高分子概論ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-07 12:07本頁(yè)面
【正文】 高分子材料的增韌改性 1. 橡膠增韌塑料 ? 機(jī)理 ：橡膠粒子能提高脆性塑料的韌性，是因?yàn)橄鹉z粒子分散在基體中，形變時(shí)成為應(yīng)力集中體，能促使周圍基體發(fā)生脆－韌轉(zhuǎn)變和屈服。 ? 屈服的主要形式 ：引發(fā)大量 銀紋 和形成 剪切屈服帶 ，吸收大量變形能，使材料韌性提高。剪切屈服帶還能終止銀紋，阻礙其發(fā)展成破壞性裂縫。 2. 塑料的非彈性體增韌改性 ? 機(jī)理：加入剛性有機(jī)填料（ rigid anic filler， ROF)、剛性無機(jī)填料，使基體發(fā)生脆－韌轉(zhuǎn)變。 ROF粒子發(fā)生“冷拉變形”，吸收變形能。 第四節(jié) 高分子溶液的性質(zhì)及應(yīng)用 高分子溶液是生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究均要碰到的問題 生產(chǎn)實(shí)踐中： ①濃溶液 ——油漆，涂料，膠粘劑，紡絲液，制備 復(fù)合材料用到的樹脂溶液（電影膠片片基），高聚 物 /增塑劑濃溶液等。 ②稀溶液 ——分子量測(cè)定及分子量分級(jí)（分布）用 到的稀溶液。 一、高分子材料的溶解和溶脹 （一） 溶解過程的特點(diǎn) ? 溶解過程緩慢，且先溶脹再溶解 ? 非晶態(tài)高分子材料比結(jié)晶高分子材料易于溶解 ? 交聯(lián)高分子材料只溶脹，不溶解 （二）溶劑選擇原則 ? 極性相似原則 ? 極性高分子易溶于極性溶劑 ? 非極性高分子易溶于非極性溶劑 例如： ? 天然橡膠、丁苯橡膠等能溶于非極性碳?xì)浠衔锶軇ㄈ绫?、石油醚、甲苯、己烷等）? ? 聚乙烯醇不能溶于苯而能溶于水中。 ? 溶解度參數(shù)相近原則 22121 )( ???? ??? MVHVM ——溶液總體積 ——溶劑的體積分?jǐn)?shù) ——溶質(zhì)的體積分?jǐn)?shù) ——溶劑的溶解度參數(shù) ——溶質(zhì)的溶解度參數(shù) 1?2?1?2?根據(jù) Hildebrand溶度公式： ~ ?? ??0?? mG 溶解過程是溶質(zhì)和溶劑分子的混合過程，在恒溫恒壓下，過程能自發(fā)進(jìn)行的必要條件是混合自由能 0?????? mm STHG對(duì)于非極性或弱極性的非晶態(tài)高分子，一般要求 （二）溶劑選擇原則 例： 聚丙烯腈 δ＝ ，二甲基甲酰胺 δ＝ ，按溶解度參數(shù)相近原則二者似乎不相溶，但實(shí)際上聚丙稀腈在室溫下就可以溶于二甲基甲酰胺，為什么？ ? 廣義酸堿作用原則 酸 （電子接受體、親電子體）＋ 堿 （電子給予體、親核體） 例： 判斷聚氯乙烯 (δ＝ )能溶于哪種溶劑：氯仿 (δ＝ )、環(huán)己酮 (δ＝ ) 聚氯乙烯與環(huán)己酮之間能產(chǎn)生氫鍵： C l C H O（二）溶劑選擇原則 方法 端基分析 膜滲透壓法 蒸汽壓法 沸點(diǎn)上升法 測(cè)得平均相對(duì)分子質(zhì)量的類型 適用相對(duì)分子質(zhì)量范圍 3 104 2 104~106 3 104 104 方法 冰點(diǎn)下降法 光散射法 粘度法 超速離心沉 降法 測(cè)得平均相對(duì)分子質(zhì)量的類型 適用相對(duì)分子質(zhì)量范圍 104 103~107 103~108 102~106 二、相對(duì)分子質(zhì)量及分布的測(cè)定 nM nM nM nMnM wM ?M zM測(cè)定高分子材料平均相對(duì)分子質(zhì)量的方法及適用范圍 ?溶劑 溶液 半透膜 溶劑 相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定舉例：滲透壓法（ Osmomit pressure） 滲透壓公式： )1(T－ 2 cAMRcn???π－滲透壓； c－溶液濃度， A－維利系數(shù) 通過實(shí)驗(yàn)分別測(cè)定若干不同濃度溶液的滲透壓，用 π/c 對(duì) c 作圖得到直線，根據(jù)斜率求得 A2，根據(jù)截距可求得 nM相對(duì)分子質(zhì)量分布測(cè)定方法舉例：凝膠滲透色譜法（ GPC） GPC按分子尺寸 分離大分子原理 （ 1）將被測(cè)高分子稀溶液從色譜柱上方加入，然后用溶劑連續(xù)洗提。 流出液中相對(duì)分子質(zhì)量大的分子首先流出，相對(duì)分子質(zhì)量小的分子最后流出。 （ 2）用示差折光檢測(cè)儀測(cè)定出試樣相對(duì)分子質(zhì)量分布情況。 Ve Δn 第五節(jié) 高分子液體的流變性 ? 高分子材料粘流態(tài)（或濃溶液）流動(dòng)的特征：材料的形變除有不可逆的流動(dòng)成分外，還有部分可逆的彈性形變部分。因此，這種流動(dòng)稱為“ 彈性流動(dòng) ”或“ 類橡膠液體流動(dòng) ”。 ? 具體表現(xiàn)： ? 粘性流動(dòng)：剪切變稀行為 ? 彈性形變：擠出脹大、熔體破裂、法向應(yīng)力差等 高分子液體的流動(dòng)曲線 牛頓流體 ???? 牛頓流體： 剪切應(yīng)力與剪切速率成正比 ??? ?0?? 假塑性流體： 剪切速率增大，表觀粘度降低，呈剪切變稀效應(yīng) 假塑性流體 剪切變稀現(xiàn)象 ? 剪切變稀現(xiàn)象 ：粘度隨剪切速度提高而下降。 ? 產(chǎn)生原因： 當(dāng)體系所受的剪切應(yīng)力或剪切速率較大時(shí)，一方面高分子鏈的構(gòu)象發(fā)生明顯變化，這種變化主要源于大分子鏈沿流動(dòng)方向取向；另一方面由于過程進(jìn)行速度快，體系沒有足夠的時(shí)間充分松弛，使長(zhǎng)鏈大分子偏離原來的平衡構(gòu)象。取向的大分子間相對(duì)流動(dòng)阻力減小，剪切速率或者剪切應(yīng)力越大，大分子鏈的取向越快，取向程度越高，使體系宏觀粘度下降，出現(xiàn) “ 剪切變稀 ” 現(xiàn)象。 高分子液體流動(dòng)中的彈性效應(yīng) 擠出脹大現(xiàn)象 現(xiàn)象 ：又稱口型膨脹效應(yīng)，是指高分子熔體被強(qiáng)迫擠出口模時(shí)，擠出物尺寸大于口模尺寸，截面形狀也發(fā)生變化的現(xiàn)象 產(chǎn)生原因 ：擠出后外力消失，高彈形變恢復(fù) 2. 不穩(wěn)定流動(dòng)和熔體破裂現(xiàn)象 ? 現(xiàn)象： 高分子熔體從口模擠出時(shí)，當(dāng)擠出速率超過某一臨界速率時(shí)，就容易出現(xiàn)彈性湍流，導(dǎo)致流動(dòng)不穩(wěn)定，擠出物表面粗糙。隨擠出速率的增大，可能先后出現(xiàn)波浪形、鯊魚皮形、竹節(jié)形、螺旋形畸變，最后導(dǎo)致完全無規(guī)則的熔體破裂。 ? 原因： 高分子液體的彈性儲(chǔ)能本領(lǐng)是有限的。當(dāng)外力作用速率很大時(shí)，外界賦予液體的形變能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出液體可承受的極限時(shí)，多余的能量以其它形式表現(xiàn)出來。其中產(chǎn)生新表面、消耗表面能是一種形式，即發(fā)生熔體破裂。 3. “爬桿”現(xiàn)象 ? 原因：靠近轉(zhuǎn)軸表面的線速度比較快，分子鏈容易被拉伸取向，距轉(zhuǎn)軸越近的大分子拉伸取向程度越大。這些大分子具有自發(fā)地回復(fù)到原來的卷曲構(gòu)象的傾向，但是這種彈性回復(fù)受到了不斷旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的限制，從而把這部分彈性能轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N包軸的向心力，把熔體分子沿軸向擠壓形成包軸層。 4. 無管虹吸、拉伸流動(dòng)
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