高分子物理知識(shí)點(diǎn)匯總1

1、材料科學(xué)與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院材料科學(xué)與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院材料科學(xué)教研室材料科學(xué)教研室高分子物理知識(shí)點(diǎn)匯總高分子物理知識(shí)點(diǎn)匯總主講：武潔主講：武潔 高分子物理作為高分子科學(xué)的一個(gè)重要的分支，其使命主要是研究聚合物的 結(jié)構(gòu) 與 性能 的關(guān)系。而它們之間的關(guān)系必須是通過(guò) 分子運(yùn)動(dòng) 才能體現(xiàn)出來(lái)。粘彈性粘彈性 高彈性高彈性 力學(xué)性能力學(xué)性能 流流變變 高分子物理主要內(nèi)容：高分子物理主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分子運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng)性能性能近程近程 遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程 凝聚凝聚態(tài)態(tài)（包括玻璃化轉(zhuǎn)變、粘流轉(zhuǎn)變等）（包括玻璃化轉(zhuǎn)變、粘流轉(zhuǎn)變等）各種轉(zhuǎn)變各種轉(zhuǎn)變光學(xué)性能光學(xué)性能電性能電性能熱學(xué)熱學(xué)第二章第二章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)高分子鏈的結(jié)構(gòu)第三章第

2、三章 高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)第五章第五章 高分子的運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)變高分子的運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)變第六章第六章 第七章第七章鏈結(jié)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)（單個(gè)高（單個(gè)高分子）分子）聚集態(tài)結(jié)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（許多構(gòu)（許多高分子）高分子）高分高分子結(jié)子結(jié)構(gòu)層構(gòu)層次次一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、構(gòu)型、構(gòu)包括結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、構(gòu)型、構(gòu)造和共聚物的序列結(jié)構(gòu)造和共聚物的序列結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）以及高分子的大?。ǚ肿恿考胺植迹┮约案叻肿拥拇笮。ǚ肿恿考胺植迹└叻肿又g通過(guò)范德華力和氫鍵高分子之間通過(guò)范德華力和氫鍵形成具有一定規(guī)則排列的聚集態(tài)形成具有一

3、定規(guī)則排列的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。包括晶態(tài)、非晶態(tài)、取向結(jié)構(gòu)。包括晶態(tài)、非晶態(tài)、取向態(tài)、液晶態(tài)及織態(tài)等。態(tài)、液晶態(tài)及織態(tài)等。三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)第二章第二章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)高分子鏈的結(jié)構(gòu)均聚物的鍵接方式共聚物的鍵接方式元素有機(jī)高分子主鏈中不含碳，具有無(wú)機(jī)物的熱穩(wěn)定性，又具有有機(jī)物的彈性和塑性。如，nOSiCH3CH3硅橡膠硅橡膠CH3CH3nOCOO聚砜OOS組成鏈的結(jié)構(gòu)單元主鏈的分類(lèi)例如：端羥基丁二烯羥基摩爾數(shù)除以分子的摩爾數(shù)是2端基例：例：2.7g丁羥橡膠用濃度為丁羥橡膠用濃度為0.1mol/L的鹽酸滴定，用了的鹽酸滴定，用了15mL時(shí)達(dá)到時(shí)達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)，求該橡膠的分子量。（等當(dāng)點(diǎn)

4、，求該橡膠的分子量。（3600g/mol） 線型高分子可在適當(dāng)溶劑中溶解，加熱時(shí)可熔融，易于加工線型高分子可在適當(dāng)溶劑中溶解，加熱時(shí)可熔融，易于加工成型。成型。 交聯(lián)高分子不能溶解，但可以在某溶劑中溶脹。交聯(lián)高分子不能溶解，但可以在某溶劑中溶脹。 支化高分子可以溶解在某些固定溶劑中。支化高分子可以溶解在某些固定溶劑中。 天然橡膠一定要經(jīng)過(guò)硫化變成交聯(lián)結(jié)構(gòu)后才能使用。天然橡膠一定要經(jīng)過(guò)硫化變成交聯(lián)結(jié)構(gòu)后才能使用。溶解度對(duì)比：支化分子對(duì)高分子材料的使用性能有一定的影響。支化分子對(duì)高分子材料的使用性能有一定的影響。如：低密度的聚乙烯（支化）和高密度聚乙烯（線型）如：低密度的聚乙烯（支化）和高密度聚乙

5、烯（線型） 1,2加成，鍵接異構(gòu)（頭尾，頭頭）加成，鍵接異構(gòu)（頭尾，頭頭） CH2CH3CCHCH2CCHCH2CH2CH3CH2CCH2CHCH3CHCH3CH2CCH3,4加成，加成，鍵接異構(gòu)（頭尾，頭頭）鍵接異構(gòu)（頭尾，頭頭）1,4加成，幾何異構(gòu)（順?lè)矗?，加成，幾何異?gòu)（順?lè)矗?，鍵接異構(gòu)（頭尾，頭頭）鍵接異構(gòu)（頭尾，頭頭）異戊二烯在聚合異戊二烯在聚合過(guò)程中可能的過(guò)程中可能的異構(gòu)體異構(gòu)體 旋光異構(gòu)高分子不一定有旋光性（原因）。旋光異構(gòu)高分子不一定有旋光性（原因）。試述下列烯類(lèi)聚合物的構(gòu)型特點(diǎn)及其名稱(chēng)（試述下列烯類(lèi)聚合物的構(gòu)型特點(diǎn)及其名稱(chēng)（R和和S是一對(duì)旋光是一對(duì)旋光異構(gòu)體），異構(gòu)體），（1

6、）-R-R-R-R-R-；-S-S-S-S-S-；全同立構(gòu)，由一種旋光異；全同立構(gòu)，由一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成。構(gòu)單元鍵接而成。（3）-R-S-R-S-R-S-；間同立構(gòu)，由兩種旋光異構(gòu)單元交替；間同立構(gòu)，由兩種旋光異構(gòu)單元交替鍵接而成。鍵接而成。（4）-S-R-R-S-S-R-。無(wú)規(guī)立構(gòu)；二種旋光異構(gòu)單元完全無(wú)。無(wú)規(guī)立構(gòu)；二種旋光異構(gòu)單元完全無(wú)規(guī)鍵接而成。規(guī)鍵接而成。 由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致高分子鏈具有全同和間同等立體異構(gòu)由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致高分子鏈具有全同和間同等立體異構(gòu)現(xiàn)象。（現(xiàn)象。（ ） lABS樹(shù)脂是三元接枝共聚物。樹(shù)脂是三元接枝共聚物。是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚是丙烯腈、丁二

7、烯和苯乙烯的三元共聚物，共聚方式上是無(wú)規(guī)與接枝共聚相結(jié)合。物，共聚方式上是無(wú)規(guī)與接枝共聚相結(jié)合。lSBS是二元嵌段共聚物，熱塑性彈性體，而是二元嵌段共聚物，熱塑性彈性體，而B(niǎo)SB不是。不是。l聚丁二烯（PB）是一種橡膠，而聚苯乙烯是一種塑料，因此兩者形成的SBS具有兩相結(jié)構(gòu)：PB鏈段形成連續(xù)的橡膠相，PS鏈段聚集成玻璃態(tài)微區(qū)，對(duì)PB鏈段起到了物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，從而使材料表現(xiàn)出橡膠的特性。而PS是熱塑型的，在高溫下能流動(dòng)，SBS是一種可用注塑方法進(jìn)行加工而不需要硫化的橡膠，又稱(chēng)為熱塑性彈性體。 BSB與SBS相反：連續(xù)相為PS，分散相為PB，所以有熱塑性但不具備彈性，不是熱塑性彈性體。二級(jí)鏈結(jié)構(gòu)

8、二級(jí)鏈結(jié)構(gòu) 高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象） 分子量和分子量分布分子量和分子量分布高分子鏈上高分子鏈上單鍵數(shù)目越多，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越自由，則高分子鏈構(gòu)象越多，鏈段單鍵數(shù)目越多，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越自由，則高分子鏈構(gòu)象越多，鏈段數(shù)也越多，鏈段長(zhǎng)度越小，鏈的柔順性越好。高分子鏈的卷曲程度越大。數(shù)也越多，鏈段長(zhǎng)度越小，鏈的柔順性越好。高分子鏈的卷曲程度越大。單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是高分子鏈能夠改變構(gòu)象的原因，也是高分子鏈的柔順性的單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)是高分子鏈能夠改變構(gòu)象的原因，也是高分子鏈的柔順性的原因，進(jìn)而是導(dǎo)致高分子鏈呈卷曲構(gòu)象的原因。原因，進(jìn)而是導(dǎo)致高分子鏈呈卷曲構(gòu)象的原因。鏈段鏈段柔順性柔順性第二章第二章 高分子鏈

9、的結(jié)構(gòu)高分子鏈的結(jié)構(gòu)l 試說(shuō)明構(gòu)象與構(gòu)型的區(qū)別。試說(shuō)明構(gòu)象與構(gòu)型的區(qū)別。 構(gòu)象構(gòu)象 構(gòu)型構(gòu)型 產(chǎn)生產(chǎn)生 單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn) 化學(xué)鍵確定化學(xué)鍵確定 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 屬于遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)屬于遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu) 屬于近程結(jié)構(gòu)屬于近程結(jié)構(gòu) 形式形式 隨熱運(yùn)動(dòng)不斷改變隨熱運(yùn)動(dòng)不斷改變 一旦生成就穩(wěn)定不變一旦生成就穩(wěn)定不變l試說(shuō)明鏈段與構(gòu)象及柔順性的關(guān)系。試說(shuō)明鏈段與構(gòu)象及柔順性的關(guān)系。 高分子鏈上單鍵數(shù)目越多，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越自由，則高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）高分子鏈上單鍵數(shù)目越多，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越自由，則高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）越多，鏈段數(shù)也越多，鏈段長(zhǎng)度越小，鏈的柔順性越好。越多，鏈段數(shù)也越多，鏈段長(zhǎng)度越小，鏈的柔順性越好。（1）主鏈結(jié)構(gòu)）主

10、鏈結(jié)構(gòu) 單鍵單鍵不同的單鍵柔順性順序?yàn)椋翰煌膯捂I柔順性順序?yàn)椋?Si-O- -C-N- -C-O- -C-C-， 孤立雙鍵旁的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易，鏈的柔順性孤立雙鍵旁的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易，鏈的柔順性好。好。主鏈如為共軛雙鍵，則分子顯剛性。主鏈如為共軛雙鍵，則分子顯剛性。 如：纖維素的剛性CH2CHCHCH2CH3nCH2CCHCH2n（2）側(cè)基）側(cè)基 側(cè)基的極性側(cè)基的極性極性大時(shí)，相互作用大，分子內(nèi)極性大時(shí)，相互作用大，分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)受阻，柔順性變差。旋轉(zhuǎn)受阻，柔順性變差。例如，柔順性順序：例如，柔順性順序： 聚丙烯腈聚丙烯腈聚氯乙烯聚氯乙烯聚丙烯聚丙烯 （極性減?。O性減小 ） 聚聚1,2-二氯乙烯二

11、氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯丁二烯聚氯丁二烯 （極性側(cè)基比例減少（極性側(cè)基比例減少 ） 側(cè)基的體積側(cè)基的體積基團(tuán)體積越大，空間位阻越大，基團(tuán)體積越大，空間位阻越大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難。內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難。 例如，柔順性順序：例如，柔順性順序： 聚苯乙烯聚苯乙烯 聚丙烯聚丙烯 CHCH2nClCCH2nCHCH2nFFFCH3CH3; 側(cè)基的對(duì)稱(chēng)性側(cè)基的對(duì)稱(chēng)性 聚異丁烯的每個(gè)鏈節(jié)上有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的甲基，這使主鏈間的距離增聚異丁烯的每個(gè)鏈節(jié)上有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的甲基，這使主鏈間的距離增大，左右旁式內(nèi)旋轉(zhuǎn)勢(shì)壘相同，分子鏈柔順性比聚丙烯好，可以做橡大，左右旁式內(nèi)旋轉(zhuǎn)勢(shì)壘相同，分子鏈柔順性比聚丙烯好，可以做橡膠。膠。 聚偏二氯乙

12、烯的柔順性大于聚氯乙烯，這是因?yàn)榍罢邆?cè)基對(duì)稱(chēng)排列，聚偏二氯乙烯的柔順性大于聚氯乙烯，這是因?yàn)榍罢邆?cè)基對(duì)稱(chēng)排列，使分子偶極矩減小。使分子偶極矩減小。 （3）分子鏈的長(zhǎng)短）分子鏈的長(zhǎng)短 分子鏈越長(zhǎng)，構(gòu)象數(shù)目越多，鏈的柔順性越好。分子鏈越長(zhǎng)，構(gòu)象數(shù)目越多，鏈的柔順性越好。（4）支鏈和交聯(lián)）支鏈和交聯(lián) 長(zhǎng)支鏈阻礙鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)起主導(dǎo)作用時(shí)，柔順性下降。長(zhǎng)支鏈阻礙鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)起主導(dǎo)作用時(shí)，柔順性下降。 短支鏈阻礙分子鏈之間的接近，有助于各分子鏈的內(nèi)旋短支鏈阻礙分子鏈之間的接近，有助于各分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使柔性增加。轉(zhuǎn)，使柔性增加。 交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)程度不大時(shí)，鏈的柔順性影響不大；當(dāng)交交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)程度不大時(shí)，鏈的柔順

13、性影響不大；當(dāng)交聯(lián)程度達(dá)一定程度時(shí)，則大大影響鏈的柔順性。聯(lián)程度達(dá)一定程度時(shí)，則大大影響鏈的柔順性。 （5）分子間作用力）分子間作用力 分子間作用力愈小，鏈的柔順性愈大，因此通常非極性鏈分子間作用力愈小，鏈的柔順性愈大，因此通常非極性鏈比極性鏈柔順性大。比極性鏈柔順性大。 如果分子內(nèi)（和分子間）存在氫鍵，則分子鏈的柔順性大如果分子內(nèi)（和分子間）存在氫鍵，則分子鏈的柔順性大大減弱。如聚己二酸己二酯要比聚己二酸己二胺柔順得多。大減弱。如聚己二酸己二酯要比聚己二酸己二胺柔順得多。思考：加入低分子增塑劑以后，柔順性的變化？思考：加入低分子增塑劑以后，柔順性的變化？（6）分子鏈的規(guī)整性）分子鏈的規(guī)整性

14、分子結(jié)構(gòu)越規(guī)整，結(jié)晶能力越強(qiáng)，一旦結(jié)晶，分子鏈的運(yùn)分子結(jié)構(gòu)越規(guī)整，結(jié)晶能力越強(qiáng)，一旦結(jié)晶，分子鏈的運(yùn)動(dòng)受到晶格力的限制，鏈的柔順性就表現(xiàn)不出來(lái)，高聚物呈動(dòng)受到晶格力的限制，鏈的柔順性就表現(xiàn)不出來(lái)，高聚物呈現(xiàn)剛性。例如，高密度聚乙烯現(xiàn)剛性。例如，高密度聚乙烯 。 聚乙烯聚乙烯 聚合物是熱力學(xué)上最穩(wěn)定的晶體。結(jié)晶度達(dá)聚合物是熱力學(xué)上最穩(wěn)定的晶體。結(jié)晶度達(dá)97%。除此之外，通常情況下的聚合物結(jié)晶都是一種亞穩(wěn)態(tài)。除此之外，通常情況下的聚合物結(jié)晶都是一種亞穩(wěn)態(tài)。 主鏈全部由單鍵組成的高分子，一般柔性 。主鏈中含有芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)的高分子鏈柔順性 。高分子主鏈含有孤立雙鍵，柔順性 。高分子側(cè)基體積越大，極性越強(qiáng)

15、，則柔順性 。較好較差較好越差 凝聚態(tài)形成的分子根源凝聚態(tài)形成的分子根源凝聚態(tài)分子間力大小的量度：內(nèi)聚能凝聚態(tài)分子間力大小的量度：內(nèi)聚能&內(nèi)聚能密度內(nèi)聚能密度 （CED）凝聚態(tài)包括凝聚態(tài)包括氫鍵氫鍵范德華力范德華力靜電力（取向力）靜電力（取向力）誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力色散力色散力晶態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)晶態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)非晶態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)（玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)）非晶態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)（玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)）高分子液晶高分子液晶 取向結(jié)構(gòu)取向結(jié)構(gòu) 織態(tài)結(jié)構(gòu)織態(tài)結(jié)構(gòu)三三級(jí)級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)程程結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)、凝聚態(tài)、材料性能之間的關(guān)系。鏈結(jié)構(gòu)、凝聚態(tài)、材料性能之間的關(guān)系。高分子的鏈結(jié)構(gòu)高分子的鏈結(jié)構(gòu)是決定聚合物基本性質(zhì)的主要因素是決定聚合物基本

16、性質(zhì)的主要因素高分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)高分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)是決定聚合物本體性質(zhì)的主要因素是決定聚合物本體性質(zhì)的主要因素鏈結(jié)構(gòu)直接影響凝聚態(tài)的結(jié)構(gòu)，間接地影響聚合物材料的性能，而凝聚態(tài)結(jié)鏈結(jié)構(gòu)直接影響凝聚態(tài)的結(jié)構(gòu)，間接地影響聚合物材料的性能，而凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)才是直接影響其性能的因素。構(gòu)才是直接影響其性能的因素。分子間力大小排序：氫鍵分子間力大小排序：氫鍵靜電力靜電力誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力色散力色散力mVECED摩爾體積CED越大，分子間作用力越大越大，分子間作用力越大; CED越小，分子間作用力越小越小，分子間作用力越小內(nèi)聚能密度：內(nèi)聚能密度：聚合物沒(méi)有氣態(tài)，只有液態(tài)與固態(tài)。聚合物沒(méi)有氣態(tài)，只有液態(tài)與固態(tài)。高分子中總的范

17、德華力超過(guò)了化學(xué)鍵的作用，使得在解除所有的范德華力之前化學(xué)鍵就斷裂了。完全非結(jié)晶聚乙烯的密度為0.85g/cm3，若其每摩爾重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)聚能等于8.577kJ，試求其內(nèi)聚能密度CED值。 u內(nèi)聚能密度同分子的極性有關(guān)，分子的極性越小，內(nèi)聚能密度越u內(nèi)聚能密度對(duì)聚合物的性能有很大影響，內(nèi)聚能密度越高，大分子間的作用力越 從而材料可作為 使用。u對(duì)耐熱性材料，要求其內(nèi)聚能密度低低高高強(qiáng)強(qiáng) 弱弱橡膠橡膠 塑料塑料 纖維纖維高高 低低期中考題：結(jié)晶聚合物的X衍射花樣是清晰的衍射環(huán)，而非結(jié)晶聚合物是模糊的彌散環(huán)。（ ）判斷是否結(jié)晶最重要的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是什么？判斷是否結(jié)晶最重要的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是什么？圖樣證據(jù)圖

18、樣證據(jù)清晰地衍射環(huán)清晰地衍射環(huán)尖銳的衍射峰尖銳的衍射峰布拉格衍射實(shí)驗(yàn)布拉格衍射實(shí)驗(yàn)衍射條件幾何圖：光程差恰好等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍。衍射條件幾何圖：光程差恰好等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍。注意：對(duì)于結(jié)晶聚合物是部分結(jié)晶的或半結(jié)晶的多晶體，既有結(jié)晶部分，又結(jié)晶聚合物是部分結(jié)晶的或半結(jié)晶的多晶體，既有結(jié)晶部分，又有非晶部分，因此：有非晶部分，因此：既有清晰的衍射環(huán)（同心圓既有清晰的衍射環(huán)（同心圓德拜環(huán)），又有彌散環(huán)，德拜環(huán)），又有彌散環(huán)，而非結(jié)晶聚合物僅有彌散環(huán)或稱(chēng)無(wú)定形暈而非結(jié)晶聚合物僅有彌散環(huán)或稱(chēng)無(wú)定形暈等規(guī)等規(guī)PS的衍射曲線的衍射曲線BACED211220300410311330321222421(Ia)20

19、強(qiáng)強(qiáng)度度2晶態(tài)等規(guī)晶態(tài)等規(guī)PS的衍射花樣的衍射花樣晶胞密度計(jì)算晶胞密度計(jì)算cAMZN V以聚乙烯以聚乙烯PE為例為例a、b、c分別為分別為0.740nm、0.493nm、0.2534nm。以以Z2代入上式可得代入上式可得 ： c 1.00g/ml，而實(shí)測(cè)的聚乙烯密度，而實(shí)測(cè)的聚乙烯密度， = 0.920.96g/cm3。平面鋸齒形平面鋸齒形和和螺旋形螺旋形是結(jié)晶高分子鏈的兩種典型構(gòu)象。是結(jié)晶高分子鏈的兩種典型構(gòu)象。聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型有聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型有纓狀膠束模型纓狀膠束模型 、折疊鏈結(jié)構(gòu)模型折疊鏈結(jié)構(gòu)模型、插線板模型插線板模型三種。三種。l什么是液晶態(tài)？熱力學(xué)特征是什么？什么是液晶態(tài)？

20、熱力學(xué)特征是什么？l液晶分子的主要組成單元以及各自的作用。液晶分子的主要組成單元以及各自的作用。l高分子液晶的相區(qū)間（熔點(diǎn)到清亮點(diǎn)）。高分子液晶的相區(qū)間（熔點(diǎn)到清亮點(diǎn)）。l按照液晶的形態(tài)和有序性，液晶可分為哪三類(lèi)及其分子排列特征，流按照液晶的形態(tài)和有序性，液晶可分為哪三類(lèi)及其分子排列特征，流動(dòng)性比較如何？動(dòng)性比較如何？l影響液晶相行為的因素影響液晶相行為的因素柔性鏈段越長(zhǎng)，液晶轉(zhuǎn)化溫度越低，相區(qū)間溫度范圍也越窄。柔性鏈段越長(zhǎng)，液晶轉(zhuǎn)化溫度越低，相區(qū)間溫度范圍也越窄。共聚酯液晶的清亮點(diǎn)共聚酯液晶的清亮點(diǎn)Tcl隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增加而上升。隨其相對(duì)分子質(zhì)量的增加而上升。致晶單元間連接單元的柔性越大

21、，液晶清亮點(diǎn)就越低。致晶單元間連接單元的柔性越大，液晶清亮點(diǎn)就越低。分子鏈間作用力越大，清亮點(diǎn)越高。分子鏈間作用力越大，清亮點(diǎn)越高。分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)單元的多重性運(yùn)動(dòng)單元的多重性分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴(lài)性分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴(lài)性分子運(yùn)動(dòng)的溫度依賴(lài)性分子運(yùn)動(dòng)的溫度依賴(lài)性高聚物的力學(xué)狀態(tài)及熱轉(zhuǎn)變高聚物的力學(xué)狀態(tài)及熱轉(zhuǎn)變?nèi)W(xué)狀態(tài)三力學(xué)狀態(tài)玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)粘流態(tài)兩力學(xué)狀態(tài)兩力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)間轉(zhuǎn)變區(qū)間玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)粘流轉(zhuǎn)變區(qū)粘流轉(zhuǎn)變區(qū)（流動(dòng)轉(zhuǎn)變）（流動(dòng)轉(zhuǎn)變）線型非晶區(qū)線型非晶區(qū)線型晶區(qū)線型晶區(qū)交聯(lián)高聚物交聯(lián)高聚物（一）運(yùn)動(dòng)單元的多重性（一）運(yùn)動(dòng)單元的多重性側(cè)基、支鏈側(cè)基、支鏈

22、鏈節(jié)鏈節(jié)鏈段鏈段整個(gè)分子鏈整個(gè)分子鏈晶區(qū)內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)晶區(qū)內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)單元從小到大運(yùn)動(dòng)單元從小到大小尺寸運(yùn)動(dòng)單元小尺寸運(yùn)動(dòng)單元大尺寸運(yùn)動(dòng)單元大尺寸運(yùn)動(dòng)單元五種運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)主要取決于外場(chǎng)條件五種運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)主要取決于外場(chǎng)條件(如溫度如溫度)，既可，既可以獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，也可以同時(shí)運(yùn)動(dòng)。以獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，也可以同時(shí)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)單元松弛時(shí)間運(yùn)動(dòng)單元松弛時(shí)間 同運(yùn)動(dòng)單元的大小有關(guān)同運(yùn)動(dòng)單元的大小有關(guān)鏈段運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間較長(zhǎng)鏈段運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間較長(zhǎng)小尺寸單元松弛時(shí)間短小尺寸單元松弛時(shí)間短整鏈運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間更長(zhǎng)整鏈運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間更長(zhǎng)每一運(yùn)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)于一定的松弛時(shí)間，因此聚合物的松弛時(shí)間不是單一的，而每一運(yùn)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)于一定的松

23、弛時(shí)間，因此聚合物的松弛時(shí)間不是單一的，而是從小到大在一定范圍內(nèi)可看為連續(xù)分布的松弛時(shí)間譜。是從小到大在一定范圍內(nèi)可看為連續(xù)分布的松弛時(shí)間譜。（二）分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴(lài)性（二）分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴(lài)性（三分子運(yùn)動(dòng)的溫度依賴(lài)性（三分子運(yùn)動(dòng)的溫度依賴(lài)性升高溫度能加速分子的熱運(yùn)動(dòng)：升高溫度能加速分子的熱運(yùn)動(dòng)：1.1.活化運(yùn)動(dòng)單元活化運(yùn)動(dòng)單元2.2.增加分子間的自由空間增加分子間的自由空間 隨著溫度由低到高，運(yùn)動(dòng)單元按照由小到大的順序開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。隨著溫度由低到高，運(yùn)動(dòng)單元按照由小到大的順序開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。 （2 2）力學(xué)特征：普彈形變）力學(xué)特征：普彈形變 突變區(qū)突變區(qū) 形變大形變大 開(kāi)始有流動(dòng)開(kāi)始有流動(dòng) 流動(dòng)形變無(wú)

24、法回復(fù)流動(dòng)形變無(wú)法回復(fù) （弛豫時(shí)間長(zhǎng)）（弛豫時(shí)間長(zhǎng)）（1 1）運(yùn)動(dòng)單元：側(cè)鏈支鏈）運(yùn)動(dòng)單元：側(cè)鏈支鏈 鏈段開(kāi)始鏈段開(kāi)始 鏈段鏈段 整鏈開(kāi)始整鏈開(kāi)始 整鏈整鏈( (一一).).線型非晶態(tài)聚合物的線型非晶態(tài)聚合物的-T-T曲線曲線Td TTgTgTgTf TfTfTd（形變可以恢復(fù)）（形變可以恢復(fù)）小于小于Tg：常溫下處于玻璃態(tài)的聚合物通常用作常溫下處于玻璃態(tài)的聚合物通常用作塑料。塑料。PS、PMMA、PVC 等。等。 Tg定義定義：玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，即鏈段：玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，即鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)或凍結(jié)的溫度。開(kāi)始運(yùn)動(dòng)或凍結(jié)的溫度。TgTf：常溫下力學(xué)性質(zhì)處于高彈態(tài)的高聚常溫下力學(xué)性質(zhì)處

25、于高彈態(tài)的高聚物用作橡膠材料。高彈態(tài)是聚合物材料特有的物用作橡膠材料。高彈態(tài)是聚合物材料特有的力學(xué)狀態(tài)。力學(xué)狀態(tài)。Tf ：高彈態(tài)和粘流態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度，即整鏈高彈態(tài)和粘流態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度，即整鏈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的溫度。開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的溫度。TfTd ：整鏈分子產(chǎn)生相對(duì)位移，分子鏈之整鏈分子產(chǎn)生相對(duì)位移，分子鏈之間相互滑移，形變不可恢復(fù)。間相互滑移，形變不可恢復(fù)。（3）玻璃態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變高彈態(tài)粘流轉(zhuǎn)變粘流態(tài)TgTfET同樣可以分為同樣可以分為“三態(tài)三態(tài)”“”“兩區(qū)兩區(qū)”線性非晶態(tài)聚合物的模量與溫度的關(guān)系線性非晶態(tài)聚合物的模量與溫度的關(guān)系粘流態(tài)粘流態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)玻璃態(tài)玻璃態(tài)l橡膠橡膠-彈性平臺(tái)區(qū)彈性平臺(tái)區(qū)分子量對(duì)

26、平臺(tái)長(zhǎng)度的影響分子量對(duì)平臺(tái)長(zhǎng)度的影響l 和和 都是力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，而非相轉(zhuǎn)變溫度，都是力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，而非相轉(zhuǎn)變溫度，無(wú)熱力學(xué)相變。無(wú)熱力學(xué)相變。l玻璃化轉(zhuǎn)變：高分子玻璃化轉(zhuǎn)變：高分子鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)或凍結(jié)的轉(zhuǎn)變鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)或凍結(jié)的轉(zhuǎn)變l玻璃化轉(zhuǎn)變理論之自由體積理論，玻璃化轉(zhuǎn)變理論之自由體積理論，等等自由體積分?jǐn)?shù)是自由體積分?jǐn)?shù)是0.025？fMT TgTf自由體積理論：自由體積理論：T Tg g以下以下, , 鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié), , 空穴的尺寸和分布基本不變。空穴的尺寸和分布基本不變。聚合物的自由體積聚合物的自由體積V Vf f幾乎是不變的。高聚物體積隨溫度升高而發(fā)生的幾乎是不變的

27、。高聚物體積隨溫度升高而發(fā)生的膨脹是由于固有體積的膨脹。膨脹是由于固有體積的膨脹。在在T Tg g以上時(shí)以上時(shí), , 鏈段運(yùn)動(dòng)被激發(fā)鏈段運(yùn)動(dòng)被激發(fā), , 高聚物體積隨溫度升高而發(fā)生的膨脹就高聚物體積隨溫度升高而發(fā)生的膨脹就包括兩部分包括兩部分: : 固有體積的膨脹和自由體積的膨脹固有體積的膨脹和自由體積的膨脹. . 因此因此, , 體積膨脹率體積膨脹率比比T Tg g以下時(shí)要大。以下時(shí)要大。分子鏈結(jié)構(gòu)分子鏈結(jié)構(gòu)分子量分子量分子間力分子間力交聯(lián)交聯(lián)增塑劑增塑劑共聚共聚各種因素各種因素對(duì)聚合物對(duì)聚合物Tg的影響。的影響。飽和主鏈飽和主鏈芳環(huán)芳環(huán)芳雜環(huán)芳雜環(huán)孤立雙鍵孤立雙鍵主鏈主鏈取代基取代基極性極

28、性位阻位阻對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性極性極性氫鍵氫鍵金屬離子金屬離子lTgTg溫度標(biāo)志著塑料使用的溫度標(biāo)志著塑料使用的 和橡膠使用的和橡膠使用的 。前者常表征塑。前者常表征塑料的料的 后者表征橡膠的后者表征橡膠的 。 A. A.最低溫度最低溫度 B . B . 最高溫度最高溫度 C.C.耐熱性耐熱性 D. D. 耐寒性耐寒性 lTgTg是鏈段開(kāi)始是鏈段開(kāi)始“解凍解凍“的溫度的溫度因此凡是使鏈段的柔性因此凡是使鏈段的柔性 使分子使分子間作用力間作用力 的結(jié)構(gòu)因素均使的結(jié)構(gòu)因素均使TgTg下降。下降。 A A增加增加 降低降低 ； B B增加增加 上升；上升； C: C: 減少減少 上升；上升； D D減少減少

29、 降低降低l鏈的柔性是決定鏈的柔性是決定TgTg最主要的因素，主鏈越最主要的因素，主鏈越 ，TgTg越低；主鏈越越低；主鏈越 TgTg越高越高. . A. A.柔順柔順僵硬僵硬 B. B. 僵硬僵硬 柔順柔順 C.C.長(zhǎng)長(zhǎng) 僵硬僵硬 D. D. 短短 柔順柔順 凡是使鏈的柔性增加，使分子間作用力降低的結(jié)凡是使鏈的柔性增加，使分子間作用力降低的結(jié)構(gòu)因素（如加入增塑劑或溶劑、引進(jìn)柔性基團(tuán)）構(gòu)因素（如加入增塑劑或溶劑、引進(jìn)柔性基團(tuán)）均導(dǎo)致均導(dǎo)致Tg下降。下降。凡是減弱高分子鏈柔性或增加分子間作用力導(dǎo)致凡是減弱高分子鏈柔性或增加分子間作用力導(dǎo)致鏈段的活動(dòng)能力下降的因素，（如引入剛性基團(tuán)鏈段的活動(dòng)能力下

30、降的因素，（如引入剛性基團(tuán)或極性基團(tuán)、交聯(lián)和結(jié)晶）均使或極性基團(tuán)、交聯(lián)和結(jié)晶）均使Tg升高。升高。 形變類(lèi)型及描述力學(xué)行為的基本物理量形變類(lèi)型及描述力學(xué)行為的基本物理量橡膠彈性的熱力學(xué)分析（高彈性為熵彈性）橡膠彈性的熱力學(xué)分析（高彈性為熵彈性）熱塑性彈性體（第二章熱塑性彈性體（第二章 SBS）影響因素：擴(kuò)大使用溫度影響因素：擴(kuò)大使用溫度 T Tg gT Tf f簡(jiǎn)單拉伸簡(jiǎn)單拉伸簡(jiǎn)單剪切簡(jiǎn)單剪切本體壓縮本體壓縮形變類(lèi)型形變類(lèi)型基本物理量基本物理量應(yīng)力應(yīng)力&應(yīng)變應(yīng)變模量模量柔量柔量泊松比泊松比橡膠：橡膠：施加外力時(shí)發(fā)生大的形變，外力除去可以施加外力時(shí)發(fā)生大的形變，外力除去可以恢復(fù)的彈性材料

31、?；謴?fù)的彈性材料。l按照受力和形變的不同，對(duì)于各向同性的材料按照受力和形變的不同，對(duì)于各向同性的材料，有三種基本的類(lèi)型，分為，有三種基本的類(lèi)型，分為簡(jiǎn)單拉伸簡(jiǎn)單拉伸、簡(jiǎn)單剪簡(jiǎn)單剪切切、本體壓縮本體壓縮。l模量：表征材料抵抗變形能力的大小，模量模量：表征材料抵抗變形能力的大小，模量越越大越不容易變形，材料的剛性越強(qiáng)。大越不容易變形，材料的剛性越強(qiáng)。l泊松比：定義為拉伸實(shí)驗(yàn)中材料橫向收縮應(yīng)變泊松比：定義為拉伸實(shí)驗(yàn)中材料橫向收縮應(yīng)變與縱向伸長(zhǎng)應(yīng)變的比值，是與縱向伸長(zhǎng)應(yīng)變的比值，是反映材料性能的一反映材料性能的一個(gè)重要參數(shù)。個(gè)重要參數(shù)。為什么稱(chēng)高彈性為熵彈性？ 熱力學(xué)分析得出：橡膠拉伸時(shí)，內(nèi)能幾乎不變

32、，而主要引起熵的變化。也就是說(shuō)外力作用下，分子鏈由原來(lái)蜷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，熵值由大變小，終態(tài)為不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)外力除去會(huì)自發(fā)回復(fù)到初態(tài)，這就解釋了為什么橡膠高彈形變是可回復(fù)的。（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、吉布斯公式，公式推導(dǎo)見(jiàn)6.2 橡膠彈性的熱力學(xué)分析）橡膠的使用溫度（衡量性能的重要指標(biāo)）橡膠的使用溫度（衡量性能的重要指標(biāo)） T Tg gT Tf f橡膠的使用溫度（衡量性能的重要指標(biāo)）橡膠的使用溫度（衡量性能的重要指標(biāo)） 擴(kuò)大使用溫度范圍方法：擴(kuò)大使用溫度范圍方法： 改善高溫耐老化性能，提高耐熱性，改善高溫耐老化性能，提高耐熱性， 降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，改善耐寒性。降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，改

33、善耐寒性。橡膠的適度交聯(lián)可以阻止分子鏈間質(zhì)心發(fā)生位移的粘性流動(dòng)使其充分顯示高彈性。粘彈現(xiàn)象粘彈現(xiàn)象力學(xué)松弛現(xiàn)象力學(xué)松弛現(xiàn)象靜態(tài)粘彈性靜態(tài)粘彈性動(dòng)態(tài)粘彈性動(dòng)態(tài)粘彈性蠕變?nèi)渥儜?yīng)力松弛應(yīng)力松弛滯后滯后內(nèi)耗內(nèi)耗粘彈性的時(shí)溫等效原理：粘彈性的時(shí)溫等效原理：粘彈性的概述粘彈性的概述彈性和粘性的結(jié)合彈性和粘性的結(jié)合作為聚合物的重要特征作為聚合物的重要特征粘彈性產(chǎn)生的原因粘彈性產(chǎn)生的原因粘彈性表現(xiàn)最明顯的溫度區(qū)間（粘彈性表現(xiàn)最明顯的溫度區(qū)間（TgTf）分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理結(jié)構(gòu)、溫度和外力的影響結(jié)構(gòu)、溫度和外力的影響蠕變?nèi)渥儜?yīng)力松弛應(yīng)力松弛交聯(lián)和線型聚合物交聯(lián)和線型聚合物升高溫度升高溫度延長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)間能夠

34、達(dá)到同一個(gè)結(jié)果能夠達(dá)到同一個(gè)結(jié)果加力加力加力加力撤力撤力持續(xù)持續(xù)一段一段時(shí)間時(shí)間撤力撤力形變回復(fù)形變回復(fù)形變無(wú)法回復(fù)形變無(wú)法回復(fù)彈性原因：彈性原因：鏈段運(yùn)動(dòng)鏈段運(yùn)動(dòng)粘性原因：粘性原因：分子鏈滑移分子鏈滑移e e2+e e3t2t1te ee e3 3e e1e e2e e1蠕變?nèi)渥儯簭姆肿舆\(yùn)動(dòng)角度看：從分子運(yùn)動(dòng)角度看 -聚合物的蠕變是三種形變的疊加聚合物的蠕變是三種形變的疊加 ( (普彈形變、高彈形變、粘性流動(dòng)普彈形變、高彈形變、粘性流動(dòng) ) )加力瞬間，鍵長(zhǎng)、鍵角立即產(chǎn)加力瞬間，鍵長(zhǎng)、鍵角立即產(chǎn)生形變，形變直線上升生形變，形變直線上升通過(guò)鏈段運(yùn)動(dòng)，構(gòu)象變化，使通過(guò)鏈段運(yùn)動(dòng)，構(gòu)象變化，使形變?cè)?/p>

35、大形變?cè)龃蠓肿渔溨g發(fā)生質(zhì)心位移分子鏈之間發(fā)生質(zhì)心位移撤力一瞬間，鍵長(zhǎng)、鍵角等撤力一瞬間，鍵長(zhǎng)、鍵角等次級(jí)運(yùn)動(dòng)立即回復(fù)，形變直次級(jí)運(yùn)動(dòng)立即回復(fù)，形變直線下降線下降通過(guò)構(gòu)象變化，使熵變?cè)斐赏ㄟ^(guò)構(gòu)象變化，使熵變?cè)斐傻男巫兓貜?fù)的形變回復(fù)分子鏈間質(zhì)心位移是永久的，分子鏈間質(zhì)心位移是永久的，保留了下來(lái)保留了下來(lái)蠕變?nèi)渥內(nèi)渥兓貜?fù)蠕變回復(fù)聚合物的粘彈性體現(xiàn)在具有聚合物的粘彈性體現(xiàn)在具有應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛，蠕變?nèi)渥儯W(xué)損力學(xué)損耗耗三種力學(xué)松馳現(xiàn)象。三種力學(xué)松馳現(xiàn)象。聚合物的蠕變是三種形變的疊加：聚合物的蠕變是三種形變的疊加：普彈形變普彈形變、高彈形高彈形變變、粘性流動(dòng)粘性流動(dòng)高分子鏈的構(gòu)象重排和分子鏈滑移是導(dǎo)

36、致材料蠕變和高分子鏈的構(gòu)象重排和分子鏈滑移是導(dǎo)致材料蠕變和應(yīng)力松弛的應(yīng)力松弛的根本原因根本原因。鏈柔順性大好不好？鏈柔順性大好不好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？交聯(lián)好不好？交聯(lián)好不好？蠕變的本質(zhì)：蠕變的本質(zhì)：分子鏈的質(zhì)心位移分子鏈的質(zhì)心位移聚合物蠕變的危害性聚合物蠕變的危害性例例1：硬：硬PVC抗蝕性好，可作化工管道，但易蠕變，所以使用時(shí)必須增加支架?？刮g性好，可作化工管道，但易蠕變，所以使用時(shí)必須增加支架。例例2：PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)是塑料中摩擦系數(shù)最小的，所以有很好的自潤(rùn)滑性能，是塑料中摩擦系數(shù)最小的，所以有很好的自潤(rùn)滑性能，但蠕變嚴(yán)重，所以不能作機(jī)械零件，

37、卻是很好的密封材料。但蠕變嚴(yán)重，所以不能作機(jī)械零件，卻是很好的密封材料。例例3：橡膠采用硫化交聯(lián)的辦法來(lái)防止由蠕變產(chǎn)生分子間滑移造成不可逆的形變。：橡膠采用硫化交聯(lián)的辦法來(lái)防止由蠕變產(chǎn)生分子間滑移造成不可逆的形變。聚合物蠕變的危害性聚合物蠕變的危害性鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？聚合物蠕變的危害性聚合物蠕變的危害性交聯(lián)好不好？交聯(lián)好不好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？聚合物蠕變的危害性聚合物蠕變的危害性鏈柔順性大好不好？鏈柔順性大好不好？交聯(lián)好不好？交聯(lián)好不好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？聚合物蠕變的危害性聚合物蠕變的危害性蠕變的本質(zhì)：蠕

38、變的本質(zhì)：分子鏈的質(zhì)心位移分子鏈的質(zhì)心位移鏈柔順性大好不好？鏈柔順性大好不好？交聯(lián)好不好？交聯(lián)好不好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？聚合物蠕變的危害性聚合物蠕變的危害性例例1：硬：硬PVC抗蝕性好，可作化工管道，但易蠕變，所以使用時(shí)必須增加支架?？刮g性好，可作化工管道，但易蠕變，所以使用時(shí)必須增加支架。例例2：PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)是塑料中摩擦系數(shù)最小的，所以有很好的自潤(rùn)滑性能，是塑料中摩擦系數(shù)最小的，所以有很好的自潤(rùn)滑性能，但蠕變嚴(yán)重，所以不能作機(jī)械零件，卻是很好的密封材料。但蠕變嚴(yán)重，所以不能作機(jī)械零件，卻是很好的密封材料。例例3：橡膠采用硫化交聯(lián)的辦法來(lái)防止由

39、蠕變產(chǎn)生分子間滑移造成不可逆的形變。：橡膠采用硫化交聯(lián)的辦法來(lái)防止由蠕變產(chǎn)生分子間滑移造成不可逆的形變。蠕變的本質(zhì)：蠕變的本質(zhì)：分子鏈的質(zhì)心位移分子鏈的質(zhì)心位移鏈柔順性大好不好？鏈柔順性大好不好？交聯(lián)好不好？交聯(lián)好不好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？鏈間作用力強(qiáng)好還是弱好？聚合物蠕變的危害性聚合物蠕變的危害性形變隨時(shí)間增加而增大，形變隨時(shí)間增加而增大，蠕變不能完全回復(fù)蠕變不能完全回復(fù)形變隨時(shí)間增加而增大，趨形變隨時(shí)間增加而增大，趨于某一值，蠕變可以完全回于某一值，蠕變可以完全回復(fù)復(fù)e et線形聚合物線形聚合物交聯(lián)聚合物交聯(lián)聚合物n判斷對(duì)錯(cuò)：聚合物在蠕變回復(fù)過(guò)程中，線形及交聯(lián)聚合物的判斷對(duì)錯(cuò)：聚合物在

40、蠕變回復(fù)過(guò)程中，線形及交聯(lián)聚合物的應(yīng)變都不能回復(fù)到零。（應(yīng)變都不能回復(fù)到零。（）t不能產(chǎn)生質(zhì)心位不能產(chǎn)生質(zhì)心位移移, 應(yīng)力不會(huì)松應(yīng)力不會(huì)松弛到零，只能松弛到零，只能松弛到平衡值弛到平衡值高分子鏈的構(gòu)象重排和分子鏈滑移是導(dǎo)致材料蠕變高分子鏈的構(gòu)象重排和分子鏈滑移是導(dǎo)致材料蠕變和應(yīng)力松弛的和應(yīng)力松弛的根本原因根本原因。 et交聯(lián)聚合物交聯(lián)聚合物線形聚合物線形聚合物 拉力 回縮e e1 1e e1 1”e e1 1 1 1交聯(lián)橡皮交聯(lián)橡皮拉伸時(shí)滯后拉伸時(shí)滯后回縮時(shí)也滯后回縮時(shí)也滯后理想彈性體理想彈性體對(duì)于應(yīng)力對(duì)于應(yīng)力 1 1，應(yīng)變有，應(yīng)變有e e1 1 e e1 1 e e1 1”這樣一個(gè)拉伸回縮循

41、環(huán)中，鏈構(gòu)象的改變完全恢復(fù)，不損耗這樣一個(gè)拉伸回縮循環(huán)中，鏈構(gòu)象的改變完全恢復(fù)，不損耗功，所損耗的功都用于克服內(nèi)摩擦阻力轉(zhuǎn)化為熱。功，所損耗的功都用于克服內(nèi)摩擦阻力轉(zhuǎn)化為熱。n溫度過(guò)低（在溫度過(guò)低（在Tg以下）或外力太小，以下）或外力太小， 2很小，很小，主要主要是是1，在短時(shí)間內(nèi)不易觀察到。分子之間的內(nèi)摩擦，在短時(shí)間內(nèi)不易觀察到。分子之間的內(nèi)摩擦力很大，而且很慢，總?cè)渥兒苄?。力很大，而且很慢，總?cè)渥兒苄?。n 溫度在溫度在Tg以上不多，鏈段在外力下可以運(yùn)動(dòng)，則可以上不多，鏈段在外力下可以運(yùn)動(dòng)，則可觀察到蠕變，觀察到蠕變，2相當(dāng)大，相當(dāng)大，主要是主要是1和和2 。而。而3比較小。比較小。n溫度過(guò)

42、高（溫度過(guò)高（Tf）或外力過(guò)大，體系黏度很小，形變）或外力過(guò)大，體系黏度很小，形變發(fā)展很快，發(fā)展很快，1，2，3都有貢獻(xiàn)，在短時(shí)間內(nèi)都有貢獻(xiàn)，在短時(shí)間內(nèi)不易觀不易觀察到察到。n溫度過(guò)低（在溫度過(guò)低（在Tg以下）或外力太小，以下）或外力太小， 2很小，很小，主要主要是是1，在短時(shí)間內(nèi)不易觀察到。分子之間的內(nèi)摩擦，在短時(shí)間內(nèi)不易觀察到。分子之間的內(nèi)摩擦力很大，而且很慢，總?cè)渥兒苄?。力很大，而且很慢，總?cè)渥兒苄?。n 溫度在溫度在Tg以上不多，鏈段在外力下可以運(yùn)動(dòng)，則可以上不多，鏈段在外力下可以運(yùn)動(dòng)，則可觀察到蠕變，觀察到蠕變，2相當(dāng)大，相當(dāng)大，主要是主要是1和和2 。而。而3比較小。比較小。n溫度過(guò)

43、高（溫度過(guò)高（Tf）或外力過(guò)大，體系黏度很小，形變）或外力過(guò)大，體系黏度很小，形變發(fā)展很快，發(fā)展很快，1，2，3都有貢獻(xiàn)，在短時(shí)間內(nèi)都有貢獻(xiàn)，在短時(shí)間內(nèi)不易觀不易觀察到察到。溫度太高，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很小，應(yīng)力很快松溫度太高，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很小，應(yīng)力很快松弛掉，過(guò)程太快難以覺(jué)察弛掉，過(guò)程太快難以覺(jué)察溫度太低，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很大，應(yīng)力松弛極溫度太低，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很大，應(yīng)力松弛極慢，短時(shí)間內(nèi)也不易觀察慢，短時(shí)間內(nèi)也不易觀察結(jié)論結(jié)論：只有在：只有在Tg附近，聚合物應(yīng)力松弛現(xiàn)象附近，聚合物應(yīng)力松弛現(xiàn)象最為明顯最為明顯溫度太高，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很小，應(yīng)力很快松溫度太高，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很小，應(yīng)力很快松弛掉，過(guò)程太快難以

44、覺(jué)察弛掉，過(guò)程太快難以覺(jué)察溫度太低，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很大，應(yīng)力松弛極溫度太低，鏈段運(yùn)動(dòng)阻力很大，應(yīng)力松弛極慢，短時(shí)間內(nèi)也不易觀察慢，短時(shí)間內(nèi)也不易觀察結(jié)論結(jié)論：只有在：只有在Tg附近，聚合物應(yīng)力松弛現(xiàn)象附近，聚合物應(yīng)力松弛現(xiàn)象最為明顯最為明顯外力變化頻率低，外力變化頻率低，外力變化頻率高，外力變化頻率高，外力變化頻率適中時(shí)，外力變化頻率適中時(shí)，滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：（溫度很高時(shí)）鏈段運(yùn)動(dòng)完全可以跟上外力的變化，滯后現(xiàn)象小。鏈段根本來(lái)不及運(yùn)動(dòng)，高聚物就像一塊剛硬的固體，滯后現(xiàn)象也很小。（溫度很低時(shí)）鏈段既可以運(yùn)動(dòng)，但黏滯阻力大，出現(xiàn)較明顯的滯后現(xiàn)象。（在Tg

45、附近時(shí)）滯后現(xiàn)象的危害性表現(xiàn)在：力學(xué)損耗（內(nèi)耗）滯后和力學(xué)損耗是相互伴隨出現(xiàn)滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：外力變化頻率低，外力變化頻率低，外力變化頻率高，外力變化頻率高，外力變化頻率適中時(shí)，外力變化頻率適中時(shí)，滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：鏈段運(yùn)動(dòng)完全可以跟上外力的變化，滯后現(xiàn)象小。外力變化頻率低，外力變化頻率低，外力變化頻率高，外力變化頻率高，外力變化頻率適中時(shí)，外力變化頻率適中時(shí)，滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：鏈段根本來(lái)不及運(yùn)動(dòng)，高聚物就像一塊剛硬的固體，滯后現(xiàn)象也很小。鏈段運(yùn)動(dòng)完全可以跟上外力的變化，滯后現(xiàn)象小。外力變化頻率低，外力變化頻率低，外力變化頻率高，外力變化頻率高，外力變化頻率適中時(shí)，外力變化頻率適中時(shí)，滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：滯后現(xiàn)象與外力頻率及溫度的關(guān)系：鏈段既可以運(yùn)動(dòng)，但黏滯阻力大，出現(xiàn)較明顯的滯后現(xiàn)象。鏈段根