聚合物共混改性习题

20. 答：聚合物共混是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观均匀的材料

的过程。聚合物共混物是指两种或两种以上均聚物或共聚物的经混合制成宏观上均匀的

高分子聚合物的混合物。

21.答：相容性：依靠外界的条件实现了共混物各组分强制的、良好的分散，彼此相互

容纳，得到力学性能优良且稳定的聚合物共混物，共混物各组分之间的这种能力。相容

性在热力学上可能是不相容的，热力学上也可能是不稳定的，相容的程度有完全相容、

部分相容、不相容。

混溶性：共混物各组分之间形成了均相的体系，其极限是分子水平上的相容，其特点是，

共混物的玻璃化温度 ( T g )只有一个值,相当于完全相容。

22.答：处于介稳定的体系，相分离不能自发进行，需要成核作用，包含核的形成和核

的增长两个阶段，这样的相分离过程机理称为成核-增长分离过程机理即NG 机理。成核

是由浓度的局部升落引发的,成核活化能与成一个核所需的界面能有关,成核之后,因大

分子成核微区扩散而使珠滴增大.珠滴的增长又分为扩散和凝聚粗化两个阶段,每一阶

段都有取决于界面的平衡.由NG 机理进行相分离而形成的形态结构主要为珠滴/基体,即

一种为连续相,另一种是以球状颗粒形式的分散相. 液-液相分离。

处于不稳定的体系，在相分离过程中，物质向浓度较大的方向扩散，即反向扩散来完成

的，称为旋节分离，即为SD 机理。SD 分离起始于均相的、混溶的体系，相畴（微区）

尺寸增长有：扩散、液体流动和粗化三阶段，可形成三维共连续的形态结构，可发生在

任意浓度，产生的相畴微小（纳米），仅限于相容体系，液-液相分离。

23.答：在共混物中两个或多个相中只有一个连续相，此连续相为分散介质，称之为基

体，其他分散于连续相中的相是分散相。在复相聚合物体系中，每一相都以一定的聚集

态存在，因为相之间的交错，所以连续性较小的相或不连续的相就被分成很多的微小区

域，这种微小区域称为相畴。

24.答：玻璃态聚合物在应力作用下会产生发白现象，这种现象叫应力发白现象，亦称

银纹现象，这种产生银纹的现象也叫银纹化。聚合物中产生银纹的部位称为银纹体或简

称银纹。

聚合物在一定的剪切应力作用下，可产生明显的局部的形变，这种形变称为剪切形变，

由剪切形变所构成的形变区域称为剪切带。

25. 答：应变软化就是材料对应变的阻力随应变的增加而减小，是由于在较大应变时大

分子链各物理交联点发生重新组合形成有利于形变发展的超分子结构的缘故。当形变值

很大时，这种大形变能导致大分子链的明显取向,造成应变硬化现象。

四、问答（共25分，每小题5分）

26. 答：完全相容的两组分可形成均相，部分相容的两组分共混物按相的连续性分成：

单相连续结构（一相连续，另一相是分散相）、两相互锁结构或交错结构、相互贯穿的

两相连续结构。

27. 答：当固体两边的气体压力不同时，气体分子会穿过聚合物从压力较高的一边向压

力较低的一边扩散，这叫做聚合物的透气性。 Fick 第一定律：单位面积,单位时间的气体透过量q 与浓度梯度成正比。 q ，式中q 为扩散速率,D 为扩散系数,Ｃ为扩散分子的浓度,dC/dx 为沿薄膜厚度方向的浓度梯度。

28. 答：聚合物熔体在流动中会发生大分子构象的改变，产生可逆的弹性形变，因而发

生弹性效应。这种弹性效应可用不同的指标表示，其数学表达式如下。最常用的指标是

出口膨胀比： B=d j /D, d j 为流出物直径,D 为模口直径。其他常采用的指标有:出口压力

dx

dC D -=

P出;

法向应力差，如第一法向应力差τ１１－τ２２（τ１１为流动方向的法向应力，τ２２为速度梯度方向的法向应力）;可恢复性剪切形变ＳＲ等。这些不同指标之间具有如下的关系。ＳＲ＝１／２×（τ１１－τ２２）／τＷ＝τＷ／Ｇ

τ１１－τ２２＝２τＷ［（d j/D）６－２］１／２

τ１１－τ２２＝P出＋τＷ×ｄP出／ｄτＷ，

式中τＷ为管壁处剪切应力；Ｇ为剪切模量。

29．答：聚合物共混物的玻璃化转变温度与两种聚合物分子级的混合程度有直接的关系。若相容，共混物是均相体系，就只有一个玻璃化温度, 此玻璃化温度取决于两组分的玻璃化温度和体积分数。若完全不相容，形成界面明显的两相结构，就有两个玻璃化温度，分别等于两组分的玻璃化温度。若部分相容，体系的玻璃化温度介于上述两种极限情形之间。

30．答：橡胶增韧机理中的银纹-剪切带理论：第一，橡胶颗粒是充作应力集中中心，诱发大量银纹或剪切带。大量银纹或剪切带的产生和发展要消耗大量能量。第二，橡胶颗粒是控制银纹的发展并使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。第三，剪切带是终止银纹的另一个重要因素，特别是基体韧性较大而有大量剪切带产生时。第四，除了终止银纹之外，橡胶颗粒和剪切带还能阻滞、转向并终止已经存在的小裂纹的发展。

1.简述分散相颗粒分散过程的两种主要机理。

答 液滴分裂机理 分散相的大粒子 分裂成两个较小的粒子 然后 较小的粒子在进一步分裂 这一过程不断重复 直至平衡。细流线破裂机理 分散相的大粒子 在拉伸应力下变形为细流线 细流线再在瞬间破裂成细小的粒子

试述影响熔融过程的5个主要因素

答 主要因素 1.聚合物两相体系的熔体黏度以及熔体弹性 2.聚合物两相体系的界面能 3.聚合物两相体系的组分含量配比以及物料初始状态 4.流动场的形式和强度 5.共混时间

简述两阶共混分散历程答 将两种共混组分中较多的组分的一部分 与另一组分的全部先进行第一阶段共混 在第一阶段共混中要尽可能是两相熔体黏度相等 且使得两组分物料用量大体相等 制备出具有海-海结构的两相连续中间产物。第二阶段 将组分含量较多的物料的剩余部分 加入到海-海结构中 将其分散 可制成具有较小分散粒径 且粒径大小较为均匀的海-岛结构两相体系

界面层的结构组成和独立相区的区别]

答 ①界面层内两种分子链的分布是不均匀的 从相区内到界面形成一浓度梯度

②界面层内分子链比各自相区内排列松散 因而密度稍低于两相聚合物的平均密度

③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质 分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多 界面层越稳定 但对界面粘结强度不利