影响聚合物相容性的因素比较多,总结起来有粘度、溶解度参数、结晶能力、共聚物组成、极性、表面张力、分子量等。根据溶剂萃取或溶质溶解的“相似相溶”原理,两种高聚物共混相当于一种高分子“溶于”另一种高分子中,因此高分子共混复合也遵守“相似相容”原则。
(1)溶解度参数
高聚物共混过程本质上是分子链之间相互扩散过程,受到分子链相互作用力制约。内聚能密度(CDE)被用来作为衡量分子链间相互作用力大小尺度,溶解度参数(δ)是内聚能密度的开平方根,用来测量作用力大小。一般情况两种高聚物的溶解度参数差值大于 0.5,共混就难以进行,需要加入增溶剂增容,改善降低表面张力,促进共混。
(2)共聚物分子量、组成、极性、表面张力和粘度
分子量减小,可以增加 χ12,crit,即增加相容性,改善相容性。在共聚物体系中,共聚物组成与相容性有很大的关联性。共聚物组分越接近,相容性越好。根据相似相容原理,高分子极性越接近,共混效果越好;极性越大,分子间作用力越强。对于高聚物,高聚物界面张力决定其稳定性和扩散性。共混体系组分之间的 γ 越接近,两相间就会更容易相互扩散和相互浸润,共混体系界面间的结合力就会越大。
(3)结晶能力
由于高分子分子量极大,排列紧密规整,很容易发生结晶,其结晶度越大,分子间内聚能越大。因此结晶能力越相近,相容性越好。对于非晶态高聚物,共混大多较为理想。
(4)粘度
高聚物分子量大,粘度大,热力学稳定性,较低分子物质难混合均匀。粘度相接近的高聚物越容易混合均匀。
(5)其他
另外,聚合物的玻璃化转变温度、共混温度及溶剂等都会影响高聚物的相容性。
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