高分子概論聚合物的溶解特性結(jié)構(gòu)與性能-在線瀏覽
2024-12-03 06:22本頁面
【正文】 形變小，具有 虎克彈性行為： 形變?cè)谒查g完成，當(dāng)外力除去后，形變又立即恢復(fù)，表現(xiàn)為質(zhì)硬而脆，這種力學(xué)狀態(tài)與無機(jī)玻璃相似，稱為 玻璃態(tài) 。這種受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的性能稱 高彈性 ，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱 高彈態(tài) 。 當(dāng)溫度升到足夠高時(shí)，在外力作用下，由于鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致 整個(gè)分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生相對(duì)位移 ，聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆，這種力學(xué)狀稱為 粘流態(tài) 。分子量越大， Tf越高。 玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱為聚合物的力學(xué)三態(tài) 。 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)。 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(shí)才進(jìn)入粘流態(tài)。 （ 2）聚合物分子的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)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(yùn)動(dòng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)過程中，需要克服運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)單元所受到的大的內(nèi)摩擦力，這個(gè)克服內(nèi)摩擦力的過程稱為 松弛過程 。 （ 3）聚合物的分子運(yùn)動(dòng)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(kuò)大運(yùn)動(dòng)空間。 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(shí)，其物理性能急劇變化。 （ 1）轉(zhuǎn)變機(jī)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。 自由體積是分子鏈進(jìn)行構(gòu)象轉(zhuǎn)變和鏈段運(yùn)動(dòng)所需的活動(dòng)空間。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(shí)的溫度。柔順性差， Tg高。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 H = C H C H 2 7 3C H 3 主鏈中引入共軛雙鍵、芳環(huán)或芳雜環(huán) ，可提高分子鏈的剛性， Tg升高，如： O CC H 3C H 3C O O OH 3 CH 3 C聚 碳 酸 酯 聚 苯 醚T g (oC ) 1 5 0 2 2 0b. 側(cè)基或側(cè)鏈： 側(cè)基的極性越強(qiáng)，數(shù)目越多， Tg越高，如： C H 2 C HC H 3T g ( o C ) 1 8C H 2 C HC lC H 2 C HO HC H 2 C HC N聚 丙 烯 聚 氯 乙 烯 聚 乙 烯 醇 聚 丙 烯 腈8 1 8 5 9 0 剛性側(cè)基的體積越大，分子鏈的柔順性越差， Tg越高，如： C H 2 C HC H 3T g (oC ) 1 8聚 丙 烯C H 2 C HC C H 3C H 3H 3 CC H 2 C H C H 2 C HN聚 ( 3 , 3 二 甲 基 1 丁 烯 ） 聚
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