关于共混聚合物介绍

[拼音]：gonghun juhewu

[外文]：polymer blends

两种或两种以上分子结构不同的均聚物、共聚物或均聚物和共聚物的物理混合物。一般两组分的大分子之间没有共价键的联系。聚合物的混合是吸热过程，是由一种聚合物分散在另一种聚合物中的非均相体系。共混的目的是要制备在某些性能上有所改进的或具有独特性能的聚合物材料。

共混聚合物是最早出现的一种多相聚合物。早在20世纪初，就有通过共混制得抗冲击的聚苯乙烯专利报道。共混在工艺上较为简单，组分的选择范围较大，可以方便地制成具有特殊性能的新材料，所以发展很快。

共混聚合物的种类

是以塑料为基体、橡胶为分散相的共混物。这种共混体系以橡胶来增韧脆性塑料，其中塑料基体为共混物提供刚性和硬度，分散相橡胶则提供韧性。最早的高抗冲聚苯乙烯和现在的多种增韧聚丙烯均属此类。为获得优良的增韧效果，塑料相和橡胶相之间需要有一定程度的相容性，常借助于生成嵌段或接枝共聚物来增加两相的相容性。

是以橡胶为基体、塑料为分散相的共混物，一般称为增强橡胶。橡胶中加入塑料可提高共混物的d性模量；分散的塑料颗粒则能起耐磨、耐撕裂、抗裂口增长、抗挠曲开裂以及抗拉断等作用（如以聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯等增强丁苯橡胶），以及热塑性d性体中塑料相所起的物理交联作用等。

是两种不同的橡胶的共混物，其中含量高的橡胶组分或粘度低的橡胶组分常为连续相。这种共混物主要用于汽车轮胎工业，以改进某种橡胶的加工性能和其他性能。例如，在顺丁橡胶中混入天然橡胶或充油丁苯橡胶，以改进加工性能并提高摩擦系数；在顺丁或天然橡胶中加入饱和的乙丙橡胶，以提高抗臭氧开裂性；在丁苯橡胶中混入天然橡胶以提高回d性和粘着性。

塑料与塑料相混的目的主要是改进加工性能。例如，聚苯乙烯与聚苯醚相混，可以改进后者的熔体流动性。为了降低聚酯模压成形时的收缩率，也采取加入其他热塑性塑料的办法。

制备方法

可采取机械共混、溶液共混或胶乳共混等方法。

（1）机械共混：借助于开炼机、密炼机或螺杆挤出机等设备在聚合物的软化点（或熔点）以上温度进行共混。由于聚合物的熔体粘度很大，这样制得的共混物往往不易混合均匀，分散相颗粒较不规则，粒径也较大。在共混过程中，聚合物分子受到热和机械剪切力的作用，不仅可能发生降解，而且由降解产生的自由基也会使大分子之间发生接枝或交联反应，使共混物的性能发生变化。

（2）溶液共混:将两种聚合物溶于某种公共溶剂中，混和均匀后，再除去溶剂以得到固态共混物。这种方法可以使共混的聚合物组分均匀混和，一般不会导致降解。但有时由于不同组分的聚合物对溶剂的亲和力不同，随着溶剂的挥发，共混物产生两相梯度，形成宏观不均匀体系。此法在共混时要使用大量溶剂和特殊要求的设备，不适用于工业生产，主要用于实验室中以制备研究用试样。

（3）胶乳共混：工业上制备共混聚合物的主要方法之一。制备时先将两种聚合物分别制成胶乳，均匀混合，然后再凝聚、干燥和塑炼以得到固相的共混聚合物。这种制法的优点是胶乳的粘度小，易于混合均匀，分散相的颗粒小而均匀，无需大量溶剂。

形态结构和表征方法

共混聚合物的常见形态是作为少数组分的聚合物以颗粒分散在另一种聚合物的连续相中。分散相颗粒的大小和均匀性及其在连续相中的分布是否均匀，取决于两组分的相容程度和共混方法，对共混物的性能有很大影响。电子显微镜和相位差显微镜是研究共混聚合物形态结构的主要工具。电子显微镜不仅可以区分连续相和分散相，还可以研究两种共混聚合物的相容性。如果两种共混聚合物之间有一定的相容性，则在分散相和连续相的界面会有相容相的存在，可在电子显微镜下观察到。除显微镜术外，小角光散射、X射线衍射和小角 X射线散射也是研究共混聚合物形态结构的重要方法。

两种聚合物在其共混物中的相容程度，常用玻璃化温度来判断。一般，随着它们相容程度的增加，原来的两个玻璃化温度逐渐合并成一个。常用的测定方法有动态力学性能、介电松弛、示差扫描量热、膨胀计等法。另一种方法是观察共混物的光学清晰度，如果共混物是均相的，则它是光学透明的，只有单一的折光指数；如果共混物是非均相的，即一种聚合物以分散相存在于另一种聚合物的连续相中，则将产生强的光散射。

非均相共混聚合物只有在下列情况下是清晰透明的：

（1）共混的两种聚合物的折射率相同；

（2）分散相的颗粒的尺寸小于光波波长，并且分布极为均匀，使光的散射大大降低。

对共混聚合物性能的表征，应随制备共混物的目的而定。通常以一些共同的基本性能来表征，如应力-应变行为、动态力学性能、密度、结晶度、结晶和熔融温度、玻璃化温度和膨胀系数等。

参考书目

1. J.A.Manson and H. Sperling，Polymer Blends and Composites，Plenum Press， New York， 1976.