第三章聚合物的混合.ppt

3.2 混合的分类 分散混合过程所发生的物理、机械和化学作用 把较大的添加剂团聚体和聚合物团块破碎为适合于混合的较小的粒子； 在剪切热和传导热的作用下，使聚合物熔融塑化，以降低聚合物的粘度； 粉状或液状的较少粒子组分克服聚合物的内聚能，渗入到聚合物内部； 使较少粒子组分分散，即在剪应力作用下，把添加剂聚集体或团聚体的尺寸减小到形成聚集体之前的初始粒子的最小尺寸； 固相最终粒子的分布均化，使粒子发生位移，从而提高物料的熵或无规程度、随机性或均匀性； 聚合物与活性填充剂之间产生力－化学作用，使填充物料形成强化结构。 为了获得大的剪应力，混合机的设计应引入高剪切区(即设置窄的间隙)，保证所有固体颗粒重复地通过高剪切区。 分散度取决于混合器内最大有效剪切速率和通过次数，剪切速率越高，通过次数越多，分散越好。 分散混合主要是通过剪应力起作用的 3.2 混合的分类 二、按物料状态分类 3.2 混合的分类 固体与固体（混合） 主要是固体聚合物与其它固体组分的混合 聚合物通常是粉状、粒状与片状，而添加剂通常也是粉状。在聚合物加工中，大多数情况下，这种混合都先于熔体混合，也先于成型。 这种混合通常是无规分布性混合。 塑性物料与液体或固体的物料的混合。 这种混合有两种情况： 一种是参与混合的液体是低粘度的单体，中间体或非聚合物添加剂； 另一种情况是参与混合的是高粘度的聚合物熔体。 这两种情况的混合机理和动力学是不同的。在聚合物加工中，发生在熔体之间的是层流混合。 3.2 混合的分类 固体与液体（捏合） 液体和粉状固体的浸渍和混合 有两种形式： 一种是液态添加剂与固态聚合物的掺混，主要发生在准备工艺阶段，此时固态聚合物不会在混合中熔融。 另一种是将固态添加剂混到熔态聚合物中，而固态添加剂的熔点在混合温度之上，聚合物加工中的填充改性(加入固态填充剂)同这种混合 3.2 混合的分类 在聚合物加工中，液体和液体的混合（共混）、液体与固体的混合（填充）是最主要的混合形式。 3.2 混合的分类 物料各组分混合是否均匀 质量是否达到预期的要求 生产中混合终点的控制 混合状态的判定 直接描述和间接描述 为了判定混合体系内各级分单元的均匀分布程度， 必须采用合适的检验规模(对比尺度)。为此应该考虑 样品相对尺寸的大小。 3.3 混合的表征 该法是直接对混合物取样，对其混合状态进行检验，观察混合物的形态结构、各组分微粒的大小及分布情况。 所用的检测分析方法可以是视觉观察法，聚团计数法，光学显微镜法和电子显微镜法以及光电法 。 混合状态的直接描述 3.3 混合的表征 3.3 混合的表征 液体物料：分析混合物不同部分的组成。若不同部分的组成与整个物料的平均组成一致，或相差很小，说明混合效果好；反之，则差。 固体物料：要从物料的分散程度和混合物的均匀程度两方面考察。 衡量混合效果需要从物体的均匀程度和分散程度来考虑 衡量混合效果的指标 混合物均匀性 组分粒子尺寸 3.3 混合的表征 指混入物所占物料的比率与理论总体比率的差异 均匀程度 3.3 混合的表征 应从不同部位取样分析，计算统计平均结果。平均结果越接近理论或总体比率，混合的均匀程度越好。 生产实践中，由于混合、捏和与剪切的操作时间均很短，给分析测定带来一定的困难，较多的是凭实际操作经验和目测。 指混合体系中各个混入组分的粒子在混合后的破碎程度。 破碎度大，粒径小，其分散程度就高；反之，粒径大，破碎程度小，则分散得不好。 用同一组分的相邻粒子间平均距离来描述，距离越短，分散程度越好。 而同一组分的相邻粒子间距离的大小与各组分粒子的大小有关。粒子的体积越小，或在混合过程中不断减小粒子的体积，则可达到的均匀程度就越高。 从几率的概念出发，同样质量或体积的试样，粒子越小，则相当质量的同种粒子集中于一局部位置的可能性越小，即微观分布越均匀。 分散程度 分散程度的描述 测定方法：一般采用测量相邻同种物料之间的距离(r) 3.3 混合的表征 3.3 混合的表征 3.3 混合的表征 分散程度越好 各物料的分散粒子越小 分散粒子的体积（V）越小 分散粒子的表面积（S）越大 而分散粒子的体积与表面积有如下关系： r = 3v/s 因此，r 越小，分散程度越好。 所谓混合状态的间接判