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高聚物相容性

/compatibility of polymer/
条目作者董建华

董建华

最后更新 2024-09-15
浏览 114
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衡量两种或多种高聚物在分子水平上互相混合程度的特性。

英文名称
compatibility of polymer
所属学科
化学

这个名词有时也用来表示高聚物在混合后有无宏观上的相分离;工业上还用来表示高聚物在混合后是否具有所需要的性能。由于有这些不同的概念,逐渐用相溶性这一名词来表征两种或多种高聚物能否均匀共混。

要使高分子共混物达到热力学上的完全相容,其混合自由能要是负的。但高分子混合常为吸热过程,不同高聚物在混合时熵的增加很少,所以从热力学的观点看,不同的高聚物真正能相容达到分子均匀的水平者是很少的。除非不同的高聚物间有特殊的分子间吸引力(如氢键等),才能增加其相容性。一般不仅由于高聚物化学组成的不同而不相容,而且构型、高分子聚集态结构等的差别也会导致不相容。有一些聚合物共混体系在某些温度范围互容,有些体系部分互容,可画出两相共存线或平衡线,它具有高温互容低温分相的高临界共溶温度(UCST),或者低温互容高温分相的低临界共溶温度(LCST)。

理论上可利用溶度参数的概念,来估计高聚物的相容性,两种高聚物的溶度参数越接近,则它们的相容性就越好。但实际判断两种高聚物相容性的好坏,还得通过试验,一般可从混合后是否有相分离、产物的透明性和光洁度,混合物是否只呈现一个玻璃化转变温度等来判断。

高分子相容性源自应用,自然会对高分子应用具有重要意义。高分子合成获得的单组分高分子材料性能总有局限性,而通过共聚合成获得多组分高分子确实能够获得性能优异的高分子材料,但可共聚单体种类有限且合成并不容易实现。因此,借鉴其他材料体系“合金”的成功经验,开始尝试通过共混制备“高分子合金”。相容性直接影响共混体系的多相分散相结构,包括相区织态结构、相区尺寸、分散程度等。而共混材料的性能取决于相分离结构。

  • 何曼君,张红东,陈维孝,等.高分子物理.3版.上海:复旦大学出版社,2007.

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