| 4.1 高分子的結(jié)構(gòu)(11)
4. 共混高聚物的織態(tài)結(jié)構(gòu)
根據(jù)混合組分的不同，高分子混合物可以分為三類(lèi)：增塑高聚物為高分子與增塑劑的混合物，增強(qiáng)高聚物為高分子與填充劑的混合物，共混高聚物為高分子與高分子的混合物。共混高聚物常常具有比原來(lái)組分更為優(yōu)越的使用性能。由于共混高聚物與金屬合金有許多相似之處，因而被形象地稱(chēng)為高分子合金。高分子合金可定義為由兩種或兩種以上的高聚物組成并具有某些要求性能的多組分高聚物。
制備共混高聚物的方法分為兩類(lèi)：一類(lèi)為物理共混，包括機(jī)械共混、溶液澆鑄共混和乳液共混等。另一類(lèi)為化學(xué)共混，包括溶液接枝和溶脹聚合等，有時(shí)把嵌段共聚也包括在內(nèi)。
從聚集態(tài)研究的角度出發(fā)，共混高聚物有兩種類(lèi)型：一類(lèi)是各組分能在分子水平上互相混合而形成均相體系；另一類(lèi)則不能達(dá)到分子水平的混合，為非均相體系。另外，高分子的相容性與低分子的互溶性具有相似之處，但又不完全相同。對(duì)于低分子體系，互溶就是指各組分能達(dá)到分子水平的混合，否則就是不互溶�；ト芤蠡旌线^(guò)程的自由能變化小于或等于零，即：
ΔF=ΔH-TΔS≤0 （4-10）
對(duì)于高分子來(lái)說(shuō)，以上公式同樣適用。但是由于高分子的分子量很大，混合時(shí)的熵變?chǔ)一般很小，而通常是吸熱的。因此，一般來(lái)說(shuō)，高分子的混合過(guò)程的自由能變化ΔF大于零。也就是說(shuō)達(dá)不到分子水平的混合。但是對(duì)于高分子混合物，我們不簡(jiǎn)單地考慮它們是否相容，更重要的是關(guān)注它們相容性的好壞。通常，在分子水平上完全互容的高聚物共混物習(xí)慣上反而不稱(chēng)其為高分子合金。
為了研究高分子的相容性，常常應(yīng)用溶度參數(shù)的概念。因?yàn)榛旌线^(guò)程的自由能變化主要決定于混合焓
的大小。而根據(jù)溶液理論，混合焓與兩種組分的溶度參數(shù)差值的平方成正比。也就是說(shuō)，兩種高分子的溶度參數(shù)越接近，混合焓越小，則它們的相容性越好。
從以上分析，可以知道大多數(shù)共混高聚物不能達(dá)到分子水平的混合，屬于非均相體系。這種體系從熱力學(xué)的觀點(diǎn)上來(lái)看，是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)。但是由于高聚物的結(jié)構(gòu)與低分子的不同，同時(shí)又由于體系的粘度很大，該體系不會(huì)象低分子不穩(wěn)定體系那樣很容易發(fā)生進(jìn)一步的相分離。因而從動(dòng)力學(xué)上看，高分子共混物處于一種準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)。
高分子-高分子混合物的分散程度決定于組分間的相容性。當(dāng)兩種高分子的相容性太差，根本混不起來(lái)，即使混起來(lái)，材料通常呈現(xiàn)宏觀的相分離，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，因而很少有實(shí)用價(jià)值。如果兩種高分子的相容性適中，共混物所呈現(xiàn)的相分離是微觀的或亞微觀的，在外觀上是均勻的，這樣才具有實(shí)用價(jià)值。對(duì)于高分子共混體系，如果形成均相體系，則材料只有一個(gè)玻璃化溫度，而如果是不完全相容的，體系發(fā)生微觀或亞微觀的相分離，形成兩相體系，兩相分別具有相對(duì)的獨(dú)立性，則材料具有兩個(gè)玻璃化溫度。因而可以利用這一性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)共混高聚物的相分離情況。
近些年來(lái)，共混高聚物一直是高聚物科學(xué)中的一個(gè)較活躍的研究方向。因?yàn)樵诟呔畚锏拈_(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)新聚合物品種的工作收效不大，同時(shí)費(fèi)用也高。而利用現(xiàn)有的高聚物品種，通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程，制備高分子混合物，卻顯示出特有的優(yōu)越性，因而迅速地在材料工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用。
（本節(jié)完）
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