共混聚合物

共混聚合物，是指兩種或兩種以上分子結構不同的均聚物、共聚物或均聚物和共聚物的物理混合物。一般兩組分的大分子之間沒有共價鍵的聯繫。聚合物的混合是吸熱過程，是由一種聚合物分散在另一種聚合物中的非均相體系。共混的目的是要製備在某些性能上有所改進的或具有獨特性能的聚合物材料。共混聚合物是最早出現的一種多相聚合物。早在20世紀初，就有通過共混製得抗衝擊的聚苯乙烯專利報導。共混在工藝上較為簡單，組分的選擇範圍較大，可以方便地製成具有特殊性能的新材料，所以發展很快。

基本介紹

• 中文名：共聚混合物
• 製備方法：機械共混、溶液共混、膠乳共混
• 表征方法：玻璃化溫度

共混聚合物的種類

橡膠/塑膠 是以塑膠為基體、橡膠為分散相的共混物。這種共混體系以橡膠來增韌脆性塑膠，其中塑膠基體為共混物提供剛性和硬度，分散相橡膠則提供韌性。最早的高抗沖聚苯乙烯和現在的多種增韌聚丙烯均屬此類。為獲得優良的增韌效果，塑膠相和橡膠相之間需要有一定程度的相容性，常藉助於生成嵌段或接枝共聚物來增加兩相的相容性。

塑膠/橡膠 是以橡膠為基體、塑膠為分散相的共混物,一般稱為增強橡膠。橡膠中加入塑膠可提高共混物的彈性模量；分散的塑膠顆粒則能起耐磨、耐撕裂、抗裂口增長、抗撓曲開裂以及抗拉斷等作用（如以聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯等增強丁苯橡膠），以及熱塑性彈性體中塑膠相所起的物理交聯作用等。

橡膠/橡膠 是兩種不同的橡膠的共混物，其中含量高的橡膠組分或粘度低的橡膠組分常為連續相。這種共混物主要用於汽車輪胎工業，以改進某種橡膠的加工性能和其他性能。例如，在順丁橡膠中混入天然橡膠或充油丁苯橡膠，以改進加工性能並提高摩擦係數；在順丁或天然橡膠中加入飽和的乙丙橡膠，以提高抗臭氧開裂性；在丁苯橡膠中混入天然橡膠以提高回彈性和粘著性。

塑膠/塑膠 塑膠與塑膠相混的目的主要是改進加工性能。例如，聚苯乙烯與聚苯醚相混，可以改進後者的熔體流動性。為了降低聚酯模壓成形時的收縮率，也採取加入其他熱塑性塑膠的辦法。

製備方法

可採取機械共混、溶液共混或膠乳共混等方法。①機械共混：藉助於開煉機、密煉機或螺桿擠出機等設備在聚合物的軟化點（或熔點）以上溫度進行共混。由於聚合物的熔體粘度很大，這樣製得的共混物往往不易混合均勻，分散相顆粒較不規則，粒徑也較大。在共混過程中，聚合物分子受到熱和機械剪下力的作用，不僅可能發生降解，而且由降解產生的自由基也會使大分子之間發生接枝或交聯反應，使共混物的性能發生變化。②溶液共混:將兩種聚合物溶於某種公共溶劑中,混和均勻後，再除去溶劑以得到固態共混物。這種方法可以使共混的聚合物組分均勻混和，一般不會導致降解。但有時由於不同組分的聚合物對溶劑的親和力不同，隨著溶劑的揮發，共混物產生兩相梯度，形成巨觀不均勻體系。此法在共混時要使用大量溶劑和特殊要求的設備，不適用於工業生產，主要用於實驗室中以製備研究用試樣。③膠乳共混：工業上製備共混聚合物的主要方法之一。製備時先將兩種聚合物分別製成膠乳,均勻混合,然後再凝聚、乾燥和塑煉以得到固相的共混聚合物。這種製法的優點是膠乳的粘度小，易於混合均勻，分散相的顆粒小而均勻，無需大量溶劑。

形態結構

共混聚合物的常見形態是作為少數組分的聚合物以顆粒分散在另一種聚合物的連續相中。分散相顆粒的大小和均勻性及其在連續相中的分布是否均勻，取決於兩組分的相容程度和共混方法，對共混物的性能有很大影響。電子顯微鏡和相位差顯微鏡是研究共混聚合物形態結構的主要工具。電子顯微鏡不僅可以區分連續相和分散相，還可以研究兩種共混聚合物的相容性。如果兩種共混聚合物之間有一定的相容性，則在分散相和連續相的界面會有相容相的存在，可在電子顯微鏡下觀察到。除顯微鏡術外,小角光散射、X射線衍射和小角 X射線散射也是研究共混聚合物形態結構的重要方法。

表征方法

兩種聚合物在其共混物中的相容程度，常用玻璃化溫度來判斷。一般,隨著它們相容程度的增加,原來的兩個玻璃化溫度逐漸合併成一個。常用的測定方法有動態力學性能、介電鬆弛、示差掃描量熱、膨脹計等法。另一種方法是觀察共混物的光學清晰度，如果共混物是均相的，則它是光學透明的，只有單一的折光指數；如果共混物是非均相的，即一種聚合物以分散相存在於另一種聚合物的連續相中，則將產生強的光散射。

非均相共混聚合物只有在下列情況下是清晰透明的：①共混的兩種聚合物的折射率相同；②分散相的顆粒的尺寸小於光波波長，並且分布極為均勻，使光的散射大大降低。

對共混聚合物性能的表征，應隨製備共混物的目的而定。通常以一些共同的基本性能來表征,如應力-應變行為、動態力學性能、密度、結晶度、結晶和熔融溫度、玻璃化溫度和膨脹係數等。