什么是聚合物之间的相容性
化学先生 / 2019-09-09
聚合物之间的互溶性(misibiliy 亦称相容性，与低分子物中溶解度(sotubliy)相对应，是指聚合物之间热力学上的相互溶解性。
聚合物之间的混溶性Ccompatbility)则是起源于乳液体系各组分相容的概念，是指聚合物之间容易相互分散而制得性能良好、结构稳定的共混物的能力，是聚合物共混工艺性能的种表达形式。
相容性与混溶性并不完全一致， 例如两种聚合物熔体的黏度比与热力学相容性并无直接关系，但对混溶性却是很重要的参数。因此，前者也称为热力学相容性(thermodynamic compatibil-ty)，后者则称为工艺相容性(technologic compatiblity) 或工程相容性(engineeringcompatiblity),不过，总的来说，聚合物之间良好的互溶性是良好的相容性的基础。
聚合物之间究 竟达到什么程度上的混合才算是热力学相容?回答这个问题比小分子的溶解性要复杂得多。
当前一个突出问题是相容性的实验判据不够明确。目前，无论在科学研究中还是工程应用上，普避采用测定玻璃化转变温度(Tg)的方法来判别聚合物之间的相容性。若实验测得共混物有两个Te,可认定共混物是不相容体系；但如果只测得一个Tg,是否真正相容尚很难下结论，这就涉及聚合物之间相容性的判别标准。如果用小分子溶解性的标准来衡量，聚合物间应达到链节水平的随意混合才能称得上真正的互溶，因为链节与小分子尺寸相当。而事实上，Tg只反映了聚合物链段的运动特征。因此通常把聚合物之间在链段级上的混合就称为相容，即混合的基本单元是链段。只要测定的精确度达到和链段尺寸相当，该方法就可用来判别聚合物间的相容性。用玻璃化温度法测定相容性，正是基于这个认识。因此，从事工程技术方面的人认为，共混体系中微区尺寸小于10~15nm (相当于链段的尺)就认为是相容体系。但对基础理论研究来说，这样的相容“尺度”似乎太大了。随着近代测试技术的发展，现在已能测出2~4nm分散相微区的存在，相容的判定“尺度”也将会变小。因此，聚合物共混物相容性判据问题的真正解决，还有待实验技术的进一步发展，至今尚无明确的判别标准。正是由于各种测试方法对特定对象的“尺度”理解不同，所以有时对同一个秀混体系的相容性用不同的测定方法会有不同的结论。
两种聚合物共混从热力学相容到宏观上两者完全分离、析出，这之间还有着相容程度的概念，并不像低分子溶质溶剂混合那么简单明确。很多具有两相结构的聚合物共混物，它们是热力学不相容体系，但又不是两种聚合物完全分离的体系，而是一种聚合物以微区形式均匀分散于另一种聚合物的基体中，这样的共混物在两相界面存在着过渡层(两种聚合物分子共存)。也可以说，在过渡层的小范围内两种分子是相容的，而整个共混物又是分相的，所以也称这类共混物具有一定程度的相容。大部分聚合物共混物都是这种有一定程度相容的共混体系。它们在动力学上是相对稳定的，在使用过程中不会发生分离现象;具有这种意义上的相容性即为工艺相容性。它着重从工艺的角度评价两种聚合物的可混程度、均句分股性和宏观稳定性。一般情况下， 符合工艺相容性要求的共混体系，其力学性能都较原聚合物有所改进。
此外，也可以共混物力学性能改进的程度来评价相容性，把共混后力学性能获得明显改进的体系，称为力学相容体系、实际上，工艺相容和力学相容，两者设有实质性的区别，只是从不同的角度考虚需要注意的是，通常评价共混体系的相容性，有相容性好或相容性差的说法，多数是指力学相容性成工艺相容性面言。
还应指出，不能把强化共混操作或延长共混时间看作是改变聚合物之间相容性的方法，这些措施只能满足两种聚合物充分混合的条件，而不可能使不相容体系转变成相容体系。侧如PS和PMMA进行熔融共混，不管混练时间多长，共混的强度多大，其产物总是不相容的；面PS和PPO共混，即使所用混合器的转速再慢，共混后存放时间再长，最终产物仍是均相聚合物共混物，因为相容性是由聚合物的热力学性决定的，除非采用特殊措施，相容性是不可改变的。
聚合物之间的互溶性是选择适宜共混方法的重要依据， 也是决定共混物形志结构和性能的关键因素之一。
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