什么是聚合物共混物的界面层

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什么是聚合物共混物的界面层

化学先生 / 2019-09-12

两种聚合物的共混物中除了存在由两种聚合物各自独立的相区之外，实际上还存在第三种区城，即两相之间的界面层。界面层也称为过渡区，在此区城发生两相的黏合和两种聚合物链段之间的相互扩散。界面层的结构和组成，特别是两种聚合物之间的粘接强度，对聚合物共混物的性质，特别是力学性能有决定性的影响。

聚合物共混物中两相之间的界面如果分得非常清楚，两相中的分子或链段互不渗透，则相间的作用力必然很弱，这样的体系通常不会有好的强度。因此改善界面状况，形成一定厚度的界面层是至关重要的。

工艺相容的共混物在界面层内两相的分子链共存，两种聚合物分子链段在这里互相扩散、渗透，形成相间的过渡区，它对稳定两相结构的形态，提高相间界面黏结力，进而提高共混物材料的力学性能起着很大作用。

机械共混物中两种大分子链段在界面互相护散的程度，主要取决于两种聚合物的溶解度参数、界面张力和分子量等因素。

一般而言，两种聚合物的溶解度参数相近，则两种分子容易相互扩散，界面层较厚;完全不相容的共混体系，不会形成界面层。两种聚合物的表面张力接近，界面张力小，有利于两相聚合物分子相互湿润和扩散，则容易形成界面层。

机械共混物界面层结构示意可用图3-18表示，两种分子链段在界面层充分接触，相互渗透，以次价力相互作用，形成较强的界面黏结力。

界面层的结构与组成和独立的聚合物相区有一定的差别。表现为:①两种分子链的分布是不均匀的，从相区内到界面形成浓度梯度: ②分子链比各自相区内排列松散，因而密度稍低于两相聚合物的平均密度:③界面层内往往易聚集更多的表面活性剂及其他添加剂等杂质，分子量较低的聚合物分子也易向界面层迁移。这种表面活性剂等低分子量物越多，界面层越稳定，但对界面粘接强度不利。

嵌段共聚物所产生的两相分离结构之间同样存在界面层。与股机械共混物不同的是，在嵌段共聚物的界面层中，两种嵌段是通过化学键连接的。换言之，嵌段共聚物的结点均存在于界面层中。当嵌段共聚物中两个嵌段的含量确定后，界面层的厚度主要取决于两嵌段的相容程度，与两嵌段的溶解度参数之差(δA-δB) 及两嵌段的聚合度成反比。

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