高分子概論聚合物的溶解特性結(jié)構(gòu)與性能(編輯修改稿)
2024-11-12 06:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 區(qū)的鏈段由于受晶格能的限制難以運動，使其形變受到限制，整個材料表現(xiàn)為由于非晶區(qū)的高彈態(tài)而具有一定的韌性，由于晶區(qū)的存在具有一定的硬度 ,象皮革。 形變 溫度 Tg 由于晶區(qū)限制了形變，因此在晶區(qū)熔融之前，聚合物整體表現(xiàn)不出高彈態(tài)。能否觀察到高彈態(tài)取決于非晶區(qū)的Tf是否大于晶區(qū)的 Tm。 若 TmTf， 則當(dāng)晶區(qū)熔融后，非晶區(qū)已進(jìn)入粘流態(tài)，不呈現(xiàn)高彈態(tài)；若 TmTf， 晶區(qū)熔融后，聚合物處于非晶區(qū)的高彈態(tài)，只有當(dāng)溫度 Tf時才進(jìn)入粘流態(tài)。 形變 溫度 Tg TmTf TmTf Tm 高結(jié)晶度（ 40%)聚合物 三、 力學(xué)狀態(tài)的分子運動特點 聚合物的分子運動具有以下特點： （ 1）運動單元的多重性 ： 聚合物的分子運動可分小尺寸單元運動（即側(cè)基、支鏈、鏈節(jié)、鏈段等的運動）和大尺寸單元運動（即 整個分子運動）。 （ 2）聚合物分子的運動是一個松弛過程 ： 在一定的外力和溫度條件下，聚合物從一種平衡狀態(tài)通過分子熱運動達(dá)到新的平衡狀態(tài)過程中，需要克服運動時運動單元所受到的大的內(nèi)摩擦力，這個克服內(nèi)摩擦力的過程稱為 松弛過程 。松弛過程是一個緩慢過程。 （ 3）聚合物的分子運動與溫度有關(guān) ： 溫度升高作用有兩：增加能量；使聚合物體積膨脹，擴大運動空間。 聚合物力學(xué)三態(tài)的分子運動單元各不相同 ： 玻璃態(tài) ：溫度低，鏈段的運動處于凍結(jié)， 只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長、鍵角等局部運動 ，形變??； 高彈態(tài) ： 鏈段運動 充分發(fā)展，形變大，可恢復(fù)； 粘流態(tài) ：鏈段運動劇烈，導(dǎo)致 分子鏈發(fā)生相對位移 ，形變不可逆。 四、 聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變理論 當(dāng)聚合物發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時，其物理性能急劇變化。 Tg是聚合物作為塑料使用的最高溫度，橡膠使用的最低溫度。 （ 1）轉(zhuǎn)變機理 ：自由體積理論 自由體積理論認(rèn)為聚合物的體積是由兩部分組成：高分子鏈本身所占的體積和高分子鏈間未被占據(jù)的空隙。高分子鏈間未被占據(jù)的空隙稱 自由體積 。 自由體積是分子鏈進(jìn)行構(gòu)象轉(zhuǎn)變和鏈段運動所需的活動空間。 當(dāng)聚合物冷卻時，自由體積逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一溫度時，自由體積收縮到最低值，聚合物的鏈段運動因失去活動空間而被凍結(jié)，聚合物進(jìn)入玻璃態(tài)。因此自由體積理論認(rèn)為玻璃化溫度就是使聚合物自由體積達(dá)到某一最低恒定臨界值時的溫度。 （ 2） Tg的影響因素 （ i）聚合物的結(jié)構(gòu) ： Tg是鏈段運動剛被凍結(jié)的溫度，而鏈段運動是通過主鏈單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，因此 Tg與高分子鏈的柔順性相關(guān)，柔順性好， Tg低 。柔順性差， Tg高。 具體表現(xiàn)如下： C H 2 C HC H 3C H 2 O S i OC H 3C H 3T g ( o C ) 1 8 5 0 1 2 3a。主鏈結(jié)構(gòu) ：主鏈由飽和單鍵所組成的聚合物，如 CC，CN， CO， SiO等，柔順性較好，一般 Tg不高： C H 2 C HC H 3T g ( o C ) 1 8C H 2 C
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