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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 高分子物理 » 请问关于高分子相容性的理论的问题
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Alilex

禁虫 (著名写手)
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1楼 2007-07-02 18:39:53
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qd-laowang

至尊木虫 (知名作家)
★ ★
Alilex(金币+2):谢谢你的回复
完全相容型高分子合金性能具有加和性，即合金的性能取决于两共混组分的组成，只能得到与其组成相对应的某一个中间性能，而且，完全相容型的组合仅400对，绝大多数属非相容体系。宏观分相型高分子共混物的性能非但没有任何改善，甚至比两者都差。而微观分相型高分子合金的性能在某一组成时可能会出现极大值，即得到相当可观的改善。因此，两种组分的相容性和控制分散相的粒径大小是获得性能优良的微观分相型高分子合金的关键所在。
      欲使分散相粒径小，可以采取如下措施：
    1)两相界面张力应小。
    2)基体相粘度应尽可能大。基体相粘度大，可以在高剪切流动下使分散相实现分散使其粒径变小，体系稳定。
    3)基体相与分散相的粘度比接近于1时，分散相粒径最小。
    4)在高剪切速率下进行混炼，剪切速率愈高，分散相粒径愈小。
    分散粒径在1~10mm之间，通常为0.2~3mm，最好应<1mm则。

        相容性的判断方法很多，测定Tg是最常用也是最有效的方法。示差扫描量热法(DSC)和动态力学法(DMA)常被用于测定Tg。对于宏观分相型高分子共混物，在图谱上出现两个分别代表纯组分的Tg；对于完全相容型高分子合金，则出现一个Tg，这个Tg与两组分的组成有对应关系；对于具有一定相容性的微观分相型高分子合金，在图谱上出现两个相互靠拢的Tg(与两个纯组分的Tg相比较)。根据两个Tg彼此靠拢的程度，可以判断两个组分的相容性，这种方法仅用于两共混组分Tg值差别足够大(DTg＝20~30K)，并且有足够浓度的情况。当两个组分的Tg相等或相近(即DTg<20~30K)时，此法受到限制，应用其他方法才能判断相容性。
        在热力学上，可用溶解度参数判断相容性，两个组分的溶解度参数分别为：
        当溶解度参数之差＜0.5时，两组分可以相容；而大于0.5时，则发生相分离。发生相分离的临界值与高分子化合物的相对分子质量有关，相对分子质量越大，此临界值越小。由此可见，相对分子质量高的组分的共混将变得十分困难。事实上，上述仅考虑到分子之间色散力的影响，只适用于非极性高分子的情况。当为极性高分子时，还必须考虑偶极力和氢键的影响。
        高分子合金是指塑料与塑料或橡胶经物理共混合化学改性后，形成的宏观上均相、微观上分相的一类材料。两种材料进行共混时，可以形成宏观上分相型高分子共混物(其分散相的粒径>1mm)、微观分相型高分子共混物(其分散相的粒径在0.1~1mm之间)和完全相容型高分子共混物。高分子合金即指后两者。
        经过合金化，原来单一高分子化合物性能上的某些欠缺可以相互弥补，表现出均衡的综合性能，或可以使某些性能，如物理机械性能，尤其是冲击韧性、加工件能等得到较大的改善，也可赋予材料某些特殊的功能性。
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2楼2007-07-02 18:48:54
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ckm840529

铁杆木虫 (著名写手)

I love science!
我导师博士期间是做这个方向的：高分子合金。
推荐一本painter的专著：Specific Interactions and Miscibility of Polymer Blends。
希望对你有用！
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行胜于言!科学求真，社会求善，艺术求美!
3楼2007-07-02 18:53:06
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卖家

银虫 (正式写手)
请注意相容性compatibility和混溶性miscibility的区别。
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4楼2007-07-02 21:35:08
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Alilex

禁虫 (著名写手)
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5楼2007-07-03 00:26:09
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mgtswtzc

金虫 (小有名气)
★ ★
Alilex(金币+2):谢谢回复
偶不做这方面的工作，但是可以就你的问题发表一下自己的观点：
  首先纠正搂住一个错误，就是你关于容度参数的理解有问题，其实并不是容度参数相近就能很好的相容，确切的讲，溶度参数是相容性的非充分非必要条件，或者说，溶度参数只能指明一个方向，但是最终的相容与否，溶度参数给不出确定的解。最终的判定仍需靠实验来验证。何况，这种判断方式仅适用于两种非极性物质，对于急性物质并不适用，因此，搂住不应该把溶度参数作为你判定的依据。
  相容性应该是分子链段水平上的"相容",因此，考虑增强分子间的作用力应该是手段之一。搂住试着去找些极性物质，因为极性基团之间较强的相互作用力很可能使Gibbs函数变小于0。此外i，还可以去寻找能与你的试验物质可能生成氢键作用或者是类氢键作用的物质，依靠附加的分子间作用力同样可以达到目的。
  根据Scott 理论,体系发生相分离的临界相互作用参数和临界组成均与聚合物组分的分子量有关。聚合物分子量越高,其相容的临界相互作用参数及临界组成越小，因此，分子量过高并不利于相容性，但是如果能满足我前面说过的第一条原则，仍然可以试试~~~
  此外，如果还找不到合适的物质，你可以去找一种易于交联的物质，实在不行就用化学方式交联起来，呵呵，也算是相容了吧。
  最后，你打一个DSC谱图，看一下Tg，如果仅有一个窄的阶越，那么证明相容性不错，否则还需要重试，反复以上过程。
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6楼2007-07-03 14:11:11
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Alilex

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7楼2007-07-03 14:28:48
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