功能高分子材料小結(jié)(編輯修改稿)
2024-11-14 11:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 與這先前的載荷歷史有關(guān)。 如果在某個高聚物材料上加以載荷 ,材料發(fā)生形變但達(dá)不到平衡 ,在一定時間后 ,再添加一新載荷 ,那么在這以后的形變將是這兩個載荷共同作用的結(jié)果。 小 結(jié) 3）形變的恢復(fù)的歷史效應(yīng)。 在已經(jīng)載荷了的高聚物材料上拿掉這個載荷 ,高聚物將發(fā)生回復(fù)。 這個回復(fù)過程極其緩慢 ,因此如果在一有限時間內(nèi) ,在這個高聚物上再次加上載荷 ,則高聚物的形變將受這個加載載荷和先前載荷歷史 (回復(fù) ) 的共同作用所支配 ,這就是高聚物力學(xué)行為的歷史效應(yīng)。 小 結(jié) 4 鏈段的運(yùn)動和玻璃化轉(zhuǎn)變 玻璃化轉(zhuǎn)變是高分子的鏈段由凍結(jié)到運(yùn)動或由運(yùn)動到凍結(jié)的一個轉(zhuǎn)變溫度。 在玻璃態(tài) ,由于溫度很低 ,分子運(yùn)動的能量很低 ,不足以克服主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)的位壘 ,鏈段運(yùn)動不能被激發(fā) ,只有一些比鏈段更小的單元才能運(yùn)動 ,受外力作用 ,其形變量很小 ,模量很高。 隨溫度升高 ,分子熱運(yùn)動的能量逐漸升高 ,達(dá)一定溫度(玻璃化溫度 Tg ) ,雖然整鏈運(yùn)動仍不可能 ,但熱運(yùn)動能量已足以克服內(nèi)旋轉(zhuǎn)位阻 ,鏈段運(yùn)動被激發(fā) ,高分子鏈的構(gòu)象可以通過鏈段的運(yùn)動而發(fā)生轉(zhuǎn)變 ,此時的高聚物若受外力作用 ,分子鏈可通過鏈段運(yùn)動改變構(gòu)象來適應(yīng)外力作用 ,即從蜷曲狀態(tài)逐漸伸展開來 ,在宏觀上就是高彈形變。 小 結(jié) 除去外力 ,又自發(fā)地從伸展?fàn)顟B(tài)回復(fù)到蜷曲狀態(tài) ,即構(gòu)象熵最大的狀態(tài)。在 Tg 高聚物由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)。因此 , Tg 是塑料使用溫度的上限 ,橡膠使用溫度的下限。具有重要藝意義。 小 結(jié) 5 WLF 方程 1） 松弛時間 通常的分子運(yùn)動 ,如高分子的整鏈運(yùn)動和鏈節(jié)的運(yùn)動 ,其溫度依賴性均符合 Arrhenius 方程 τ =τ 0 eΔH ／ RT , 2） WLF 方程 鏈段是高分子長鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)時特有的獨(dú)立運(yùn)動單元 ,其溫度依賴性也有其特殊的規(guī)律 ,即它不符合最普遍的Arrhenius 方程 ,而是符合特有的 WLF 方程 : Ln（ τ ／ τ S） = C1 ( T TS)／ C2 + ( T TS) WLF方程非常特殊 ,它的分母是 C2 + ( T TS) ,由于這里有一個減號 ,只要 T = TS C2 , 這個分母就為零 ,整個分式為無窮大。在物理上就是一個相變 ,由此而引出了原是松弛運(yùn)動的玻璃化轉(zhuǎn)變被認(rèn)為是熱力學(xué)二級相變的可能。 小 結(jié) WLF方程非常特殊 ,它的分母是 C2 + ( T TS) ,由于這里有一個減號 ,只要 T = TS C2 , 這個分母就為零 ,整個分式為無窮大 ,在物理上就是一個相變 ,由此而引出了原是松弛運(yùn)動的玻璃化轉(zhuǎn)變被認(rèn)為是熱力學(xué)二級相變的可能。 小 結(jié) 6 大尺寸取向和小尺寸解取向 在高分子的多重運(yùn)動單元中 ,最重要的是整鏈 (大尺寸單元 ) 和鏈段 (小尺寸單元 ) 的運(yùn)動。 表現(xiàn)在受拉伸應(yīng)力時可能產(chǎn)生所謂的大尺寸取向和小尺寸解取向。 在合成纖維生產(chǎn)中 ,為了制取高強(qiáng)度的纖維 ,要對纖維牽伸 ,提高它的取向度。但是為了避免纖維過度取向 ,避免變脆 ,一般還要求取向的纖維具有一定的彈性。
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