Определение совместимости

05.06.2015

Часто бывает трудно определить, распадается ли смесь полимер—полимер на две фазы. Стандартными методами, которые более подробно будут описаны далее, являются светорассеяние, микроскопия и измерение температур стеклования. Эти методы пригодны для большинства бинарных систем, в которых полимеры полностью несовместимы, что оценивается по различиям в коэффициентах преломления и температурах стеклования; наличие двух фаз в таких смесях обычно видно невооруженным глазом. Проблема оценки фазового состояния полимерной смеси усложняется, когда полимеры частично совместимы, в особенности, когда они близки по свойствам. Чуть выше НКТР обе фазы имеют приблизительно одинаковый состав и не удивительно, что существуют разногласия по поводу совместимости определенных пар полимеров.
Чрезвычайно трудно отличить гомогенную фазу от тонкой дисперсии одного полимера в другом. Доступные аналитические методы отличаются по их разрешающей способности, что приводит к противоречивым результатам. Например, калориметрия может зафиксировать лишь один переход, отвечающий стеклованию системы, тогда как динамические механические испытания выявят два различных перехода. Иногда можно разрешить эту проблему с помощью электронной микроскопии, но только при наличии достаточного электронного контраста между компонентами.
Проблема оценки совместимости усложняется влиянием кинетических факторов. Понятие совместимости является термодинамическим и характеризует равновесное состояние системы. Однако смешение и разделение полимерных систем являются диффузионно-контролируемыми процессами, в которых равновесие устанавливается достаточно долго. Вторым кинетическим фактором, уже упоминавшимся, является то, что ограниченно смешивающаяся система может сохраняться между бинодалью и спинодалью неограниченно долго как метастабильная гомогенная фаза, если отсутствует явление нуклеации. Учитывая эти кинетические факторы, следует с некоторой осторожностью интерпретировать экспериментальные результаты. Несмешиваемость необязательно указывает на термодинамическую несовместимость; аналогично, существование гомогенной фазы не всегда является доказательством полной термодинамической совместимости.