两种
高聚物相容性差,共混后形成
非均相体系,分散相分散在连续相中,像小岛分散在海洋中一样,称为海岛结构。 利用海岛结构两相作用的机理,可对聚合物性能进行改善。
正如上文提到的,分离相处于连续相中时,都可以称为“海岛结构”,但这种两相分离结构引人们起重视却是在树脂固化物中开始的,1970年,美国科学家发明了一种能高效增韧环氧树脂的液体反应性丁腈橡胶,为了揭示高效增韧的原因,他们对树脂固化物断面进行了分析,通过电镜,在放大5000倍后,看到了如示意图图所示的结构,后来,人们把固化物中能出现的这种结构称为“海岛结构”。
当采用一种弹性体为树脂增韧时,不可避免的会因为弹性体的添加而对树脂本身造成影响,而海岛结构的增韧情况出现时,增韧成份进入到了示意图中的“海岛”中,这些“海岛”和树脂本身固化所形成的固化物是分离的,如果添加到树脂中的增韧成份全部能进入到“海岛”中去,那么理论上该增韧成份不会对树脂固化物的很多性能如玻璃化转变温度,耐水、耐化、耐溶剂性,密封性,乃至于强度造成太大的影响,理由很简单,这些性能和已经与树脂固化物分离的弹性体没太大关系。
即使不与树脂连接,同样也称能称为海岛结构。 但反应性聚合物增韧所形成的“海岛结构”与树脂固化物是有连接的,因此,虽然对树脂固化物本身的很多性能影响不大,但通过与树脂固化物连接的弹性体的储能作用,却赋予了树脂材料优异的韧性,关于其性能的研究报道很多。
典型的海岛结构在
电子显微镜下能清楚的区分,如果用不与树脂反应的聚合物增韧树脂,这些聚合物在固化后也是分开的,但分离不明显,也无法在电子显微镜下区别出来,所以形不成“海岛结构”。
反应性聚合物增韧树脂时,固化后也带有不确定性,有些能分离,有些不能分离;有的分离出来的多,有的分离出来的少。如果存在不能分离的情况,势必对固化物的整体性能造成不利影响。有一种情况,即反应性聚合物只有两个活性基团去连接树脂,而且严格的位于两端时,就会使弹性体全部分离(而只是两端连接树脂固化物)。
会不会存在与树脂多处连接(而不仅仅是两个端基)的海岛结构?这要看反应性聚合物本身,但有一点很确定,就是如果存在这种情况,材料的耐疲劳性将大大下降,因为能溶解于树脂中的
聚合物分子量都不大,多点连接,势必使两个连接点之间的弹性体的弹性被限制,在材料受外力时发生断裂的情况。逐次断裂,最终会导致材料的韧性越来越差。很显然,只有两端连接树脂的弹性体则不会这样,所以耐疲劳性非常优秀。