交于一点，即得“等黏点”，相应的温度为等 黏点温度T*。
从图中可以看出，若在加工过程中，通过调整加 工温度，则可以改变共混物的形态结构：
（1）共混温度高于T*， 则橡胶是硬相，塑料是 软相；
（2）共混温度低于T*， 则塑料是硬相，橡胶是 软相。
这个规律虽然不是绝对适用的，但也控制了绝大 部分共混体系的形态结构。
从“软包硬”规律中，就可以看出分散相熔体黏 度的降低是有限度的，通常是不能低于连续相的 熔体黏度；同样，连续相的熔体黏度的提高通常 也不能高于分散相的熔体黏度，否则，往往会发 生连续相和分散相在形态上的互换。
Q：降低分散相黏度以及提高连续相的黏度到某 一程度才能达到最佳的效果？
因此，在一定的共混时间里，更应该着眼于如何 提高分散效率？ ① 改善共混设备的性能 ② 添加适当的助剂
助剂起到什么作用？
(二) 共混组分的熔体黏度
分散相与连续相源自文库黏度影响
R
12
PD
4
PD EDk
由平衡粒径公式，我们知道：降低宏观破碎能 EDK，可以降低分散相的粒径R；又， EDK取决于 聚合物的熔体黏度和黏弹性；
2.4.1 分布混合与分散混合
分布混合 ——也称分配混合，指分散相粒子不发生破碎，
只改变分散相的空间分布状况、增加分散相分布 的随机性的混合过程。(仅使分散相的空间分布趋 于均匀化) 分散混合 ——指既增加分散相空间分布的随机性，又减小 分散相粒径，改变分散相粒径分布的过程。
对于熔融共混过程： 分散相在外加能量作用下破碎，粒径变小、粒径
——添加界面相容剂，改善两相间的界面结合， 是连续相更易包裹住分散相粒子，减弱其相互碰 撞而形成大颗粒的趋势，有利于获得较佳的分散 效果。
常用的相容剂：聚合物-马来酸酐接枝物
PP-g-MAH， PE-g-MAH……
2.4.4 两阶共混分散历程
分散历程，类似于聚合中的反应历程
通过设计有效的分散历程，可以有效地提高共混 产品的质量。
So，降低分散相物料的熔体黏度，有利于获得较 小的粒径.
另一方面，从连续相角度来讲，细化分散相粒径 的动力来源是：
——外界能量作用于连续相，经由界面传递效应 后，传递给分散相，使其破碎、分散并均匀化。
F F’
因此，提高连续相的熔体黏度，使之能够承受更 多的外界作用力，从而将更多地能量传递给分散 相，更有利于分散相的破碎，降低分散相的粒径。
在基体中分布发生变化，因此属于分散混合过程。
2.4.2 分散相的分散与集聚过程
熔融共混过程：
分散过程
互逆
集聚过程
分散相在剪切应力作用下 发生破碎：
1、粒径变小； 2、表面能变大； 3、粒子数量增多； 4、相互碰撞几率变大； 5、非自发进行的过程。
细小粒子在能量最小定律 作用下产生集聚：
1、粒径增大； 2、表面能变小； 3、粒子数量减小； 4、自发进行的过程。
A：等黏点理论
等黏点理论：在共混两相体系中，若两组分相的 熔体黏度相同或相近，则有利于获得最佳的分散 效果，即分散相颗粒的粒径最小。其两相熔体黏 度相等的一点，就称为“等黏点”。
如，在橡胶/塑料共混体系中，依据熔体黏度随 温度的升高而降低的规律 +橡胶的黏度随温度变化 不敏感+塑料的黏度随温 度变化敏感
要降低平衡粒径R*
2.4.3 控制分散相粒径的方法
主要有三个方面：
一是 共混时间 二是 共混组分的熔体黏度 三是 界面张力
（一）共混时间
分散相的粒子破碎的难易取决于分散相粒径的大 小： 粒径越大，越容易破碎；粒径越小，则越难破碎。
在共混过程中，分散相粒径的减小和粒径的分布 均匀化是同时进行的，这是一个过程，因此需要 时间。
Q：我们已经知道，降低分散相的熔体黏度，同 时，提高连续相的熔体黏度，有利于获得更小的 分散相粒径。但是，分散相和连续相的熔体黏度 的降低和升高是否是无限的呢？其依据是什么？
A：“软包硬”规律。
“软包硬”规律：共混过程中，熔体黏度低的一 相为软相，倾向于形成连续相；熔体黏度高的一 相为硬相，倾向于形成分散相。
宏观破碎能EDk~分散相物料的粘滞力，包括熔体 黏度+黏弹性
表面能EDf~界面张力+分散相的粒径
E 2
EDb EDk EDf
提高分散效率（获得更小粒径）的途径：
1、增大剪切应力或提高剪切速率； 2、提高物料黏度； 3、降低分散相物料的表面能（如添加助剂等）。 4、改善界面相容性：增加连续相包裹分散相的
对于相同的共混体系而言，延长共混时间会使分 散相的粒径更小，且分布更为均匀；
但是，是否共混时间越长越好呢？
否！！
（1）随着共混时间的延长，共混体系中的分散 相粒子的破碎和集聚过程会因达到一个动态平衡 而粒径不再减小；
（2）共混时间过长的话，也会导致高分子材料 的降解，不利于提高甚至恶化共混物的力学性能。