共混物力学性能.ppt

共混物力学性能
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第1页，共180页，2022年，5月20日，18点33分，星期一
聚合物是多层次结构的物质。大分子的化学组成、结构单元的连接方式和空间构型称为一次结构。
聚合物的分子量、大分子的形状为二次结构。
大分子之间复相共混物的性能与其两聚合物组分之间的关系：
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P/P1 = (1 + ABφ2)/（1-Bψφ2） (4-4)
P、P1分别为共混物和连续相的性能；φ2为分散相体积分数。
系数A = KE－1 （4-5）
系数B =（ P2/ P1－1）/（ P2/ P1+1） （4-6）
系数ψ= 1 + [（1 –φm）/φ2 m] φ2 (4-7)
KE与分散相颗粒的形状、聚集状态等因素有关。对于低浓度、均匀的分散的球状颗粒KE =, 各种类型分散相颗粒的KE列于表4-1. P2分散相性能；KE爱因斯坦系数；φm分散相颗粒的最大堆砌系数。
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泊松比ν= －横向应变/轴向的应变 = －横向的收缩率/轴向的伸长率
φm = 颗粒真实体积/颗粒实际占有空间
φm可根据实验测定也或根据理论计算,不同的形状颗粒的φm值列于表4-2.
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注意:式(4-4)适用于分散相为硬组分,如树脂增强橡胶的共混物，而当分散相为软组分时, 如橡胶增韧树脂时的共混物,则应使用下式:
P1/P = (1 + AtBtφ2)/（1-Btψφ2）
(4-8)
A t = 1/A (4-9)
Bt = [(P1/P2)－1]/[( P1/P2)+1]
(4-10)
式中的脚标1和2分别表示为连续相和分散相.
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两相连续的复相共混物
互穿网络、许多嵌段共聚物、结晶聚合物等都有是具有两相连续的复相结构。组分1和2是对称的，因为两组分都是连续相。
Pn = Pn1φ1 + Pn2φ2 (4-11)
lgP =φ1lgP1 +φ2lg P2 (4-12)
在发生相逆转的组成范围内，式（4-12）对预测共混物的弹性模量比较适用。
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例如： 1) 结晶聚合物由晶相和非晶相组成，这两相都有看作是连续相，其剪切模量：G01/5 =φ1 G1 1/5 +φ2G2 1/5 (4-13)2) 对于各种IPN，弹性模量也符合式 （4-13）。对于介电常数，有时指数n=1/3较好。
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第15页，共180页，2022年，5月20日，18点33分，星期一
3)两种聚合物的共混物、嵌段共聚物等，其形态结构与组成有关。两组分含量相差较大时，一般含量大的组分为连续相，含量小的为分散相。随组成的改变会发生相的逆转，分散相变为连续相，连续相变成分散相。在此区域，式（4-12）比较合适。
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第16页，共180页，2022年，5月20日，18点33分，星期一
聚合物共混物的玻璃化转变及力学松驰性能
4．2．1聚合物的玻璃化转变和力学松驰
非晶态线型聚合物存在玻璃态、高弹态和粘流态三种力学状态。玻璃化转变来源于大分子链段的运动。
根据玻璃化转变的自由体积理论，在外场作用下，大分子进行构象调整时，链段的周围必须有供链段活动的自由空间，自由体积。聚合物占有的体积可分为两部分，一是分子或原子所实际占有的体积 ，称为已占体积；