1、第一章 聚合物的熔融和溶解,問題 聚合物是否一定要熔融或溶解之后才能進(jìn)行加工?,由于聚合物一般呈玻璃態(tài)，通常將其熔融或溶解之后才能進(jìn)行加工。但某些聚合物可以直接在固態(tài)下成型.,例1:纖維的固態(tài)擠出 聚合物固態(tài)擠出的原料通 常采用超高分子量聚合物. 固態(tài)擠出工藝由三個(gè)基 本操作單元組成： 固態(tài)擠出不需溶劑、加工助劑或配料。所有操作均在 聚合物熔點(diǎn)以下進(jìn)行。 超高分子量聚乙烯等的固態(tài)擠出工藝已開發(fā)成功，,例2:塑料的冷壓成型（低溫壓力誘導(dǎo)成型）. 近年來，美國MIT的Anne M. Mayes教授發(fā)現(xiàn)一些嵌段共聚物在壓力的作用下，能夠產(chǎn)生像熔體一樣的流動(dòng)，從而可以冷壓成型。 Nature 雜志稱這

2、種塑料為“evergreen plastics”,東華大學(xué): PLA低溫鍛壓（小于60-70）加工，材料抗沖擊強(qiáng)度提高20倍以上.,第一節(jié) 聚合物的熔融 大多數(shù)高分子材料的成型操作由熔融聚合物的流動(dòng)開始，因此為成型操作而進(jìn)行的聚合物的準(zhǔn)備工作通常包括熔融過程，即完成聚合物由固體轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w的過程。,一.熔融的方法,1. 無熔體移走的傳導(dǎo)熔融 熔融全部熱量由接觸或暴露表面提供，熔融速率僅由傳導(dǎo)決定。,2. 有熔體強(qiáng)制移走的傳導(dǎo)熔融,熔融的一部分熱量由接觸表面的傳導(dǎo)提供，一部分熱量通過熔膜中的粘性耗散將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊醽硖峁?熔融速率由熱傳導(dǎo)以及熔體遷移和粘性耗散速率決定。,3.其它熔融方式,(c)

3、 耗散混合熔融 (d)利用電、化學(xué)或其它能源的耗散熔融方法 （e）壓縮熔融,耗散-力學(xué)的能量損耗，即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象。 在外力作用下，大分子鏈的各運(yùn)動(dòng)單元可能沿力的方向做從優(yōu)取向的運(yùn)動(dòng)，就要克服內(nèi)部摩擦，所以要消耗能量,這些能量轉(zhuǎn)化為熱能。,二、 熔融的基本規(guī)律,在此只討論聚合物在螺桿擠壓機(jī)中的熔融，即有強(qiáng)制移走的熱傳導(dǎo)熔融的基本規(guī)律。,A、熔融的能量,聚合物吸收的外界能量越大，如果分子的活動(dòng)能量大于分子間作用力時(shí)，聚合物中的鏈段和分子鏈將發(fā)生自由運(yùn)動(dòng)而熔融；在外力作用下，將發(fā)生有序的流動(dòng)。 要使聚合物熔融流動(dòng)必須提供足夠的能量使聚合物大分子能克服其分子間作用力。,例：聚合物在螺桿擠出機(jī)中

4、的熔融,能量來源： 裝在機(jī)筒外壁的加熱器使能量在機(jī)筒沿螺槽深度方向自上而下傳導(dǎo).,圖：?jiǎn)温輻U擠出機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1-樹脂 2-料斗 3-映襯墊 4-熱電耦5-機(jī)筒 6-加熱裝置 7-襯套加熱器 8-多孔板 9-熔體熱電耦 10-口模 11-襯套 12-過濾網(wǎng) 13- 螺桿 14-冷卻夾套-,一般來講，機(jī)筒的溫度越高，螺桿的轉(zhuǎn)速越低，則熱傳導(dǎo)的能量越重要；反之，剪切作用的機(jī)械能就處于主導(dǎo)地位。,能量來源： 隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，筒壁上的熔膜被強(qiáng)制刮下來移走而使熔融層受到剪切作用，使部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變熱能.,在螺桿擠壓機(jī)中，聚合物的能量來源于兩個(gè)方面：加熱器的熱傳導(dǎo)能量、剪切作用的機(jī)械能轉(zhuǎn)變而成熱能。,B 熔

5、融的熱力學(xué)分析,對(duì)于結(jié)晶聚合物，在熔點(diǎn)Tm以上轉(zhuǎn)變成熔融態(tài)；對(duì)于無定形聚合物在粘流溫度以上轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)而熔融。 任何聚合物的熔融過程，都服從熱力學(xué)第二定律，即有：,Fm Hm - TSm 聚合物熔化過程中系統(tǒng)的Fm 0 故有：TmHm /Sm,聚合物分子鏈中隨H值的增加，熔點(diǎn)將提高。 當(dāng)H值一定時(shí)，聚合物的Tm 主要決定于S的變化.,表：幾種主要成纖高聚物的熔點(diǎn)和熱分解溫度,三.影響聚合物熔融動(dòng)力學(xué)的因素,無定形或結(jié)晶度低的聚合物，鏈的柔性大，構(gòu)象數(shù)多，結(jié)晶過程熵變較大，熔化溫度低，相同T下熔融速率較大。結(jié)晶度高的聚合物構(gòu)象少，熔化溫度高，要使其具有相同熔融速率，需較高熔化溫度。 分子間作用力

6、 焓變Hm 熔點(diǎn)Tm 熔化溫度； 柔性 熵變Sm 熔點(diǎn)Tm 熔化溫度； 聚合物的導(dǎo)熱系數(shù) 易傳熱 熔化速率 熔化溫度； 聚合物的比熱容Cp 所需要的能量 熔化速率 熔化溫度； 結(jié)晶聚合物的熔融潛熱 熔化速率 熔化溫度。,第二節(jié) 聚合物的溶解,一.聚合物溶解過程的特點(diǎn) 聚合物的溶解過程，是聚合物大分子在溶劑分子的作用 下，使大分子之間的作用力不斷減弱，進(jìn)而均勻地與溶劑 分子相互混合直至成為分子分散的均相體系的過程。,聚合物溶解過程分成兩個(gè)階段：,A.溶脹,溶劑分子擴(kuò)散進(jìn)入高聚物的外層，并逐漸由外層進(jìn)入內(nèi)層，使高聚物體積膨脹，稱為膨脹階段。,B.溶解,聚合物溶解過程的復(fù)雜性：,例:具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚

7、合物，只有溶脹；高聚物支化度越高，溶解度越低。,晶態(tài)聚合物,非極性：室溫下難溶解,極性：在極性溶劑中相對(duì)較易溶解,大分子逐漸進(jìn)入到溶劑中，直到形成均勻的溶液，達(dá)到完全溶解。,1、結(jié)晶聚合物的解結(jié)晶，需要吸熱,2、解結(jié)晶聚合物與溶劑進(jìn)行混合，甚至完全溶解,二.聚合物溶解過程的熱力學(xué),聚合物溶解過程中的分子運(yùn)動(dòng)變化:,大分子之間 溶 劑 之 間,作用力,大分子與溶劑間作用力,各種分子空間排列狀態(tài)數(shù)及運(yùn)動(dòng)自由度,聚合物溶解過程中的熱力學(xué)參數(shù)變化:,通常：S ，即S 0,因此Fm 的正負(fù)取決于Hm 的正負(fù)和大小。,Fm=Hm-TSm =X1 H11+X2 H22- H12 -X1T S11- X2T

8、S22+T S12,Fm0,T Sm Hm溶解,A)由熱焓變化決定的溶解過程 在該體系中，溶解過程發(fā)生的熵變與過程的熱焓變化相比非常小，可忽略。 Sm 0，則Fm= Hm= X1 H11+X2 H22- H12 聚合物溶解的條件： Fm X1 H11+X2 H22 特征： Sm 0， Hm 0,聚合物的溶解類型:,極性聚合物（特別是剛性鏈的聚合物）在極性溶劑中所發(fā)生的溶解過程 。由于大分子與溶劑分子的強(qiáng)烈相互作用，溶解時(shí)放熱，混合體系自由能降低。,B)由熵變決定的溶解過程 特征： Sm 0， Hm 0 非極性聚合物在非極性溶劑的溶解過程。溶解過程中不放熱或發(fā)生某種程度的吸熱（Hm 0）；同時(shí)過

9、程所發(fā)生的熵變很大（ Sm 0 ）,三、溶解度影響的結(jié)構(gòu)因素,鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，決定了分子之間作用力的強(qiáng)弱，一般來講分子間作用力強(qiáng)的聚合物，則較難溶解。 例如：PAN均聚物和共聚物溶解的差別。,（1）大分子鏈結(jié)構(gòu)的影響,A. 鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu),鏈的柔順性既取決于聚合物的結(jié)構(gòu)，還與溫度有關(guān)，一般來講鏈的柔順性越大，則越易溶解。 例如：升高溫度，則柔順性增加，故易溶解。,B 鏈的柔順性,C 鏈上官能團(tuán)分布的均勻性,官能團(tuán)分布的均勻性越好，由于聚集越緊密，故難溶解。,D. 高聚物交聯(lián)度越大，溶解度越低 在高聚物分子鏈中引入少量的化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)，會(huì)使溶解度明顯下降。,E. 高聚物分子量越高，溶解度越低 分子量高的

10、聚合體，其分子間的作用力比較大，故隨著分子量的提高，高聚物的溶解度下降；低聚物的存在則有利于減弱分子間的作用力，可使溶解度有所提高。,A. 結(jié)晶與非結(jié)晶 無定形聚合物，由于分子間作用力較弱，比結(jié)晶聚合物易溶解。 例如：結(jié)晶的聚烯烴，要在100以上才能溶解。 B. 極性結(jié)晶與非極性結(jié)晶 極性的結(jié)晶聚合物可以在室溫下溶解，這是因?yàn)榉懦龅臒崃靠梢允菇Y(jié)晶部分熔融；而非極性的結(jié)晶聚合物，必須先熔融才能溶解。,（2）超分子結(jié)構(gòu)的影響,A.極性與非極性溶劑 一般來講，極性溶劑可以溶解極性聚合物，非極性溶劑可以溶解非極性聚合物。 絕大部分通過濃溶液紡絲加工的成纖高聚物，一般采用極性溶劑溶解。 B.單一溶劑與混

11、合溶劑 混合溶劑比單一溶劑具有更好的溶解性。,（3）溶劑性質(zhì)的影響,四、 溶劑選擇的原則,“極性相近”原則,“溶度參數(shù)相近”原則,“高分子-溶劑相互作用參數(shù)”原則,（1）非晶聚合物,若是非極性：選擇溶度參數(shù)相近的溶劑，“相似相溶” 若是極性：溶度參數(shù)和極性都要與聚合物相近,( 2 )結(jié)晶聚合物,A. 非極性結(jié)晶聚合物,它的溶解包括結(jié)晶部分的熔融和高分子與溶劑的混合，兩者都是吸熱過程, HM 比較大，很難滿足H MTSM，因此只好提高溫度，使TSM增加，才能溶解,B. 極性結(jié)晶聚合物,例如：高密度聚乙烯PE(熔點(diǎn)是135)：溶解在四氫化萘中，溫度為120左右；間同立構(gòu)聚丙烯PP(熔點(diǎn)是135)：

12、溶解在十氫化萘中，溫度為130,例如尼龍?jiān)谑覝叵履苋芙庥诩姿帷⒈姿?、濃硫酸和酚?如能生成氫鍵，室溫下就能溶解,2.溶解度參數(shù)理論 對(duì)非極性混合體系(若無氫鍵形成,不發(fā)生體積變化)，Hildebrand導(dǎo)出混合熱焓計(jì)算式：,E/V-內(nèi)聚能密度(C.E.D.),表示單位體積的蒸發(fā)能（C.E.D.）(單位體積由分子因相互吸引而聚集產(chǎn)生的能量)., =(E/V)1/2-溶解度參數(shù) 若s p (或內(nèi)聚能密度相近) Hm 0 溶解可自發(fā)進(jìn)行 經(jīng)驗(yàn)公式| s - p|1.72.0, 溶劑系不良溶劑 選擇溶劑常用的規(guī)則：盡可能找與聚合物C.E.D.或相近的溶劑,高聚物的溶解度參數(shù)除用實(shí)驗(yàn)方法直接測(cè)定外，還

13、可以從高聚物的結(jié)構(gòu)式按下式進(jìn)行近似估算。 式中：E為高聚物分子的結(jié)構(gòu)單元中不同基團(tuán) 或原子的摩爾吸引常數(shù)；為高聚物的密度； M0為結(jié)構(gòu)單元的分子量。,混合溶劑若混合前后無體積變化：,混合溶劑,其中，X1、X2分別表示兩種純?nèi)軇┑捏w積分?jǐn)?shù)，1、2分別表示兩種純?nèi)軇┑娜芏葏?shù),混合溶劑對(duì)高聚物的溶解能力往往高于單一溶劑。在某些情況下，高聚物不能溶于單組分溶劑中，必須使用二元或多元混合溶劑。,對(duì)極性溶劑體系：以C.E.D.相近原則選擇溶劑常會(huì)出偏差 溶解度參數(shù)理論修正：,d-色散力貢獻(xiàn) p-極性貢獻(xiàn) h-氫鍵貢獻(xiàn), =,修正后選擇溶劑的方法：由三維坐標(biāo)(d、 p、 h)圖預(yù)測(cè),R 不溶,溶劑的溶度參

14、數(shù)的三個(gè)分量都接近聚合物的三個(gè)分量，那么溶劑和聚合物才是互溶體系。具體是在聚合物溶度參數(shù)的三維坐標(biāo)中，以聚合物溶度參數(shù)為原點(diǎn)存在一個(gè)球體，溶劑的溶度參數(shù)的位于球內(nèi)的，即為良溶劑，接近邊界的為部分互溶，在球體外的，為非溶劑。,3.高分子-溶劑相互作用參數(shù)(哈金斯參數(shù)) 1,1反映了高分子與溶劑混合過程中相互作用能的變化。 1數(shù)值可作為溶劑優(yōu)劣的半定量判據(jù)。 1 ，高分子-溶劑相互作用力 即溶劑的溶解能力,一般： 1 0.5 不良溶劑 1 0.5 良溶劑,若干高聚物-溶劑體系的X1值,4.高分子材料成型工藝對(duì)溶劑的要求,工藝要求：溶劑+聚合物 濃溶液：加工流變性好,等濃度溶液的粘度,即：等濃度溶液

15、的粘度越低或等粘度溶液的濃溶液越高，則此溶劑的溶解性能就越好。 還需要從經(jīng)濟(jì)效果和勞動(dòng)保護(hù)的角度考慮。 溶劑的沸點(diǎn)不應(yīng)太低或太高； 溶劑有足夠的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，能回收； 溶劑的毒性和腐蝕性要低； 溶劑對(duì)聚合物無破壞作用； 溶劑有良好的溶解能力。,離子液體是在室溫及相鄰溫度范圍內(nèi)完全由離子組成的有機(jī)液體。 離子液體具有極性強(qiáng)、不揮發(fā)、不易氧化、不易燃易爆、對(duì)無機(jī)和有機(jī)化合物有良好的溶解性和對(duì)絕大部分試劑穩(wěn)定等優(yōu)良特性，因此被稱為綠色溶劑。,經(jīng)濟(jì)環(huán)保要求：綠色 目前生產(chǎn)中采用的有些溶劑或多或少存在著不穩(wěn)定、有毒、不易回收、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。一種代替易揮發(fā)溶劑離子液體（ionic liquid）

16、，正在研究和開發(fā)之中。,五.聚合物-溶劑體系的相平衡,醋酸纖維和粘膠纖維相圖，是以LCST為特征,4.相平衡圖研究目的：(1) 確定哪些聚合物可以通過溶液來加工成型(2)了解聚合物的加工在怎樣的條件下合適,六 聚合物溶解過程的動(dòng)力學(xué),2、聚合物溶解的動(dòng)力學(xué),動(dòng)力學(xué)方程式,用Fick定律表示，即有：,式中，Jv為擴(kuò)散物質(zhì)的體積通量； Vs為擴(kuò)散物質(zhì)的比容,由上可知： 擴(kuò)散系數(shù)D、濃度差C 擴(kuò)散速度 溶解速度； 溶脹層厚度 擴(kuò)散速度 溶解速度。,（1）溫度對(duì)溶解速度的影響 溫度的升高 溶劑和聚合物的擴(kuò)散系數(shù)、聚合物柔性的增加、擴(kuò)散層粘度的下降 聚合物溶解速度的提高。,溫度對(duì)溶解速度和溶解度的平衡

17、升高溫度，聚合物的溶解過程會(huì)加快，即溶解速度加快；但對(duì)溶解度就不一定了； 上臨界混溶溫度的聚合物體系，溫度升高，溶解度也會(huì)加大； 下臨界混溶溫度的聚合物體系，溫度升高，溶解度會(huì)下降。,3、影響溶解速率的因素,注意,正確控制溶脹和溶解過程的條件，對(duì)原液制備工藝和合理化，對(duì)提高原液的質(zhì)量，乃至改進(jìn)成品的性能都十分重要的。,第二章 纖維成型中混合和分散,在實(shí)際應(yīng)用中，高分子材料中一般有各種添加劑或其它種類的聚合物。 聚合物共混和添加改性的目的是為了改善聚合物的加工性，改進(jìn)制品的使用性能或降低成本。 聚合物共混和添加改性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是混合。,第一節(jié) 常用添加劑的種類,1.熱穩(wěn)定劑 聚合物加工過程中為

18、阻止熱降解反應(yīng)所加的添加劑。 eg:鉛鹽類、金屬皂類 、有機(jī)錫類、有機(jī)銻類、稀土類、復(fù)合穩(wěn)定劑等 . 應(yīng)用實(shí)例: PVC 2.抗氧劑 可抑制或延緩高分子材料自動(dòng)氧化速度、延長其使用壽命的物質(zhì)。 (1)鏈終止型：通過與動(dòng)力學(xué)鏈相結(jié)合(與自由基R、ROO 反應(yīng))中斷自動(dòng)氧化的鏈增長并消滅自由基。 (2) 預(yù)防型：可盡量少形成自由基以抑制或 減緩引發(fā)反應(yīng)。,3.抗臭氧劑 可以阻止或延緩高分子材料發(fā)生臭氧破壞的化學(xué)物質(zhì)。 eg:喹啉類衍生物，醛胺、酮胺的縮合物、對(duì)苯二胺衍生物等。 4.光穩(wěn)定劑 有效地抑制光致降解物理和化學(xué)過程的一類化合物。 (1)光屏蔽劑(能反射和吸收紫外光的物質(zhì)) (2)紫外線吸收

19、劑(能強(qiáng)烈地選擇性吸收高能量的紫外線，并進(jìn)行能量 轉(zhuǎn)換，以熱能形式或無害的低能輻射將能量釋放的一類物質(zhì)). (3)猝滅劑(能通過分子間的能量轉(zhuǎn)移迅速將激發(fā)態(tài)分子猝滅并轉(zhuǎn)變成熱能、熒光或磷光形式經(jīng)輻射散失后回到基態(tài)的一類物質(zhì))。 (4)自由基捕捉劑(含氫過氧化物分解劑）(能通過捕獲自由基、分解過氧化物等途徑賦予高分子材料高度光穩(wěn)定性的一類化合物).,5.生物抑制劑(防霉劑、殺菌劑、抑菌劑) 保護(hù)材料免受微生物不利影響的物質(zhì)。 例:酚類、有機(jī)硅季銨鹽、雙胍類、苯胺類、有機(jī)錫化合物、無機(jī)類 DC5700: 3-（三甲氧基硅烷基）丙基二甲基十八烷基季銨氯化物,6.抗靜電劑 能有效地阻止材料物質(zhì)加工或使

20、用過程中發(fā)生靜電荷積累的一類 物質(zhì)。 eg: 陰離子型：硫酸衍生物 磷酸衍生物 聚丙烯酸鹽等 陽離子型：季銨鹽、胺鹽等 兩性離子型：季胺內(nèi)鹽、烷基氨基酸類等 非離子型：多元醇(醇酯)、胺類衍生物等 炭黑,7. 阻燃劑 能提高可燃性材料耐燃性的物質(zhì)。 eg:添加型：磷酸酯及其它磷化物 有機(jī)鹵化物 無機(jī)化合物(Sb2O3、Al(OH)3等 含鹵有機(jī)硅和有機(jī)銻化合物等 反應(yīng)型：鹵代酸酑 含磷多元醇 其它 極限氧指數(shù)LOI LOI 阻燃性,8.增塑劑 用以使高分子材料制品塑性增加，改進(jìn)其柔軟性、延伸性和加工性的物質(zhì)。 eg:苯二甲酸酯類（DOP等） 水 9.化學(xué)劑(交聯(lián)劑及交聯(lián)用添加劑) 能使高分子材

21、料發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)以改變其性質(zhì)的物質(zhì)。 eg:有機(jī)過氧化物 硫化劑 典型實(shí)例：橡膠的硫化,10.發(fā)泡劑 可使一定粘度范圍內(nèi)的液態(tài)或塑性狀態(tài)的高分子化合物形成微 孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。 eg:物理發(fā)泡劑 化學(xué)發(fā)泡劑 11.著色劑 能賦予高分子材料某種顏色的物質(zhì)。 eg:有機(jī)染料 顏料(有機(jī)、無機(jī)),12.填充劑(填料) 能使高分子化合物的用量減少或(并)能改善制品某些機(jī)械性能的固體物質(zhì)。 增量填充劑(增量劑、非增強(qiáng)填料) 例: CaCO3、硫酸鹽類、含硅化合物 補(bǔ)強(qiáng)性填充劑(補(bǔ)強(qiáng)劑、增強(qiáng)劑、增強(qiáng)填料) 例:炭黑、纖維類、金屬晶須,13.潤滑劑 為降低聚合物熔體與加工機(jī)械之間及熔體內(nèi)部相互間的摩擦和粘附、

22、改善流動(dòng)性、促進(jìn)加工成型、提高制品外觀質(zhì)量等的一類添加劑。 內(nèi)潤滑劑：eg:脂肪醇(酸) 外潤滑劑：eg:石蠟,14.其他添加劑 eg:偶聯(lián)劑、橡膠軟化劑、增粘劑、抗沖擊改性劑,一.混合的定義 混合是一種趨向于減少混合物非均勻性的操作，是系統(tǒng)內(nèi)各組分在其基本單元沒有本質(zhì)變化的情況下，在系統(tǒng)全部體積內(nèi)的細(xì)化和分布的過程。,第二節(jié) 混合的基本概念和原理,不同組分的混合、分子量不同的聚合物的均化、溫度的均化等都是一種混合過程。 混合過程包括組分的選?。ㄅ浞皆O(shè)計(jì)）、混合工藝和混合設(shè)備,二.混合機(jī)理 按照Brodkey混合理論,混合涉及到擴(kuò)散的三種基 本運(yùn)動(dòng)形式。 (一)分子擴(kuò)散 在濃度梯度驅(qū)使下，各組

23、分自發(fā)地由濃度較大的區(qū) 域遷移到濃度較小的區(qū)域從而達(dá)到各處組分均化的一 種擴(kuò)散形式。 分子擴(kuò)散在氣體和低粘度液體中占支配地位，聚合物熔體與熔體的混合不是靠分子擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)的。,(二)渦旋擴(kuò)散(渦流或紊流擴(kuò)散) 由系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的紊流而實(shí)現(xiàn)的一種擴(kuò)散形式。 在聚合物加工中，聚合物物料的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)不到紊流，且粘度又高，很少發(fā)生渦旋擴(kuò)散。,(三)體積擴(kuò)散(對(duì)流混合) 指流體質(zhì)點(diǎn)、液滴或固體粒子由系統(tǒng)的一 個(gè)空間位置向另一空間位置的運(yùn)動(dòng)；或指兩 種或多種組分在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生運(yùn) 動(dòng)，以期達(dá)到各組分的均勻分布。 在聚合物加工中，這種混合占支配地位.,(1)體積對(duì)流混合 通過塞流使物料不需要連續(xù)變形便發(fā)生簡(jiǎn)

24、單的體積重排和置換來達(dá)到混合。,1.對(duì)流混合的機(jī)理,(2)層流對(duì)流混合(層流混合) 通過層流(層狀流動(dòng))使物料受到剪切、拉伸或擠壓等作用而變形來達(dá)到混合。,圖：混煉三要素 P-壓縮 S-剪切 D-置換,固體粒子間的混合不會(huì)發(fā)生層流混合。層流混合中，物料要受到剪切、伸長（拉伸）或擠壓（捏合），發(fā)生在熔體之間的混合。,2.層流混合的種類 (1)流變性均勻流體的層流混合 各組分流變性均勻，即少組分的粘度與多組分的粘度相同. 兩種粘性液體間的界面會(huì)增加，界面作為層流混合過程的定量度量。 在這種流動(dòng)中界面面積的增加并不是最大的，因此混合效果不是最好。,(2)流變性非均勻流體的層流混合 各組分流變性不均勻

25、，即少組分的粘度與多組分的粘度 有差異.,圖：流變性不均勻流體在平行平板混和器中的混和,=11=22=33 且 1=3, =,H2=H, 1=,V1=V- 1H1,3=,= 1,V2= 1H3= 1(H-H1-H), 2=,=,V- 1H1- 1H+ 1H+ 1H1,H,V1-V2,H2,V2,H3,V-V1,H1,dV,dH,=,V+ 1H(-1),H,=,V+( 2/1)2H(-1),H,=,1V+2 2H(-1),1 H, 2=,V1,H(1-) 2+1,=,V,H,1,(1-) 2/1+, 22/ 1 ， ,2,V,H,1,2,2,1, 2 混合質(zhì)量,1， 0,高粘度的少組分混合到低粘度的多組分中-比較困難 低粘度的少組分混合到高粘度的多組分中-相對(duì)容易,三.混合表征 (1)均一性 指混得勻不勻，濃度變化大小如何，即分散相濃度分布是否均勻。,分散度是指被分散物質(zhì)的破碎程度如何。破碎程度大，粒徑小，其分散度就高；反之，粒徑大，破碎度小，則分散得不好。,(2)分散度,圖：混合物