晶态聚合物/晶态聚合物共混体系
化学先生 / 2019-09-11
晶态聚合物/晶态聚合物共混物的例子主要有聚对苯二甲酸丁二酯(PBT) /对苯二甲酸乙二酯(PET)共混物、PE/PP共混物、PA/PE共混物等。由于结晶聚合物尚有非晶区,结品型及品体结构又受多方面因素的影响,此类共混物的相态结构就更为复杂,有可能呈现如图3-12所示的六种形态。
图3-12(a)、(b)中两种情况破坏了原两结晶型聚合物的结晶性,形成了非晶态的共混体系,其中互溶性好为(a) 的形态,互溶性差为(b)的形态。例如,PBT/PET熔融共混,因发生酯交换形成了无规嵌段共聚物,完全失去了结品性,其共混物就表现为这类非晶共混体系的形态。
图3-12(e)、 (d)中两结品聚合物分别结品的形态是较为普遍的,例如,PP/UHMWPE (超高分子量PE)和PPS/PA共混物,在定制备条件 下均可形成两相分离的结晶/结品形态,图3-12(c)、(d)所表现的似乎是晶态分散于非晶态中,但当共混体系能充分结品达到高结晶度时,则成为少量非品区夹层分布于品粒和球晶之间的另外的形态,其状况显然有别于图3-12(e)、(d)。
图3-12(e) 中所表现的形态是两结晶聚合物分别形成球品,但球晶中含有非晶区的成分。
若两结品聚 合物能形成共品,则犹如图3-12(D中所示的形态。该形态中的共混球晶中,同样也有含非品区和不含非晶区之分(后一种情况,图中未体现)。关于聚合物共混中共品的存在,已有大量研究证实,如对溶液共混法得到的LLDPE/UHM-WPE共混物研究表明,其结品熔融峰是单一:的且不同于两聚合物原来的熔融峰,借此证明了共晶的形成。
除以上所述 各种可能的形态外,依据近来广泛的研究,尚有如下形态发现于晶态聚合物/品态聚合物共混体系中,若按图3-12中形态类别继续编号,则为: (g)一种结晶型聚合物形成品体,另种结晶型聚合物未结品而转化为非晶态,例如对于PP/UHMWPE聚合物熔融共混体系,当在140C下高温结晶,就会出现仅PP结晶、PE成为非晶态的这种形态,并且PE可渗透到PP球晶或片晶中: (h) 单组分晶体与双组分共晶同时存在的形态。在研究HDPE/LLDPE的报告中,证实经热处理的试样,LLDPE中规整性低的部分是单独结晶,面规整性高的部分则参与HDLPE形成共品。HDPE/LDPE共混体系的研究也有类似的结论。
此外,附晶(epitaxial crystalation)也是晶态聚合物/晶态聚合物共混物形态中的种特别值得注意的情况。所谓附品(又称附生结晶、 外延结晶)是一种结晶物质在另一物质(基质)上的取向生长。结品聚合物之间附晶的研究开始于20世纪80年代中期,当前研究较多的是iPP/HDPE及iPP/PA等共混体系。以PP/PE共混物为例,当拉伸此类共混物薄膜时,作为基质的PP就会出现如图3-13(a)所示的形态。该形态中黑色为结品区,标以A字的浅色区为非晶区,结晶区中的PP分子沿应力方向取向,而结晶沿垂直于应力的方向增长,形成“羊肉串式”的结晶:另一共混组分PE在PP品体上附生增长,其增长方向与PP品体成长方向星45角,如图3-10(b)所示,附晶的生成可以显著提高共混物的力学性能,因此,引起人们极大的兴趣。