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共混物的结构

FABURIQI:2019-02-16 14:39:03     LIULANCISHU:469

        共混物的结构
        由混合成份组成的高聚物共混物,具有各种各样的性质,它已成为エ业上广泛应用的重要材料。共混物的性能,除受组份聚合物的性质影响之外,主要决定其区域结构。如果二种聚合物不能完全混容,则形成二个完全分离的区域结构;如果二种高聚物完全混容,则形成一个均匀的区域结构。从改性的角度来看,这两种结构的材料的性能均变化不大。共混物只有在半互溶的情况下,形成分散而又不分离的区域结构时其性能变化最大。因此,共混物的结构与性能紧密相连。
        (一)共混物的结构
        两种液体能否均匀混合,即有没有混容性,一般是从它们在混合前和混合后,两种状态的自由能之差一一混合自由能4F来衡量的。若ΔF<0则为均匀混合。其结构称之为均相结构。

        两种聚合物混合时,要判断其是否均匀混合,也是以混合自由能为依据的。一组聚合物相混如果ΔF<0,则两聚合物可任意比例混合而不产生相分离,而且共混物的组成及性质处处均匀这种混合状态是热力学稳定状态。称这种状态的结构为均相结构。

        通过热力学分析可知,多数共混体系ΔF<0,不是热力学混容体系。对于这种体系,如以机械混合,可以分两种情况。其一,有些聚合物在混合后用肉眼便可看出相分离,就象将油分散在水中分离成两相一样。这种状态的结构称为非均相结构。其二,多数合物混合后,由于聚合物分子量很大,粘度很高,分子链运动困难,扩散速度很慢,所以共混物虽属热力学不相容体系,但却不会产生象油水混合那样的宏观相分离,只能在微观区域内产生相分离。这种状态,从宏观上来看是稳定的混合物,但实质上它是将原来几乎不能混容的两种聚合物,在比较容易混合的熔融或溶液状态下进行混合,并使它尽量保持原混合状态进行“冻结”的一种准稳定状态。为区别于宏观非均相结构,称这种状态的结构为微观非均相结构。因此,这种共混物是一种多相体系,它在加热或膨润等情况下,一旦条件成熟便会产生相分离。这种状态在室温甚至在使用温度的上限也无法改变。这样的多相体系,分散相往往以一定大小的凝集粒子分散在述续相中。

       

        
        从表中看出,多数橡胶共混体系属微观非均相体系。其分散相的粒径为0.2~1.0u。4在微观非均相体系中,按其分散形态又可区分为分散介质和分散相。分散介质也称为连续相。连续相包围着分散相。因此也可以形象地叫连续相为“海相”,分散相为“岛相”。通常也称这种结构为“海一岛”结构。
        只在海一岛结构中,有一种是以少量的B聚合物分散于大量A聚合物之中。如图7-11所示,这种结构,称其为典型海一岛结构。此外也有以少量B聚合物分散于大量立聚合物之中和以少量A聚合物分散于大量B聚合物中的一种混合海一岛结构,如图7-12所示。

        

        表中数字为分散相(岛相)粒子的平均直径。在SBR/NR共混体系中,当混合比为25/75时,NR为连续相(海相),SBR为分散相(岛相),其岛相粒径为0.3。当混合比为50/50时没有发生相转换,直至75/25时,SBR变为海相,NR变为岛相,并且粒径为0,7μ。从表中所列几种共混体来看,岛相的平均粒径在0.2~30μ之间。自然,粒径越小,分散越好。此外,多数共混体系在混合比为50/60时,并未发生相转换,只有在75/25时才发生了相转换。但对于SBR/BR这类共混体系,混容性较好,用相差显一壁获日将微镜分不出界面。