膜复合时界面情况讨论 通常高分子材料暴露在空气中,人们可以看到,能摸到的那部分称为高分子表面。从严格意义上讲,表面(或自由表面)是指纯的凝聚态物质与真空接触的那部分,然而实际生活中,大多数表面不可避免地与空气、油、灰尘等相接触。高分子材料暴露在空气中的表面实质上是高分子与空气的界面,因此表面和界面的概念的区分是相对而言的。表面的严格科学定义为:物体(固体)表面是真空状态下物体内部和真空之间的过渡区域,即物体最外面几层原子和覆盖在其上的一些外来原子和分子所形成的表面层。然而人们习惯说的表面时处于大气下的固体或液体的外部区域。而界面则为固体与固体、液体与液体之间的过渡区域。对聚合物而言,最表层的为吸附层,即迁移至表面的低分子量组分以及表面吸附的润滑油、添加剂等形成的半液体或液体薄膜,该层对聚合物的粘结起着破坏作用。第二是聚合物的表层,然后是聚合物本体。由于形成条件个存在条件等原因,聚合物的表层在结晶形态、结晶度、晶粒大小等方面均与本体有较大差异,其应力状态、分子量的缠结状态等也与本体不尽相同。又由于表层分子链的活动空隙较大,故其玻璃化温度低于本体;聚合物链段有内部向外部移动对体系能量更为有利,故表面的分子链含量高于本体。 固体聚合物的表面张力是由于分子间作用力(也称内聚力)的不平衡而产生的。与内部分子比较,聚合物表面上的分子具有称作内聚能的附加能量,这种能量倾向于将表面面积减小到最低值。而界面张力是指两种聚合物的界面上产生的分子键作用力(粘合力),界面上分子的附加能量称为粘合能。 研究表明,热力学不相容的聚合物共混体系的相界面有两种类型。1 )两相接触还是有两个界面构成,中间为一界限所分开。界面层具有与相应聚合物本身不同的结构形态和化学需分;2 )两相接触区是由一个特殊的过渡区层所构成,这种可视为是一种聚合物在另一种聚合物中自动形成的“乳液”。 两相界面区的形成过程首先是两相间发生接触,然后是两种聚合物大分子链段之间相互扩散,即聚合物由一相向另一相局部扩散,降低接触区的界面张力,同时在界面区两边产生了明显的浓度梯度。相互扩散的深度及界面区的厚度取决于两个共混组分的形容性。当二者完全不相容时,链段只能轻微扩散,形成明显的界面。随着两者的增加,链段的相互扩散程度提高,形成模糊的两相界面,当二者完全相容时,最终形成均相体系。 如果两种聚合物的表面张力相近,共混时通过诱导乳化...