高分子合金第三章（相结构）.ppt

第三章二元高分子共混体系的相行为
一、二元高分子共混体系的相转变
二、二元高分子共混体系的相结构
第一节二元高分子共混体系的相转变
一、二元高分子共混体系的相转变和相图
(phase diagram)
物质一般随温度变化会出现三种状态:固、液、气,一些物质还会出现介于这三种状态的液晶态、超临界态等中间状态。
聚合物因其巨大的内聚能使其无法气化,即不能以气态出现,但聚合物有一个其它种类物质不具备的玻璃化转变,为了讨论问题方便,在本节中我们把聚合物的玻璃化转变看作是聚合物的一个固—液相转变。
(1)液—固相转变
对于非结晶型聚合物随着温度变化会出现一个转变即玻璃化转变,而对于结晶型聚合物除了玻璃化转变外还有一个真正意义上的热力学相转变即结晶的熔融。
 A组分和B组分均为非结晶型聚合物的完全相容体系
A组分为结晶型、B组分为非结晶型聚合物的完全相容体系
 A组分和B组分均为结晶型聚合物的完全相容体系
(2)液—液相转变和临界溶解温度
定义:随温度或组成变化,部分相容高分子共混体系会发生相分离,这种相分离一般在玻璃化转变温度以上才能发生,因此把它称作液—液相转变,对应的相分离温度叫做临界溶解温度(Critical solution temperature)。
小分子混合体系的溶解度一般随温度升高而增大,而某些聚合物共混体系温度越高反而会发生相分离,所以聚合物共混体系的临界溶解温度有上临界溶解温度(upper critical solution temperature,UCST)和下临界溶解温度(lower critical solution temperature,LCST)。一般来讲,具有正混合热(吸热)的体系有UCST,如PIB/PS,具有负混合热(放热)的体系有LCST,如PS/PVME
液—液相转变的相图
二、二元高分子共混体系的相分离条件
一个体系处于相平衡的充分必要条件是体系中任一组分i在各相中的化学势相等。
化学势与Gibbs自由能有如下关系:
Scott的结果:二组分高分子共混体系的相分离临界条件为:
Spinodal 曲线方程
亚稳态均相极限线
对于单分散、无强相互作用的二元体系: