高分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及聚合物性能概述(編輯修改稿)
2025-06-08 02:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 固體 (良溶劑 ) Cs C* Ce C+ ~% ~% 10 孤立線團(tuán) 鏈間相互作用 物理網(wǎng) 相互穿透高分子鏈 降溫 加非溶劑 線團(tuán)收縮 鏈內(nèi)凝聚 緊縮球粒 流動態(tài) （非晶態(tài)） 單鏈凝聚態(tài) 多鏈凝聚態(tài) 極稀溶液 (良溶劑 )：孤立的溶脹線團(tuán) (由于同一高分子鏈上鏈單元間的相斥作用 ) 稀溶液 ： Cs (動態(tài)接觸濃度 )，高分子鏈開始感受到其它鏈的相斥作用，但并沒有接觸，溶脹線團(tuán)開始收縮，尺寸減小 亞濃溶液 ： C*(接觸濃度 )，但是無法計(jì)算 C* 濃溶液 ： Ce(分子鏈的纏結(jié)濃度 )，鏈開始相互穿透，形成物理網(wǎng)，分子量的意義失去，鏈單元空間分布仍不均勻。除了溶劑的溶脹作用外，還要考慮線團(tuán)在交疊穿透時發(fā)生的屏蔽作用。 極濃溶液 ： C+ ，高分子鏈充分相互穿透，鏈內(nèi)作用被鏈間作用完全屏蔽，呈高斯鏈形態(tài)。鏈單元空間密度達(dá)到一致，隨著濃度的增加，分子鏈相互穿透的程度逐漸增加。 非晶態(tài)固體 ：高斯鏈。 極稀溶液 濃溶液 固體 高分子鏈相互穿透 孤立線團(tuán) 高分子凝聚態(tài)的特點(diǎn)： ? 高聚物具有較明顯的過冷液態(tài) —— 玻璃態(tài) ? 特殊的高彈態(tài)（具有高彈性） ? 晶區(qū)與非晶區(qū)共存 ? 取向態(tài)比較特殊 ? 粘流態(tài)的粘度特別大 ? 單鏈也能形成凝聚態(tài) 玻璃態(tài)的形成原因： ? 分子結(jié)構(gòu)的不對稱性 ? 混合物，減少結(jié)晶的 傾向 ? 用快速冷卻的方法避 免了結(jié)晶的形成 結(jié)構(gòu)無序的液體 結(jié)構(gòu)無序的固體 Tg 用快速冷卻的方法避免結(jié)晶的形成： 體系 冷卻速度 無定形高聚物 （不能結(jié)晶） SiO2 104K/s 金屬合金 105 K/s aGe, aSi 108 K/s ?無 機(jī)玻璃：一般的冷卻速率 (104101K/s)，體系粘度大，很容易形成玻璃體 ?金屬或合金：潑濺淬火 (splat quenching, 106K/s) 熔態(tài)旋淬 (melt spinning) 激光玻璃化技術(shù) (1010 ～ 1012K/s) （淬火條件非?？量蹋? ? 聚合物：一般的工藝條件即可，玻璃化轉(zhuǎn)變是高聚物的一種普遍現(xiàn)象，玻璃化溫度 Tg是高聚物的重要的特征溫度。 玻璃態(tài)的形成條件： 堅(jiān)硬的固體 柔軟的彈性體 Tg 聚合物具有較明顯的過冷液態(tài) — 玻璃態(tài)： ? 分子大 ? 分子間作用力大，各部分相互牽制 ? 要使整條分子鏈很好地排入晶格，必須有足夠的動能和時間 ? 還要求所有鏈段相互協(xié)調(diào) ? 上面的條件往往難以達(dá)到，因而聚合物很容易形成過冷液態(tài) —— 玻璃態(tài) 聚合物的玻璃態(tài)： ? 日常應(yīng)用的許多塑料制品，在使用條件下都或多或少存在于玻璃態(tài)下 ? 玻璃態(tài)聚合物是一個固體 ? 內(nèi)部的大分子鏈呈相對無規(guī)或非晶排列 ? 遠(yuǎn)程無序，類似于液體（液相） ? 分子鏈呈無擾的無規(guī)線團(tuán)形態(tài)（可用無規(guī)行走模型來描述） 有機(jī)玻璃音響 戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)艙罩 ?高度透明性 目前最優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達(dá)到 92％，比玻璃的透光度高。 ?機(jī)械強(qiáng)度高 抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高 7～ 18倍 經(jīng)過加熱和拉伸處理過的有機(jī)玻璃，韌性有顯著提高 即使釘子穿透了，有機(jī)玻璃上也不產(chǎn)生裂紋 被子彈擊穿后同樣不會破成碎片 防彈玻璃，軍用飛機(jī)上的座艙蓋 ? 重量輕 ，普通玻璃的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的 43％ ? 易于加工 能用車床進(jìn)行切削，鉆床進(jìn)行鉆孔 能用丙酮、氯仿等粘結(jié)成各種形狀的器具 也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工 ? 聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃） : Tg=105℃ 室溫下，堅(jiān)硬且透明 當(dāng) TTg時， 開始出現(xiàn)類似橡膠的高彈性 ? 天然橡膠（順式 聚異戊二烯） : Tg= 73℃ 室溫下，是柔軟而富有彈性的材料 而在 100℃ 時 卻是像玻璃一樣硬而脆的固體 ：塑料的使用上限溫度，橡膠的使用下限溫度。 gT 堅(jiān)硬的固體 柔軟的彈
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