63共混改性塑料

非相容的聚合物共混体系
这类共混物的熔体属于非均相体系。共混物的粘 度与组成的关系可用混合法则作近似估算：
上限值：
（6－14）
下限值：
（6－15）
η为共混物的粘度；φ1、φ2及η1、η2分别为组 分1、组分2的体积分数和粘度，η2＞η1。
假定聚合物共混物熔体在流动中呈同心层状的形 态结构，当分散较好、层数很多时，共混物的粘 度可按式（6－16）近似估算：
实际共混改性塑料熔体粘度与组成间有如下 几种关系：
①共混物的粘度介于两纯组分之间 ②共混物的粘度小于纯组分的粘度 ③小比例共混就产生较大粘度降 ④共混物的粘度管壁，使共混 物熔体容易沿管壁
滑移所致。
其原因可能是分散相在剪 切应力作用下变形所致， 也可能是相间滑移造成的。
的流动形变中占的比重达到了 极大值，ηa就相应呈现极小值。
BR含量为25％的共混物熔体， 可能是两相交错的互锁形态结构， 是具有较大界面积的分散状态。 在剪切流动时，有较多的弹性形 变自由能转变为界面能，熔体的 弹性效应在总的流动形变中占的 比重达到了极小值，流动阻力增 大，ηa就呈现极大值。/
（2）粘度与τ和γ·的关系
6.1.1 熔体的分散状态
非均相的共混改性塑料熔体，有两种分散状态：
第一种是两相交错的互锁状结构，
第二种是一种聚合物为分散相，另一种聚合物为
连续相。
哪一种组分为分散
相,哪一种组分为连
续相，取决于:
两种聚合物的体积比、粘度比、 弹性比以及两种聚合物间的界面张力， 还与共混设备类型及共混工艺条件等因素有关.
τ和γ·对共混改性塑料熔体粘度的影响表现：
对于一定组成的共混改性塑料， 在一般剪切流动条件下，其熔体 属于假塑性流体，剪切粘度随τ 和γ·的增加逐渐减小； 另一方面，共混改性塑料熔体 粘度与组成的关系受τ和γ·的影 响。/
可以看出，共混物熔体粘度 与组成的关系对剪切应力十 分敏感。
第三个方面，τ和γ·对聚合物
在流动时，分散相或呈带状或呈珠状或呈纤维状。
例如 HDPE与 PS组成的共混体系， 当HDPE/PS＝25/75，温度为200℃和220℃
时，HDPE为连续相，PS是珠状分散相； 温度为240℃时．PS为连续相。
当HDPE／PS=50／50时， 在这三种温度下，PS皆为分散 相。
当HDPE／PS＝75／25时， 在上述三种温度下，皆呈交错 的互锁结构，如图6－14所示。
6.1.2.共混改性塑料熔体的粘度
共混改性塑料熔体的粘度与下列因素有关： 共混物的组成、 熔体的分散状态、 温度、剪切应力及剪切速率等/
（1）粘度与共混物组成的关系
相容的聚合物共混体系 例如苯乙烯-丙烯睛／聚己内酯（SAN／PCL）共
混体系，共混物的粘度与组成成线性关系，随 PCL含量增加，共混物的粘度下降； 不同组成共混物的粘度介于SAN和PCL之间 （SAN 粘度大，PCL 粘度小）。 其他相容的共混体系也有相似的规律。
（6-16） 式中，W1、W2分别为组分1、2的质量分数。
Lin考虑到两组分界面间的摩擦作用，对式（6-16） 进行了修正。导出式（6-19）：
（6-19）
式中，β为修正因子，β=1－Z/τW，其中τW为
管壁处剪切应力；
其中α1,2为两组分界面
间相互作用系数；
表6－5给出了一些共混体系的α1,2值。
（6-21）
聚合物熔体剪切流动时，流动 是通过链段的相继跃迁实现的， 既有真正的粘性流动，又有高 弹形变，还将指数Eη定义为流 动活化能，实际上流动活化能 的定义、模型已不太清楚了。
不过，尽管链段的大小、形状不均一，但还算是 一类流动单元，其物理意义还算是明确的。
但聚合物共混物 熔体是结构复杂 的多组分复相体 系。影响流动性 的因素很多。
①γ·=60/s。②γ·=200/s。
实验表明，共混物熔体中两组分的弹性较小时，式（6 －19）与实验结果比较吻合，
例如 PP／PS、PE／PS共混体系。 但是当两组分之一有显著弹性时，如 PS/PB、PVC／
ABS，式（6－19）与实验结果就有比较大的偏差。 因为式（6－19）的得出未考虑聚合物熔体的弹性效
PP/ABS共混体系属于第四类型：ABS含量为10％ 时粘度有极大值，含量为20％时有极小值；随剪切 应力增大，极大值与极小值的差别有变化，如图。 这种流变行为，可能与共混物熔体的形态结构有关：
BR含量为20％的共混物熔体，可能是单相连续的 形态结构，BR为主构成分散相。在剪切流动时， 主要由分散相粒子贡献的熔体的弹性效应，在总
实际上，对共混聚合物熔体，由lnηa～1/T直线 斜率求出的Eη与小分子液体流动活化能间有许多 区别，就不能称为流动活化能。 因为它并不能反映某类流动单元克服周围分子
第6章 共混改性塑料的其他性能
共混改性塑料的其他性能主要包括: 共混改性塑料的熔体流变特性、 透气性和可渗性、热性能、 电学性能、光学性能等。
6.1共混改性塑料的熔体流变特性
共混改性塑料熔体的流变特性与聚合物熔体的情 况相似，在一般剪切流动条件下，也属于假塑性 流体，流动时有明显的弹性效应。
但是，由于共混改性塑料熔体一般为复相结构， 相与相之间相互作用,相互影响，所以流变性能 还有自身的特点。/
组成、相界面作用力的性 质和大小、分散相尺寸的 大小和分散性、分散相的 形态与缔合及聚结作用、
分散相变形的难易等
流动单元不仅有各组分的链段，还有尺寸比链段 大很多倍、尺寸大小差别相当大、形态各异的分 散相颗粒，还可能有其他类型的高分子微小聚集 体。
将Eη称为聚合物共混物熔体的流动活化能，Eη的 定义、模型及物理意义必定是不明确的。/
熔体的表观粘度有影响，而 不同的聚合物表观粘度对τ和
γ·的敏感性可能不同。
（3）粘度与温度的关系
共混物熔体的粘度与温度的关系比较复杂,大体 有如下几种类型.
①在比较宽的温度范围内，共混改性塑料熔体的 粘度与温度的关系符合阿累尼乌斯型方程：
。是研究小分子液 体剪切流动时粘 度与温度关系时 建立起来的，流 动活化能的定义 很明确：是分子 向空穴跃迁时克 服周围分子的作