界面层的热力学性质(相界面放应)

界面层的热力学性质

研究发现,界面层的玻璃化转变温度介于两种聚合物组分玻璃化转变温度之间。当分散相颗粒直径大于0.1um时,共混物有两个明显的玻璃化转变温度,分别对应于两聚合物组分的玻璃化转变温度;当粒径在0.02 ~0.1 pm时,两个玻璃化转变温度相互靠拢;当粒径小于0.015um时共混物只表现出一个宽广的玻璃化转变区域。这是由于随着分散相颗粒的减小,界面层体积分数增大的缘故。

在界面层聚合物的密度已有所改变,聚合物大分子的形态和聚合物的超分子结构都有不同程度的改变。另外,在实际应用中,一些具有表面活性的添加剂和杂质也会向界面层集中,从而改变界面的组成、结构和性能。当聚合物相对分子质量分布较宽的时候,低分子量的级分因为所受的分子间作用力相对较小或表面张力较小,会向表面迁移,但这往往会使界面层的力学性能下降。

一般来说,正如7,的增加所证实,在中间相的链段迁移率比较低,T,和A1之间的关系是非单调的,与堆积密度、界面张力和混合自由能有关。界面层的厚度依赖于热力学的相互.
作用、大分子的链段尺寸、浓度和分散相条件等。

因此,中间相不是均匀的扩散层,而是在正交方向具有微观和宏观不均匀性的复杂实体。因此,测量和解释与中间体相关的数据是困1难的。
总之,无论就组成而言,还是就结构和性能而言,界面层都可看作是介于两种聚合物组分单独相之间的第三相。所有这些因素无疑都会影响共混物的性能。此外,在共混体系中若有其他添加剂时,添加剂在两种聚合物组分单独相中和在界面层中的分布一般也不相同。具有表面活性剂的添加剂。增混剂以及表明活性杂质会向界面层集中,这可增加界而层的稳定性。当聚合物相对分子质量分布较宽时,由于低分子级分表面张力较小,因而它会向界面层迁移。这虽然有利于界面层的热力学稳定性,但往往会使界面层的力学强度下降。

相界面放应

在两相共混体系中,由于分散相颗粒的粒径很小(通常为微米数量级),具有很大的比表面积。分散相颗粒的表面,也可看作是两相的相界面。如此量值巨大的相界面,可以产生多种效应。

(1)力的传递效应。在共混材料受到外力作用时,相界面可以起到力的传递效应。如,当材料受到外力作用时,作用于连续相的外力会通过相界面传递给分散相;分散相颗粒受力后发生变形,又会通过界面将力传递给连续相。为实现力的传递,要求两相之间具有良好的界面结合。

(2)光学效应。利用两相体系相界面的光学效应,可以制备具有特殊光学性能的材料。
如,将PS与PMMA共混,可以制备具有珍珠光泽的材料。

(3)诱导效应。相界面还具有诱导效应,如诱导结晶。在某些以结晶高聚物为基体的共混体系中,适当分散相组分可以通过界面效应产生诱导结晶的作用。通过诱导结晶,可形成微小的晶体,避免形成大的球晶,对提高材料的性能具有重要作用。

相界面的效应还有许多,如声学、电学、热学效应等。

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