聚合物共混原理第三章聚合物共混物相容性课件.ppt

1、1第三章第三章 聚合物共混物的相容性聚合物共混物的相容性1.1.相容性及其分类相容性及其分类 2.2.Flory-HuggingsFlory-Huggings聚合物共混体系热力学理论聚合物共混体系热力学理论3.3.聚合物之间相容性的判据聚合物之间相容性的判据4.4.聚合物间的相容性与共混物形态结构的关系聚合物间的相容性与共混物形态结构的关系5.5.P-PP-P共混体系相图共混体系相图6.6.聚合物共混体系的相分离机理聚合物共混体系的相分离机理内内 容容2从广义上讲，共混高聚物也是一种溶液。从广义上讲，共混高聚物也是一种溶液。要使完全互溶，要使完全互溶，F FMM必须小于零。必须小于零。P-PP

2、-P的混合熵的混合熵SSMM很小。而混合过程常为吸热过程，因很小。而混合过程常为吸热过程，因此一般情况下，此一般情况下，F FMM0.0.所以绝大多数共混高聚物不所以绝大多数共混高聚物不能达到分子水平的混溶。能达到分子水平的混溶。1.1 1.1 相容性相容性 1 1 相容性及其分类相容性及其分类 3结构决定性能。要得到具有目标性能的聚合物共结构决定性能。要得到具有目标性能的聚合物共混物，必须使得共混物具有一定的形态结构。混物，必须使得共混物具有一定的形态结构。影响聚合物共混物形态结构的因素有：影响聚合物共混物形态结构的因素有：聚合物之间的相容性；共混物组成；制备方法；工艺条件；聚合物之间的相容

3、性；共混物组成；制备方法；工艺条件；设备条件；等。设备条件；等。研究聚合物之间的相容性，对于聚合物共混物的研究聚合物之间的相容性，对于聚合物共混物的配方、结构设计具有重要意义。配方、结构设计具有重要意义。相容性影响着共混物的形态结构相容性影响着共混物的形态结构 4热力学相容性热力学相容性（混溶性）（混溶性）相互混合的组分以任意比混合，都能形成均相体系，这种相互混合的组分以任意比混合，都能形成均相体系，这种相容性叫热力学相容性。相容性叫热力学相容性。工艺相容性工艺相容性（相互接纳能力）（相互接纳能力）对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物，经适当加工对于一些热力学相容性不太好的共混高聚物，经适当

4、加工工艺，形成结构和性能稳定的共混高聚物，则称之为具有工工艺，形成结构和性能稳定的共混高聚物，则称之为具有工艺相容性。其依赖于艺相容性。其依赖于:1.2 1.2 相容性的分类相容性的分类工艺相容性工艺相容性热力学相容性热力学相容性工艺条件工艺条件52 Flory-Huggings2 Flory-Huggings聚合物共混体系热力学理聚合物共混体系热力学理论论1.1.P-PP-P共混相容性理论共混相容性理论2.2.聚合物间相容性的热力学分析聚合物间相容性的热力学分析3.3.影响聚合物间热力学相容性的因影响聚合物间热力学相容性的因素素主要内容主要内容6热力学理论是了解热力学理论是了解PBPB和聚合

5、物合金行为和性能的关键和聚合物合金行为和性能的关键由于大分子的自扩散系数较低，通常很难达到热力学平衡，由于大分子的自扩散系数较低，通常很难达到热力学平衡，即使在挤出机或者注射机等加工设备中获得接近平衡的条即使在挤出机或者注射机等加工设备中获得接近平衡的条件，在 挤 出 或 者 模 压 的 过 程 中 也 很 难 保 持 平 衡件，在 挤 出 或 者 模 压 的 过 程 中 也 很 难 保 持 平 衡而且而且PBPB粘度高，在实验室通常是把两种聚合物溶解在共溶粘度高，在实验室通常是把两种聚合物溶解在共溶剂中，然后干燥。不过用溶剂浇注法制备的聚合物共混物，剂中，然后干燥。不过用溶剂浇注法制备的聚合

6、物共混物，其形态依赖于溶剂、温度、时间和浓度的变化。把这些相其形态依赖于溶剂、温度、时间和浓度的变化。把这些相互 影 响 的 数 据 直 接 用 于 工 业 化 生 产 具 有 一 定 风 险互 影 响 的 数 据 直 接 用 于 工 业 化 生 产 具 有 一 定 风 险前前 言言7为了减少上述影响，应该采用接近工业生产的为了减少上述影响，应该采用接近工业生产的熔融混合法，这样才能了解混合物的性能熔融混合法，这样才能了解混合物的性能在远离平衡条件下生产的在远离平衡条件下生产的PBPB会存在严重问题，会存在严重问题，比如在使用期间性能会向平行方向漂移，其相比如在使用期间性能会向平行方向漂移，其

7、相熟化和力学性能的下降可能导致严重后果熟化和力学性能的下降可能导致严重后果89首先回顾高分子物理的知识，即聚合物首先回顾高分子物理的知识，即聚合物-溶剂（溶剂（P-SP-S）体系理论）体系理论根据根据FloryFloryHugginsHuggins晶格模型理论，晶格模型理论，1-11-1、2-22-2、1-21-2分别是相邻的分别是相邻的一对溶剂分子，相邻的一对链段、和相邻的一对溶剂分子，相邻的一对链段、和相邻的一个溶剂一个溶剂-链段对链段对。则混合过程可用下式表示：。则混合过程可用下式表示：1011这里，这里，Z Z是晶格的配位数，是晶格的配位数，N N1 1为溶剂个数；为溶剂个数；2 2为

8、高分子体积分数。为高分子体积分数。可见，可见，1 1取决于取决于T T和和，可以为负值。，可以为负值。对于一个固定的聚合物共混体系，对于一个固定的聚合物共混体系，1 1值仅决定于值仅决定于 温度温度T T121 P-P1 P-P共混相容性理论共混相容性理论19491949年，年，FloryFlory和和HugginsHuggins根据液液平衡的晶格理论，得出了根据液液平衡的晶格理论，得出了P-PP-P热力学表达式：热力学表达式：和高分子溶液（和高分子溶液（P-SP-S）的热力学表达式一致，只是只是把）的热力学表达式一致，只是只是把 1 1换成了换成了 1212（H-FH-F相互作用参数）。相互

9、作用参数）。但他认为，但他认为，1212是纯粹的焓，是非负的，也就是是纯粹的焓，是非负的，也就是H H0 0，则仅由于，则仅由于S S的作用才能满足的作用才能满足F F0 0，达到，达到P-PP-P之间的相互混溶之间的相互混溶.评价：这一理论仅对特殊的的碳氢混合物才有限度的适用，而难评价：这一理论仅对特殊的的碳氢混合物才有限度的适用，而难以解释某些以解释某些P-PP-P之间较大的相容性。后来对此理论进行了一系列之间较大的相容性。后来对此理论进行了一系列改进。改进。13近年来相聚发展了一些新的理论，如状态方程理论，气体近年来相聚发展了一些新的理论，如状态方程理论，气体晶格理论，强相互作用理论，和

10、晶格理论，强相互作用理论，和混合热理论混合热理论。但均有各自。但均有各自的不足（可参阅的不足（可参阅聚合物共混物与合金聚合物共混物与合金，沈家瑞，贾德，沈家瑞，贾德民编著，广州，华南理工大学出版社，民编著，广州，华南理工大学出版社，19991999）。）。混合热理论混合热理论出发点是：对于出发点是：对于PBPB，由于，由于S Smm很小，很小，P-PP-P之间的相之间的相容性决定于混合热，混合热是根据容性决定于混合热，混合热是根据P-PP-P链段之间的吸链段之间的吸引排斥作用来计算的。混合热理论虽然较简单，引排斥作用来计算的。混合热理论虽然较简单，但在理论描述方面比较准确，在估计相容性上比较但

11、在理论描述方面比较准确，在估计相容性上比较有效。有效。142.2.聚合物间相容性的热力学分析聚合物间相容性的热力学分析15聚合物间相容的充分、必要条件聚合物间相容的充分、必要条件16 1 1可看作有可看作有3 3种分量组成：种分量组成：色散力、自由体积和特殊相互作用色散力、自由体积和特殊相互作用力。力。吸热时吸热时 1 1为正值，放热时为负值为正值，放热时为负值。17熵变量熵变量焓变量焓变量18x x1 1为负值时肯定相容，为负值时肯定相容，故没有进行讨论故没有进行讨论192021backback解上联立方程，可得临界条件下的解上联立方程，可得临界条件下的 1 1、值，用值，用 1c1c 、c

12、c表示。表示。22开始发生相分离时开始发生相分离时的的 1 1临界值：临界值：即熵变和焓变大小的比较23由此可见，由此可见，1c1c随试样分子量的增大而减小。只有随试样分子量的增大而减小。只有当体系当当体系当 1 1 1c1c时，体系不是在任何组成下时，体系不是在任何组成下都能形成均相共混物，我们说这种体系是不完全都能形成均相共混物，我们说这种体系是不完全相容的（部分组成范围内相容）。相容的（部分组成范围内相容）。由于高分子的由于高分子的 A A,B B值均较高，以至值均较高，以至 1c1c值很小。值很小。这样对于分子量高的这样对于分子量高的PBPB而言，而言，1 1值常常大于值常常大于 1c

13、1c值，因而大多数的共混高聚物都是不相容的。值，因而大多数的共混高聚物都是不相容的。24253 3 影响聚合物间热力学相容性的因素影响聚合物间热力学相容性的因素聚合物共混物之间的相容性，首先取决于参与聚合物共混物之间的相容性，首先取决于参与共混的聚合物的性质。性质相近有可能相容。共混的聚合物的性质。性质相近有可能相容。此外，还与聚合物的此外，还与聚合物的分子量、异种大分子间的分子量、异种大分子间的特殊相互作用、无规共聚物的组成、高分子的特殊相互作用、无规共聚物的组成、高分子的聚集态结构、共混物的组成、溶剂、温度聚集态结构、共混物的组成、溶剂、温度等因等因素有关。素有关。26由式由式3-73-7

14、给出的给出的 1c1c可以看出，参与共混的聚合物可以看出，参与共混的聚合物的分子量越大，体系的的分子量越大，体系的 1c1c值越小，越难满足于值越小，越难满足于 1 11c1c的条件。的条件。对于聚合物共混物，为了获得优良的性能，参与对于聚合物共混物，为了获得优良的性能，参与共混的聚合物的分子量一般都比较大。所以，聚共混的聚合物的分子量一般都比较大。所以，聚合物共混物组分间的相容性大多数都不太好。合物共混物组分间的相容性大多数都不太好。27一般的聚合物共混物的分子量较大，所以共混体系的一般的聚合物共混物的分子量较大，所以共混体系的混合熵有限，组分间的相容性很大程度上取决于混合混合熵有限，组分间

15、的相容性很大程度上取决于混合焓。焓。如果两组分聚合物大分子间只是通常的范德华力相互如果两组分聚合物大分子间只是通常的范德华力相互作用，焓变均大于零，综合焓变，使得混合满足不了作用，焓变均大于零，综合焓变，使得混合满足不了F FMM 0 0的热力学相容条件，组分间是不相容的。的热力学相容条件，组分间是不相容的。但如果异种大分子间存在特殊相互作用，包括但如果异种大分子间存在特殊相互作用，包括分子间分子间形成氢键、强的偶极形成氢键、强的偶极-偶极作用、离子偶极作用、离子-偶极作用、离子偶极作用、离子-离子作用、电荷转移络合作用、酸碱作用离子作用、电荷转移络合作用、酸碱作用等，混合时等，混合时候便会产

16、生负的候便会产生负的H HMM，可以满足，可以满足F FMM00或者或者 1 11c1c的的条件，就能够形成相容的共混体系。条件，就能够形成相容的共混体系。28异种高分子间要形成氢键，必须有质子给予体和质异种高分子间要形成氢键，必须有质子给予体和质子接受体，才能形成氢键结合。子接受体，才能形成氢键结合。2930具有相反离子电荷的两种高分子间形成盐或者络合物可导具有相反离子电荷的两种高分子间形成盐或者络合物可导致两者间的相容。致两者间的相容。聚苯乙烯磺酸钠和聚三甲基苄胺苯乙烯间的相互作用，聚苯乙烯磺酸钠和聚三甲基苄胺苯乙烯间的相互作用，由于形成了一种络合物，可导致相容。由于形成了一种络合物，可导

17、致相容。PPO/PSPPO/PS共混体系的相容驱动力为：基于共混体系的相容驱动力为：基于PPOPPO苯环和苯环和PSPS苯环间产生了强的苯环间产生了强的 电子共轭作用，二者的苯环产电子共轭作用，二者的苯环产生协同振动，避免了各自苯环的微观聚集。生协同振动，避免了各自苯环的微观聚集。31参与共混的两种高聚物，分别具有富电子基团参与共混的两种高聚物，分别具有富电子基团和缺电子基团，就会分子间的电荷转移络合作和缺电子基团，就会分子间的电荷转移络合作用，形成分子间物理交联点，导致共混体系的用，形成分子间物理交联点，导致共混体系的相容性。相容性。32针对针对PVC/NBRPVC/NBR共混体系，共混体系

18、，ANAN含量为含量为2020左右的左右的NBRNBR与与PVCPVC共混物是半相容体系；而共混物是半相容体系；而ANAN含量为含量为4040左右的左右的NBRNBR与与PVCPVC共混物是完全相容的体系。共混物是完全相容的体系。331.1.对于有结晶聚合物参与的共混物，如果两组分高分子对于有结晶聚合物参与的共混物，如果两组分高分子之间没有强的特殊相互作用，亦即混合时无明显放热之间没有强的特殊相互作用，亦即混合时无明显放热效应；若是两种结晶聚合物共混，二者又无相同的结效应；若是两种结晶聚合物共混，二者又无相同的结晶结构，即使参与共混的两种聚合物化学性质非常相晶结构，即使参与共混的两种聚合物化学

19、性质非常相近，也不会是热力学相容的。近，也不会是热力学相容的。2.2.因为化学性质非常接近的异种聚合物混合，因为化学性质非常接近的异种聚合物混合，热效应热效应接接近于零，单靠异种大分子近于零，单靠异种大分子相相混合的混合的熵增不能补偿破坏熵增不能补偿破坏结晶聚合物的结晶生成能结晶聚合物的结晶生成能。例如。例如PPPP和和PEPE，容度参数，容度参数分别为分别为7.97.98.18.1、8.08.08.28.2（单位：（单位：cal/cmcal/cm3 3），化），化学性质很接近，二者共混是热力学不相容的。学性质很接近，二者共混是热力学不相容的。34FM/RTFM/RT对对 关系曲线出现极小值和

20、极大值的二元共混关系曲线出现极小值和极大值的二元共混物，相容性与共混物组成密切相关。大体规律是物，相容性与共混物组成密切相关。大体规律是两种聚两种聚合物含量相差较大合物含量相差较大时利于相容；时利于相容；等量或者接近等量或者接近时相容性时相容性不好，要发生相分离。不好，要发生相分离。3536如果两种聚合物采用溶液共混，溶剂对其相容性也有影响。比如果两种聚合物采用溶液共混，溶剂对其相容性也有影响。比如如PSPS和聚甲基乙烯基醚（和聚甲基乙烯基醚（PVMEPVME）共混体系，两种聚合物的相）共混体系，两种聚合物的相互作用参数互作用参数 2323 0 00的；的；表现出表现出LCSTLCST的共混体

21、系，一般都是的共混体系，一般都是H HMM00的。的。一种共混体系的一种共混体系的UCSTUCST或者是或者是LCSTLCST与参与共混的与参与共混的聚合物的分子量有关：若是表现出聚合物的分子量有关：若是表现出UCSTUCST的，随分的，随分子量增大，子量增大，UCSTUCST升高；若是表现出升高；若是表现出LCSTLCST的，随的，随分子量增大，分子量增大，LCSTLCST降低。降低。41 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重损害的，全身性疾病，而且不少患者同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如下：1、早期皮肌炎患者，还往往伴有全身不适症状，如-全身肌肉酸痛，软弱无力，上楼梯时感觉

22、两腿费力；举手梳理头发时，举高手臂很吃力；抬头转头缓慢而费力。皮肌炎图片皮肌炎的症状表现43什么叫溶度参数？什么叫溶度参数？发现，发现，1 1、2 2越接近，则越小，越容易溶解越接近，则越小，越容易溶解。22121)(/VHM2/1VE4.1 4.1 根据溶度参数根据溶度参数 4 4 聚合物之间相容性的判据聚合物之间相容性的判据内聚能密度的平方根内聚能密度的平方根零压力下单位体积的液体变成气体的气化能零压力下单位体积的液体变成气体的气化能44对于非极性非结晶高聚物的共混对于非极性非结晶高聚物的共混 极性高聚物共混极性高聚物共混 非极性结晶高聚物间的共混非极性结晶高聚物间的共混 高聚物的溶度参数

23、（无规共聚物）高聚物的溶度参数（无规共聚物）如何间接测定或者估算聚合物的溶解度如何间接测定或者估算聚合物的溶解度参数？参数？45对于非极性非结晶高聚物的共混对于非极性非结晶高聚物的共混（特点：仅有色散力起作用，无其它相互作用。注：分子（特点：仅有色散力起作用，无其它相互作用。注：分子间力有三种来源，即色散力、诱导力和取向力。色散力是间力有三种来源，即色散力、诱导力和取向力。色散力是分子的瞬时偶极间的作用力，它的大小与分子的变形性等分子的瞬时偶极间的作用力，它的大小与分子的变形性等因素有关）因素有关）若若 5.021则两种聚合物可以完全互溶。此则两种聚合物可以完全互溶。此cc差值叫临界溶度参数差

24、。差值叫临界溶度参数差。46对于确定共混体系，这个差值与分子量有关，随分子对于确定共混体系，这个差值与分子量有关，随分子量增加，临界溶度参数差减小。为什么？量增加，临界溶度参数差减小。为什么？47可以用极性相近原则，都是应注意以下几个问题：可以用极性相近原则，都是应注意以下几个问题：a a 两种共混高聚物分子链上极性基团亲电性、亲核性是否两种共混高聚物分子链上极性基团亲电性、亲核性是否匹配；电子给、受体。匹配；电子给、受体。b b 氢键氢键 若都能形成氢键，则比较不同组分间氢键与组分若都能形成氢键，则比较不同组分间氢键与组分间氢键的强弱，前者强，则利于共混。间氢键的强弱，前者强，则利于共混。c

25、 c 考虑其它特殊官能团之间的相互作用。比如大考虑其它特殊官能团之间的相互作用。比如大 键结构键结构平行排列等。平行排列等。极性高聚物共混极性高聚物共混（特点：有极性作用，或氢键生成，放热，即可能（特点：有极性作用，或氢键生成，放热，即可能Hm0Hm0.FM0.所以绝大多数共混高聚物不能达到分子水平的所以绝大多数共混高聚物不能达到分子水平的混溶。混溶。7 7 聚合物共混体系的相分离机理聚合物共混体系的相分离机理67但是也一些共混高聚物在某一温度范围内能互溶或者但是也一些共混高聚物在某一温度范围内能互溶或者部分互溶，象高分子溶液一样，有溶解度曲线，具有部分互溶，象高分子溶液一样，有溶解度曲线，具

26、有高临界共溶温度（高临界共溶温度（UCSTUCST）和低临界共溶温度（）和低临界共溶温度（LCSTLCST）图图3-133-13为聚苯乙烯（为聚苯乙烯（PSPS）/聚己酸内酯（聚己酸内酯（PCLPCL）混合）混合物的相图，横坐标是物的相图，横坐标是PSPS的体积分数。这一体系具有的体积分数。这一体系具有高临界共溶温度（高临界共溶温度（UCSTUCST）。）。图图3-143-14为聚苯乙烯为聚苯乙烯/聚甲基乙烯基醚（聚甲基乙烯基醚（PVMEPVME）混合）混合物的相图，横坐标是物的相图，横坐标是PSPS的重量分数。这一体系具有的重量分数。这一体系具有低临界共溶温度低临界共溶温度689505501

27、0,000111,000697071727374757.2 7.2 相分离的动力学相分离的动力学动力学相分离理论研究是基于由动力学相分离理论研究是基于由CahnCahn和和HilliardHilliard提出的提出的应用于冶金学的平均场方法。在这一理论中，要区别均应用于冶金学的平均场方法。在这一理论中，要区别均质状态急冷的两种形式：亚稳态和不稳分相区。质状态急冷的两种形式：亚稳态和不稳分相区。在相容性聚合物液体中，由于温度、压力或者混合物组分在相容性聚合物液体中，由于温度、压力或者混合物组分的变化引起相分离的情况是很普遍的。如图的变化引起相分离的情况是很普遍的。如图2.12.1所示，二元所示，

28、二元体系的相分离有体系的相分离有3 3个区：个区：相容相容（x x2 2bbb）、）、亚稳亚稳（b xb x2 2ss或者或者sxsx2 2bb）、）、不相容不相容（s xs x2 2 s s）。）。相相分离发生在后两种体系，但是机理不同。分离发生在后两种体系，但是机理不同。76在亚稳分相和不稳分相之间的亚稳区，由某种形式的在亚稳分相和不稳分相之间的亚稳区，由某种形式的活化机理引发相分离。活化机理引发相分离。在亚稳区内相分离不能自发进行，需要成核作用来促在亚稳区内相分离不能自发进行，需要成核作用来促成相的分离。这种相分离过程包括核的形成和核的增成相的分离。这种相分离过程包括核的形成和核的增长两

29、个阶段，相分离过程较慢，所以形成的分散相为长两个阶段，相分离过程较慢，所以形成的分散相为较规则的球形。较规则的球形。在不相容区，相分离是自发的。这种相分离过程是通在不相容区，相分离是自发的。这种相分离过程是通过反向扩散（即向浓度较大的反向扩散）完成的。这过反向扩散（即向浓度较大的反向扩散）完成的。这种相分离过程倾向于产生两相交错的形态结构，相畴种相分离过程倾向于产生两相交错的形态结构，相畴较小。较小。777.2.1 7.2.1 旋节线机理（旋节线机理（SDSD）体系组成若处于两拐点组成（不相容（体系组成若处于两拐点组成（不相容（s xs x2 2 s s）之间，即在相）之间，即在相图上处于旋节

30、线的区域内时，分相属于该机理。对于该区域内的相图上处于旋节线的区域内时，分相属于该机理。对于该区域内的相分离，分相过程没有热力学位垒，是自发过程。相分离过程通常进分离，分相过程没有热力学位垒，是自发过程。相分离过程通常进行较快，两相的组成是逐渐变化的。随时间的推移，两相会逐步接行较快，两相的组成是逐渐变化的。随时间的推移，两相会逐步接近双节线所要求的平衡相组成。另一方面，由于分相能够自发进行，近双节线所要求的平衡相组成。另一方面，由于分相能够自发进行，也就是在体系内到处有分相现象，这就使分散相区域之间有一定程也就是在体系内到处有分相现象，这就使分散相区域之间有一定程度的相互连接。这种分相过程可

31、如下图所示。度的相互连接。这种分相过程可如下图所示。参见参见 聚合物共混物与合金聚合物共混物与合金 沈家瑞沈家瑞 贾德民贾德民 编著编著 P28P28787.2.2 7.2.2 成核和生长机理（成核和生长机理（NGNG）如果共混物体系的组成处于极小点和拐点之间（如果共混物体系的组成处于极小点和拐点之间（b xb x2 2ss或者或者sxsx2 2bb），也就是在相图上的旋节线和双节线之间的区域，则相），也就是在相图上的旋节线和双节线之间的区域，则相分离属于这一机理。分离属于这一机理。体系不会自发地分解为相邻组成的两相，体系是亚稳的。但是如果体系不会自发地分解为相邻组成的两相，体系是亚稳的。但是

32、如果直接分解为直接分解为b b、bb两相，自由能仍是降低的。不过这种分相无法两相，自由能仍是降低的。不过这种分相无法通过通过微小的浓度的涨落微小的浓度的涨落来实现，而必须首先在体系中克服势垒形成来实现，而必须首先在体系中克服势垒形成分散相（组成为分散相（组成为bb、或者、或者bb）的）的“核核”。79这类分相通常需要较长时间。这类分相通常需要较长时间。“核核”一旦出现，会逐步一旦出现，会逐步扩大，即扩大，即“生长生长”。这样，分散相一般不会相互连结。这样，分散相一般不会相互连结。由图由图2.12.1可知，一旦核形成，在核及核的近邻处，相的组可知，一旦核形成，在核及核的近邻处，相的组成已经成已经

33、接近平衡态要求的组成接近平衡态要求的组成b b、b b。若核主要由成分。若核主要由成分B B构成，进一步的发展使连续相内的成分构成，进一步的发展使连续相内的成分B B沿着浓度梯度的沿着浓度梯度的方向向核内扩散造成核的体积增长，构成分散相，直至方向向核内扩散造成核的体积增长，构成分散相，直至整个体系的全部区域都分别达到平衡态的整个体系的全部区域都分别达到平衡态的b b、b b。80在旋节线内的区域，是不稳体系，相分离属于旋节线机在旋节线内的区域，是不稳体系，相分离属于旋节线机理。在旋节线和双节线之间的区域，是亚稳体系，相分理。在旋节线和双节线之间的区域，是亚稳体系，相分离按照成核和生长机理进行。

34、如果体系达到最后平衡，离按照成核和生长机理进行。如果体系达到最后平衡，两种相分离的结果是没有本质差别的。两种相分离的结果是没有本质差别的。然而，实际上无论是熔融共混或者溶液共混，由于体系然而，实际上无论是熔融共混或者溶液共混，由于体系的高粘度，从动力学上看，真正的平衡是不容易实现的。的高粘度，从动力学上看，真正的平衡是不容易实现的。这两种不同的分离机理就可能导致完全不同的形态和性这两种不同的分离机理就可能导致完全不同的形态和性质。质。总总 结结81对旋节线机理来说对旋节线机理来说，不平衡的相分离会使两相组成，不平衡的相分离会使两相组成的差别较平衡时两相的组成差别为小，而且分散相的差别较平衡时两

35、相的组成差别为小，而且分散相有些交叠，形成表观的相容。有些交叠，形成表观的相容。而成核和生长机理的而成核和生长机理的不平衡态则表现为分相没有发不平衡态则表现为分相没有发生或是分相区域的量较平衡状态要求的少。这样，生或是分相区域的量较平衡状态要求的少。这样，两种相分离机理产生的形态和性质会有很大不同。两种相分离机理产生的形态和性质会有很大不同。82对于实际的共混改性塑料，如果在高温下熔体是相对于实际的共混改性塑料，如果在高温下熔体是相容的，为均相体系，室温或较低温度下为多相体系，容的，为均相体系，室温或较低温度下为多相体系，那么其相分离机理与降温速度有关。那么其相分离机理与降温速度有关。若从均相

36、快速降温，直接冷却至旋节区域内，导致若从均相快速降温，直接冷却至旋节区域内，导致大范围的自动相分离，即旋节分离，形成两相互锁大范围的自动相分离，即旋节分离，形成两相互锁的形态结构；若从均相降温至旋节线和双节线之间的形态结构；若从均相降温至旋节线和双节线之间区域，即亚稳态，相分离机理为成核生长机理，区域，即亚稳态，相分离机理为成核生长机理，形成单相连续形态结构。由于这种相分离分相需要形成单相连续形态结构。由于这种相分离分相需要较长时间，要控制好温度。除温度之外，其它工艺较长时间，要控制好温度。除温度之外，其它工艺条件，如压力、应力等对相平衡也有显著影响。条件，如压力、应力等对相平衡也有显著影响。因此，可以通过控制共混改性塑料成型加工条件控因此，可以通过控制共混改性塑料成型加工条件控制相分离机理和相分离过程，从而达到控制形态结制相分离机理和相分离过程，从而达到控制形态结构和性能的目的。构和性能的目的。83以上讨论的是非结晶聚合物以上讨论的是非结晶聚合物/非结晶聚合物共混非结晶聚合物共混物的相分离与形态结构的关系。物的相分离与形态结构的关系。对于结晶聚合物对于结晶聚合物/非结晶聚合物、结晶聚合物非结晶聚合物、结晶聚合物/结结晶聚合物共混体系，可参阅：晶聚合物共混体系，可参阅：王经武王经武 塑料共混改性塑料共混改性 p163 p163