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二元高分子共混体系的界面

;对于不相容或部分相容体系，一般具有多相结构，各相之间有一个比较稳定的界面相，这个界面相在各相间起到一个桥梁和纽带的作用，它的许多性质完全不同与本体相，而且，共混体系的许多性质和性能取决于界面相的性质或性能。例如，共混体系的力学性能很大程度上由界面相决定。因此聚合物共混体系的界面性质研究是多相高分子材料领域十分重要的研究课题。;第一节表面张力

一、表面张力和表面自由能

（1）表面自由能：在一定条件下（如给定T、P）增加单位表面积所引起体系自由能的变化。

（2）表面张力：在一定条件下（如给定T、P）增加单位表面长度所需要的力。

表面自由能和表面张力越大，体系越趋向于减小表面积。

如果表面自由能的单位为erg/cm2，表面张力的单位为dyn/cm，则表面自由能和表面张力的数值是一样的。;二、表面张力与温度的关系

温度是决定一个体系表面张力的重要因素，温度对表面张力的影响比较复杂，对于绝大多数小分子体系，表面张力随温度升高而线性下降，对于大多数高分子体系也有同样的变化规律，但下降幅度要小于小分子体系，温度系数－d?/dT一般在0.1dyn/cm.K左右[1～3]，而高分子体系一般为0.05～0.08dyn/cm.K[4～6]。因为－d?/dT相当于表面熵，长链分子的构型限制使高分子的－d?/dT值较小。;[1]S.Wu

J.Macromol.Sci.,1974,C10,1

[2]E.A.Guggenheim

J.Chem.Phys.,1945,13,253

[3]L.Reidel

Chem.Ing.Tech.,1955,27,209

[4]S.Wu

J.ColloidInterfaceSci.,1969,31,153

[5]S.Wu

J.Polym.Sci.,1971,C34,19

[6]R.J.Roe

J.Phys.Chem.,1968,72,2013;表面张力随温度升高而线性下降的聚合物;全氟代烷体系的表面张力与温度的关系很好地符合二次方程[1]。对于高分子体系，表面张力与温度的关系偏离线性关系的情况很多，人们建立起了很多适用于不同体系的方程，例如：;[1]R.H.Dettre,R.E.JohnsonJr.

J.ColloidInterfaceSci.,1969,31,568;Polymer;将MacLeod方程微分：;三、表面张力与分子量的关系

在同系物中表面张力随分子量的增加而增大，而其表面熵随分子量增加而减???，当分子量趋于无穷大时，表面张力和表面熵都趋于一个定值。

Fox等人对同系物的本体性质做了大量研究，得出本体性质与分子量有下述关系[1～4]：;参考文献：

[1]T.G.FoxandP.J.Flory,

J.Polym.Sci.,1954,14,315

[2]T.G.FoxandP.J.Flory,

J.Appl.Phys.,1959,21,581

[3]T.G.FoxandS.Loshaek,

J.Polym.Sci.,1955,15,371

[4]R.Boyer,

RubberChem.Technol.,1963,36,1303;表面性质与本体性质有很大差别，表面张力随分子量的变化规律也完全不同于本体性质，例如正烷烃、全氟烷烃、聚甲基苯乙烯、聚异丁二烯等的表面张力与分子量的倒数呈很好的线性关系，人们通过对同系物的表面张力进行深入地研究总结出一个表面张力与分子量的经验关系式[1，2]：;[1]D.G.LeGrand,G.L.GainesJr.

J.ColloidInterfaceSci.,1969,31,162

[2]D.G.LeGrand,G.L.GainesJr.

J.ColloidInterfaceSci.,1973,42,181;1978年S.Wu用简单格子模型推导出了上式，给这一经验公式加上了理论基础。

如果用?r、?e分别表示聚合物重复单元和端基的表面张力，可以得到：;因为：;从同系物的密度出发，结合MacLeod方程也可以推导出表面张力与分子量的关系，如果把聚合物的