相容性指的是什么意思?相容性的测定方法有哪些?

来源:今日热点 | 2023-04-24 15:14:19 |

相容是指共混物各组分彼此相互容纳,形成宏观均匀材料的能力。大量的实际研究结果表明,不同聚合物对之间相互容纳的能力,是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间,可以具有极好的相容;而另一些聚合物对之间则只有有限的相容;还有一些聚合物对之间几乎没有相容。由此,可按相容的程度划分为完全相容、部分相容和不相容。相应的聚合物对,可分别称为完全相容体系、部分相容体系和不相容体。从热力学角度来看,聚合物的相容就是聚合物之间的相互溶解,是指两种聚合物形成均相体系的能力。若两种聚合物可以任意比例形成分子水均匀的均相体系,则是完全相容;如硝基纤维素-聚丙烯酸的甲脂体系。若是两种聚合物仅在一定的组成范围内才能形成稳定的均相体系,则是部分相容。如部分相容很小,则为不相容,如聚苯乙烯-聚丁二烯体系。

相容与否决定于混合物的混合过程中的自由能变化是否小于0。即要求△G=△H-T△S<0。对于聚合物的混合,由于高分子的分子量很大,混合时熵的变化很小,而高分子-高分子混合过程一般都是吸热过程,即△H为正值,因此要满足△G<0是困难的。△G往往是正的,因而绝大多数共混高聚物都不能达到分子水的混合,或者是不相容的,形成非均相体系。但共混高聚物在某一温度范围内能相容,像高分子溶液一样,有溶解度曲线,具有最高临界相容温度(UCST)和最低临界相容温度(LCST),这与小分子共存体系存在最低沸点和最高沸点类似。大部分聚合物共混体系具有最低临界相容温度,这是聚合物之间相容的一个重要特点。

相容的测定方法有哪些?

玻璃化转变温度法:

用测定共混物的玻璃化转变温度Tg,并与单一组分玻璃化温度进行对比的方法,是测定与研究共混组分相容的最常用的方法。一般可采用动态力学能方法测定玻璃化转变时的力学损耗峰,作为7 的表征。共混物的7 峰与单一组分的丁8峰的关系,可以有三种基本情况,如图1所示。部分相容的聚合物,其共混物为两相体系。聚合物对部分相容的判据,是两种聚合物的共混物具有两个Tg,且两个Tg峰较每一种聚合物自身的Tg峰更为接。在聚合物共混体系中,最具应用价值的体系是两相体系。由于部分相容的聚合物,其共混物为两相体系,相应地,研究者对于部分相容体系也给予了更多的关注,成为研究的重点。还有许多聚合物对是不相容的。不相容聚合物的共混物也有两个Tg峰,而且,两个Tg峰的位置与每一种聚合物自身的Tg峰是基本相同的。除了动态力学能测试方法外,其它可用于测定玻璃化转变温度的方法,如DSC法,也可以用来表征共混组分之间的相容

红外光谱法:

红外光谱法也可以用于共混组分的相容研究。对于具有一定相容的共混体系,各组分之间彼此相互作用,会使共混物的红外光谱谱带与单一组分的谱带相比,发生一定的偏移。偏移主要发生在某些基团的谱带位置上。当共混组分之间生成氢键时,偏移会更为明显。


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