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聚合物共混原理

聚合物共混原理涉及將兩種或兩種以上不同分子結構的聚合物(均聚物、共聚物)混合,以創建具有特定性能的材料。這種混合通常是吸熱的,且混合後的體系是非均相的,即一種聚合物分散在另一種聚合物中。共混的目的在於改進某些性能或創造具有獨特性能的材料。

聚合物共混物的性質不僅取決於聚合物的類型,還取決於其相容性、粘度、內聚能密度等因素。在共混過程中,需要控制的關鍵因素包括:

極性相匹配原則。相似極性的高分子材料有助於混溶。

表面張力相近原則。表面張力相近有助於形成穩定的界面層。

擴散能力相近原則。擴散能力相近有助於形成濃度對稱的界面擴散層。

等粘度原則。兩相高分子熔體或溶液粘度接近時,易於混合均勻。

溶解度參數相近原則。兩相高分子共混時,溶解度參數相近有助於穩定混溶層的形成。

在共混過程中,存在兩種主要的混合形式:分布混合分散混合。分布混合涉及混合體系在應變作用下的置換流動單元位置,而分散混合則增加分散相空間分布的隨機性並減小分散相粒徑。在實際套用中,這兩種混合形式通常是共存的,相互輔助以實現最佳的混合效果。

此外,聚合物共混物的形態控制主要由熱力學和動力學兩方面的因素決定。在共混過程中,對材料的相態進行控制是關鍵,因為新材料性能的關鍵因素是共混物中的形態結構。