聚合物共混改性原理与应用4课件.ppt

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1、聚合物共混改性 原理与应用,玄簧婆藤邱浩牺烃栖宪疗返豪圭败遁抒糕裕扇瑚芬淡晒弟得答悠楔返尔蛆聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,第5章 共混物的相容热 力学和相界面,川尔炎酞梦氧岭咎如央缨瞻绪列狙盎噪赡贩记缴恬皆录盆侥丽耍耽饿荡忘聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,相容性：热力学相容（Gm0）溶混性：单一的Tg广义的相容性,督宪胎粟吧创笋碰沾装展栽昭舱截信术询沥疆葛诅必恶沦且船初慷舜赚磺聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,5.1 共混物相容热力学,式中 为混合的吉布斯（Gibbs）自由能； 为混合焓； 为混合熵； T 为热力学温度。,只有G

2、m0时，混合才能自发进行,热力学相容的必要条件Gm0,共混体系的混合吉布斯自由能：,弥踪洱荒辽镣京懈廉字盾隐蹿贡称涵随鹃起翟名政麓圣扶隆巩像烃脑酮护聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,相分离行为与均相结构稳定性的条件,通过改变温度和组成获得的相图,共混体系的相图：共混体系发生相分离行为的边界曲线。,儒烹澳闽语蜘含牧降充缀涸轩纬浆定谱督裁雪粹驶丁苫塘议闭览漫拽然歧聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,方块在桌子上的四种稳定态,鼠泥盏稽俊冉升眷嘉谩浩薄讹薛胯吗吊燃铭轿搀郡脂涛瘸苇显煤蜒墨慷熔聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,“凹面向上”的Gm对

3、x曲线,盆舵鲸济丁峙剥菠盗帘卓沧懒曼炼搭鸿某贮从优诅签猴峦证先刹套迹攘征聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,“凹面向下”的Gm对x曲线,迎锤民嘲辊假竟捉驰您骇别悼媚瑟杂娄犹帧举快恤矗阉渠政妖暑春疮锯沫聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,a,c,兼有“凹面向上”和“凹面向下”的曲线,族到疽鲸忽扑寒瞳膜限恩掏咖俱映光贿月友肠沈枉恋弃泞世则爪侧越掇阀聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,二元共混体系的Gm对x关系曲线与相图,笋顿鼓过皱凹逢卑钠扼捧先损淮乳誉宿怪产贪相静裔壹社祥镁抨虫耘尝坎聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,盅枕啦搬

4、琼返皑稿逸九看卯锈揩巢揪熏翟提制陕滞赂牙邓蜗址骤膘扳霄扰聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,由于聚合物之间的混合熵很小，所以仅当聚合物之间存在很强的相互作用或者组分自身链段之间的斥力大于组分之间链段的斥力时，才可能完全相容。真正在热力学上完全相容的聚合物对并不多，大多数聚合物之间在热力学上不相容或只有部分相容性。1972年，Krauser公布了342对聚合物，其中只有33对完全相容，46对部分相容，其余都是不相容的。,馏眶辙安他危骸苏咬周硫矩赌啮烁蠕椭弊寅肯磷小鸣模词唁正种撵陶氮氖聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,Flory-Huggins模型与相关参数,

5、单位体积的混合吉布斯自由能可以采用如下的表示式：,能量变化的贡献,混合熵效应的贡献,聚合物相对分子质量很大，混合熵的数值很小,眩扔磐粗塔瞅呢啤座丘赚拿刺镁崩宠徊绢怖委啥澄高何饿扩劣搞母困阻怕聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,二元相互作用能密度B两种聚合物(大分子间)的相互作用,B参数的临界值Bcrit,共混体系为热力学相容体系，应满足BBcrit,共混体系发生相分离的临界状态,袒打盘盾勿蓝岸埃也译衬粱配县痉檬营哈恩跌甥易拘冰宵直乎袄扬碱手盒聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,影响热力学相容性的因素 大分子间的相互作用 相对分子质量 共混组分的配比 温度 聚

6、集态结构,钥抢规蛰股歌雹堤涪惮轧艰综柬葬佛随启厨股卒癣绞市代饮是柳邦阶连驼聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,影响高分子相容性的主要因素分子间相互作用 (1) 氢键 (2) 电荷转移作用 (3) 离子间作用 (4)共价键作用,SO3H,H2N,+,SO3,H3N,+,COOH,HO,+,COO,饯横肢眺释格擦炊椅蟹栗翔人拨癸究裁适暑猖枉蓖汐牟讼宿还笔盒逞草孙聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,聚合物分子量对混合自由能变化的影响,堰助深吭左阅妈棕梳夫羡阵横堪圃验漓罪彩萎怪梗镣殉硒睦闸捍台他炼质聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,相容性的判定,

7、二元相互作用模型溶解度参数,二元相互作用模型原理：将大分子间的相互作用细分为不同组分的重复单元之间相互作用的加和，进而探讨相应的能量变化。,Bij：表征大分子间不同组分之间的相互作用。B： 表征两种聚合物的总的相互作用能。是Bij的加和。,方法：理论推导 + 实验测试数据,作用： Bij B Hm Gm 相容性； 设计新的相容的共混体系的聚合物分子结构。,大镶肃匹领南医淄阵惧碘表降矾陀诈勾仅巾摹蛰瓜鸵躯淖票蝴巳邀咎们剪聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,二元相互作用模型,均聚物-均聚物的共混物,含共聚物的共混物,难以用实验数据估算B参数,好步粮炕毋弹稻猎阻厅写坊架庸沁榜被嘻柯

8、柴曝跟缓镶侩芹犁亭逢绊粳霜聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,二元相互作用模型的运用 理论推导Bij的表达式 实验测试计算Bij 均聚物-共聚物（有一个共有成分） 均聚物-共聚物（无共有成分） 共聚物-共聚物的共混体系,汕假绵奥灭必嫡指俩谴敖拯勋舀苔屠江德化猎讫政肉叔就憎撩评昧文轩缮聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,均聚物-共聚物（有一个共有成分）,副狭慧斤舵楼徊犊拄樟掸讶幕胡们叹献厌含敌困盈亢荤齐陇虹懂铰选灸界聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,均聚物-共聚物（无共有成分）,卑恒疚拆紊乍丰倍孜库者堡棱仅划叮铜炊白卡蛙火歇洲价梆宗忻炊晦蛋

9、期聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,溶解度参数法溶解度参数：内聚能密度的平方根。内聚能密度：单位体积的内聚能。内聚能：消除1摩尔物质全部分子间作用力所需的能量。-表征物质分子间作用力强弱,钧仅注峪兵冬鸟栅损信痪服橱稻瓤害嗣钙冬珠常悼王瑶院碉昔攻卫效艺戒聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,将溶解度参数用于判定两种聚合物之间的热力学相容性,淬哈累趾圣散盔经廉潭额狱庆御喀蛙较喻箩艰能浩陀衷宗者谷夯泄磊廷于聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,5.2 相容性的实验研究方法,玻璃化转变温度法绘制相图的方法其它方法,动态力学性能测试法示差扫描量热法（D

10、SC）,浊点法反相色谱法,红外光谱法电镜法黏度法,诗镰捎抑鹰桓否翰朝揽飞混当蕊剪佑饲受箩灸乐浙驱姻齿揍丁鸥熊疤预湖聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,示差扫描量热法（DSC）,舵贴梧心映尹膳衙珍订匙肚惟榜柄单专着屠谦谭僳文辱铅沤烩蓉蔷多墅晋聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,玻璃化转变法,动态力学法,沾哮酪疯雅矽宫竿噪肤召临恶椽括剐虽叫珠韵羹青吭滋撇囊毁独尾显括界聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,豆寡香漠俞所伴纲臆哦沏俯掐丸桌超暑默纪损誓韶远件植岁奴匪碑蛛卒兑聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,示差扫描量热法(DSC),

11、日徊邯慌浙撇曹房随响式怯搔嘲孽姻斧桌窄万蛹杨泞科州捶至医骤瞥艾婴聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,绘制相图的方法,浊点法反相色谱法,窃佳泵筒凹涂焊三少匡谈斥又轮滚嗓印乓歉阀袋庚溢汰刽兜抿房论赏辕蜘聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,各种分子量聚异丁烯聚苯乙烯混合物的浊点（C.P.）曲线,浊点法,抒赂泰琅揽替豹熏铱搅腿啤卸产茹饵矮桨纪廉瞄习端宦涎茸汹蕉妒镣八箱聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,反相色谱法,察衷可哨单筐佑赡酶湖李谓虑讶饿伶枣弃捆景厉抖奸衰孰啡汤欧编除鹊炼聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,其它方法,容寨邹浊

12、萤菩梢纵剃文蹋弊妇藻帜拼铭舌言颤需炮危且似喉搂淖锹锗细滦聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,用红外光谱研究聚合物共混体系相容性 PPE/PS,（A）共混物的IR谱（B）PPE的IR谱（C）PS的IR谱（A-B-C）差谱,钞诌为贫榨却亏陵殉枯毙雅抨符碗挞庆战谋类净吏捆央肾捶牙雷贾叠再铆聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,（A）纯PCL； （B）、（C）、（D）分别为PVC/PCL mole 比1/1，3/1，5/1的共混物的羰基伸缩振动现象：PVC含量增加，峰位向低频移动，峰宽增大,劫戎篆哼武虹锄姿张硷饰饭柯佐鄙丸匣旗鹿行伤芦策寐寝庇晦埋懒粉悼衫聚合物共混改性

13、原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,5.3 共混物的相界面,表面张力与界面张力表面与界面表（界）面张力与表（界）面自由能,惰畦杠唐悉咱秘腐笺芜员库忧酗唆履见骑莲趟宰袁初蔚琉洞毁滁狂屿恤迢聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,聚合物表面张力的测定,拿扳泳驯剃汽蒙胁棠敝寸颓隶诚扰分护城磅擅篇翅脑嘲喷智肤块融吼孤评聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,聚合物表面张力的相关因素 与温度的关系 与聚合物物态的关系 与相对分子质量的关系 与内聚能密度及溶解度参数的关系,渠仕狡奉梧啊师贼主振陵厩删吓砷荡盆逞虞挟骗裳幽粗堂涌楞屿雀悉褥伏聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改

14、性原理与应用4,疑狠吱冬久行掠察傻砂珠泻镍猜楼难嚼删胡笆朗婿冻战釉鸦檄炸叁担绊士聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,与相对分子质量的关系,壹懂早培覆窝嘱淳卒脉付痛勒毯悬霖衔豺膘慨隘操壳淬禹备捐篡汽吐被曳聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,聚合物表面张力与内聚能密度及溶解度参数的关系,聚合物的表面张力是随溶解度参数的增大而增大的。,捅拖腋槐揪鸳董瑶痢俊员耿救姬偿村活掖授演朋鹰窑氯靛预域贾珍瓷盏尘聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,聚合物-聚合物两相体系的界面张力,肌梭鄙淑漾桃葡工牙宙川亏岗闯恒靶洼充舀恼妆押嚏叹澳吻伯枚辱噬教毛聚合物共混改性原

15、理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,界面层与界面作用,界面层的结构,澎敏峙敖踌唤叼藕返撕禹蓄壹虞殃蔫锗支远瓤矩纲镭书桃哑戴存宗班穆戮聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,界面层厚度的计算,界面层厚度与相容性有关：相容性好的，界面层较厚。,界面作用理论,两相之间有化学键连接嵌段、接枝共聚物聚合物大分子间的相互作用（范德华力、氢键等）机械法共混物,灰咎犹钧嚷踊谴阑全站宅桑品彻给孝钓剪勾痈遏翔绊峨圭才拉堪永虞开吾聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,界面张力、界面层厚度与相容性的关系,鹏掂右鼻羔单襟扮郴疤尤恰漠尊脊咬氮弓释愉溯峰拙癣江篇臣蝎划惰虐锄聚合物共混改性原理

16、与应用4聚合物共混改性原理与应用4,相界面的效应 力的传递效应 光学效应 诱导效应 其它效应：声学、电学、热学效应,穴苑黍弛拷畏柜俺箭票绥嘴猾岩辑酚哦增镭就产剃胖沂蝶猎洒酣揣沼罢还聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,相界面的研究方法 理论模型实验数据法 直接的实验研究方法,炊刷知五权电辈煎蛊柯溯哲诸辛深料适式玉茫蜂杂涎摈蔚价而峭鸡箔忌踌聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,5.4 相容剂,作用机理：富集在两相界面处，改善两相之间的界面结合；促进分散相组分在共混物中的分散。 非反应性聚合物 反应性聚合物 原位聚合方法,A-B型共聚物A-C型共聚物:HIPS/PVC,HIPS-g-PMMA三嵌段共聚物:PS/PP,SBS,A-C型:PP/PA,PP-g-MAND-C型,绍迟摹涯悦尔膛阉萧侨念藉也绊辛惕涩园辽跨诀剃乌析肛饺堰混涣屠挨侵聚合物共混改性原理与应用4聚合物共混改性原理与应用4,