6. 高聚物的其他性能1

1、第六章高聚物的其他性能16.1高聚物的電學(xué)性能 高分子材料，由于其優(yōu)異的電子性能，在電工和電子技術(shù)上得到廣泛的應(yīng)用。絕大多數(shù)高聚物憑借良好的電絕緣性被用來(lái)約束和保護(hù)電流，或者支持很高的電場(chǎng)。第一條跨越大西洋的電話電纜在19世紀(jì)六十年代架設(shè)的是用古塔波膠絕緣的。隨著品種繁多的合成高聚物出現(xiàn)，電子性質(zhì)上的性能指標(biāo)范圍越來(lái)越寬廣，介電常數(shù)從1到103，電阻率的范圍超過20個(gè)數(shù)量級(jí)，意味著從絕緣體到導(dǎo)體全部覆蓋，耐壓可達(dá)100萬(wàn)伏以上。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高分子半導(dǎo)體、光導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體和永磁體（駐極體）的探索，已取得了很大的進(jìn)步。2 高聚物的電子性質(zhì)是指聚合物在外加電壓或電場(chǎng)作用下的行為(反響)

2、及其所表現(xiàn)出來(lái)的各種物理現(xiàn)象，包括在交變電場(chǎng)中的介電性質(zhì)，在弱電場(chǎng)中的導(dǎo)電性質(zhì)，在強(qiáng)電場(chǎng)中的擊穿現(xiàn)象以及發(fā)生在聚合物表面的靜電現(xiàn)象。本節(jié)重點(diǎn)放在聚合物的介電性能上。 研究聚合物的介電性能有二方面的實(shí)際意義，一方面研究其結(jié)構(gòu)與介電性能的關(guān)系，以便研制合成出特種聚合物材料以滿足電子電工技術(shù)的要求，另一方面可以采用靈敏的電子電工技術(shù)來(lái)研究聚合物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動(dòng)。36.1.1高聚物的極化及介電常數(shù)電介質(zhì)在外電場(chǎng)中的極化現(xiàn)象真空電容器的電容 Co=Qo/u電解質(zhì)電容器的電容 C=Q/u=Co 式中為介電常數(shù)，表征電介質(zhì)貯存電能能力的大小，是一個(gè)無(wú)因次純數(shù)。 把電介質(zhì)引入真空電容器，引起極板上電荷量增

3、加，電容增大，這是由于在電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)中的電荷發(fā)生了再分布，靠近極板的介質(zhì)表面上將產(chǎn)生表面束縛電荷，結(jié)果使介質(zhì)出現(xiàn)宏觀的偶極，這一現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化。4 按照極化機(jī)理的不同，分子的極化可分為電子極化、原子極化和取向極化三類。電子極化分子中各原子的價(jià)電子云在外電場(chǎng)作用下，向正極方向偏移，發(fā)生了電子相對(duì)于分子骨架的移動(dòng)，使分子的正負(fù)電荷中心的位置發(fā)生變化引起的。原子極化分子骨架在外電場(chǎng)作用下發(fā)生變形造成的。取向極化在外電場(chǎng)的作用下，極性分子沿電場(chǎng)的方向排列，產(chǎn)生分子的取向，也稱為偶極極化。5極性分子正負(fù)電荷中心不相重合的分子。非極性分子正負(fù)電荷中心相重合的分子?；瘜W(xué)鍵的極性強(qiáng)弱和分子極性的強(qiáng)

4、弱，分別用鍵矩和分子偶極矩表示：=q d q極上電荷；d正負(fù)電荷中心之間的距離。 電子極化和原子極化統(tǒng)稱為位移極化或變形極化，所產(chǎn)生的偶極矩為誘導(dǎo)偶極矩；取向極化所產(chǎn)生的偶極矩稱為取向偶極矩。非極性分子涉及前二種極化;極性分子涉及所有三種極化。6+q-qd圖8-2分子偶極矩的方向7誘導(dǎo)偶極矩 1=dE1 d= a+ e 極化率; d與溫度無(wú)關(guān); E1電場(chǎng)強(qiáng)度，下標(biāo) d、a、e表示變形、原子、電子取向偶極矩 2= E1 = 2/3kT 取向極化率； 固有偶極矩極性分子在外電場(chǎng)中的總偶極矩: = 1 + 2 =(e + a + ) E1非極性分子在外電場(chǎng)中的總偶極矩: = 1 =(e + a) E

5、28介電常數(shù)與分子極化率的關(guān)系 介電常數(shù)是衡量介質(zhì)在外電場(chǎng)中極化程度的一個(gè)宏觀物理量，而分子極化率則是衡量介質(zhì)在外電場(chǎng)中極化程度的微觀物理量。 對(duì)于非極性電解質(zhì)： 對(duì)于極性電解質(zhì)： 式中：M為電解質(zhì)的分子量；為密度；No為亞佛加德羅常數(shù)從關(guān)系式中可得出極化率越高，介電常數(shù)越大。9高聚物的介電常數(shù)及其與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 介電常數(shù)的數(shù)值決定于介質(zhì)的極化，而介質(zhì)的極化與介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)及其所處的物理狀態(tài)有關(guān)。分子結(jié)構(gòu) 1.分子極性 極化程度 高聚物按偶極矩大小分為四類，介電常數(shù)逐漸增大： 非極性高聚物： =0D(德拜) =2.02.3 弱極性高聚物： 00.5D =2.33.0 中等極性高聚物：0.5D0.

6、7D =4.07.010 通?？捎弥貜?fù)單元的偶極矩來(lái)作為高分子極性的指標(biāo)，而重復(fù)單元的偶極矩等于重復(fù)單元中所有鍵矩的矢量和。 2.極性基團(tuán)在分子鏈上的位置不同，對(duì)于的影響就不同。一般極性分子中極性基團(tuán)處于側(cè)基位置比在主鏈上更有利于極化， 較高。 3.對(duì)稱性 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的極性分子由于偶極矩矢量和關(guān)系而比不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)為小。因此，全同立構(gòu)的聚合物，其比同樣組成的間同立構(gòu)的大，而無(wú)規(guī)立構(gòu)的就介于其間。11 4.支化和交聯(lián) 支化使分子間相互作用減弱，取向極化容易發(fā)生，故增大，而交聯(lián)結(jié)構(gòu)使極性基團(tuán)取向產(chǎn)生困難，因而降低了 。物理狀態(tài)（力學(xué)狀態(tài)） 對(duì)于那些在主鏈上與主鏈連接的極性基團(tuán)，它們對(duì)高聚物介電

7、常數(shù)的影響強(qiáng)烈地依賴于高聚物所處的物理狀態(tài)。在玻璃態(tài)下，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，這類極性基團(tuán)的取向有困難，因而對(duì)介電常數(shù)的貢獻(xiàn)就小。而在高彈態(tài)下，極性基團(tuán)取向運(yùn)動(dòng)得以順利進(jìn)行，對(duì)的貢獻(xiàn)就比較大。例如：PVC雖然極性氯原子基團(tuán)的密度幾乎比氯丁橡膠大一倍，卻在室溫下其約為后者的1/3。12溫度 由于變形極化是不依賴于溫度的，所以非極性聚合物的與溫度關(guān)系不大。只是由于隨溫度的升高而電介質(zhì)密度會(huì)稍有下降而使略有降低。而對(duì)于極性聚合物來(lái)說，溫度升高，尤其是處于玻璃態(tài)時(shí)， 將大幅增加，但溫度過高會(huì)使減小。13頻率 在靜電場(chǎng)或低頻率電場(chǎng)中，所有的極化都有足夠的時(shí)間發(fā)生，這時(shí)介電常數(shù)最大，為各種極化效應(yīng)的總和。當(dāng)頻率

8、增至足夠高時(shí)，偶極取向跟不上電場(chǎng)頻率的變化，處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，只有變形極化發(fā)生， 最小。146.1.2高聚物的介電損耗介電損耗及其產(chǎn)生的原因 介電損耗電介質(zhì)在交變電場(chǎng)作用下，由于消耗一部分電能，使介質(zhì)本身發(fā)熱，這種現(xiàn)象稱為介電損耗。產(chǎn)生原因： 1.電介質(zhì)中含有能導(dǎo)電的雜質(zhì)，它在外加電場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生電導(dǎo)電流，消耗掉一部分電能，轉(zhuǎn)化為熱能，稱為電導(dǎo)電流損耗。 2.電介質(zhì)在交變電場(chǎng)下的極化過程中，與電場(chǎng)發(fā)生能量交換。取向極化過程中，一部分電能損耗于克服介質(zhì)的內(nèi)粘滯阻力上，轉(zhuǎn)化為熱量，發(fā)生松弛損耗，稱為極化電流損耗。15介電損耗的表示 在一個(gè)沒有介電損耗的理想電容器中，電流I比電壓U超前90。，此時(shí)

9、電壓升高，電容器充電，積蓄電能；當(dāng)電壓降低時(shí)電容器便將充入的電能全部釋放出來(lái)。當(dāng)電介質(zhì)中有能量消耗或介質(zhì)損耗時(shí)，I與u之間的相位差為1，與理想狀態(tài)時(shí)的超前90。相差了一個(gè) 。如圖所示。IR=u/RIC=WCuIu16 這時(shí)電容器在交變電壓升高時(shí)所積蓄的能量不能在電壓降低時(shí)全部及時(shí)釋放出來(lái)，有一部分已被介質(zhì)消耗了，這種介電損耗常用tan 來(lái)表示（與力學(xué)損耗類似）： tan=每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)損耗的能量/每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)積蓄的能量=IR/IC 其中：tan 稱為介電損耗角正切；IR為電流I分量，即與電壓同向的相當(dāng)于流過“純電阻”的電流，是介質(zhì)損耗能量的量度；IC為電流I分量，即與電壓相位差90。的相當(dāng)于

10、流過“純電容”的電流，為無(wú)功電流，是電介質(zhì)容器電能積蓄能量的量度。17影響介電損耗的因素分子結(jié)構(gòu) 高聚物分子極性的大小和極性基團(tuán)的密度是決定其介電損耗大小的內(nèi)在因素：極性 ，極性基團(tuán)密度 ，tan。非極性高聚物為tan一般為10-4，而極性高聚物的tan一般為10-2數(shù)量級(jí)。頻率 頻率過高或過低, tan小;頻率適中時(shí), tan最大。溫度 當(dāng)溫度較低時(shí)，T ，tan ；當(dāng) T ，tan。18電壓 電壓 ，介電損耗 。雜質(zhì) 導(dǎo)電雜質(zhì)或極性雜質(zhì)的存在，會(huì)增加高聚物的電導(dǎo)電流和極性率，因而使介電損耗增加。介電損耗的利用 塑料薄膜的高頻焊接、高聚物制品的高頻干燥、大型高聚物制件的高頻熱加工。19高聚物

11、的導(dǎo)電機(jī)理 高聚物是由原子通過共價(jià)鍵結(jié)合而成的，按理由于不存在自由電子和離子，聚合物是不導(dǎo)電的，但事實(shí)上，聚合物在電場(chǎng)中的行為不是一個(gè)電阻為無(wú)窮大的絕緣體。盡管大量高聚物是作為絕緣體材料使用的，但某些高聚物具有半導(dǎo)體，導(dǎo)體的電阻率，尤其是摻雜后。高聚物的電阻率范圍超過20個(gè)數(shù)量級(jí)。目前，甚至人們已在開發(fā)高分子超導(dǎo)體。 電絕緣體材料的體積電阻率為10101020cm；半導(dǎo)體材料的體積電阻率為10-41010 cm ；導(dǎo)體材料的體積電阻率為10-610-4 cm ；超導(dǎo)體材料的體積電阻率為10-8 cm 。6.1.3高聚物的導(dǎo)電性20 從導(dǎo)電機(jī)理來(lái)說，在高聚物中，既存在電子電導(dǎo)，也存在離子電導(dǎo)，即

12、導(dǎo)電載流子可以是電子、空穴，也可以是正、負(fù)離子。一般而言，大多數(shù)高聚物都存在離子電導(dǎo)：首先是那些帶有強(qiáng)極性原子或基團(tuán)的聚合物，由于本征分離，可以產(chǎn)生導(dǎo)電離子。此外，在合成、加工和使用過程中，進(jìn)入高聚物材料的催化劑、各種添加劑、填料以及水份和其它雜質(zhì)的介離，都可提供導(dǎo)電離子。在沒有共軛雙鍵的，導(dǎo)電率很低的非極性高聚物中，這種外來(lái)離子成了導(dǎo)電的主要載流子，因而這種高聚物的導(dǎo)電機(jī)理是離子電導(dǎo)。而共軛聚合物則是以電子為主，共軛體系上的價(jià)電子可在整個(gè)分子上運(yùn)動(dòng)，類似于金屬中自由電子的特征，分子間的電子遷移是通過“跳躍”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。21 離子遷移與高聚物內(nèi)部的自由體積有關(guān)。自由體積越大，離子遷移越易進(jìn)行，電

13、子與空穴的遷移則相反，分子間相互靠近，有利于電子的“跳躍”。因此，施加靜壓力將使離子電導(dǎo)降低，電子電導(dǎo)升高。這一原理可作為鑒別高聚物導(dǎo)電機(jī)理的一種方法。22材料導(dǎo)電性的表征電阻率單位厚度和單位面積試樣的電阻值，單位是cm 。表面電阻率單位正方形表面上兩刀形電極之間的電阻，單位為。體積電阻率體積電流方向的直流場(chǎng)強(qiáng)與該處體積電流密度之比，單位是cm 。電導(dǎo)率單位厚度、單位面積試樣的電導(dǎo)值，單位是-1cm-1 ，為電阻率的倒數(shù)。23影響聚合物導(dǎo)體性的因素分子結(jié)構(gòu) 1.飽和的非極性高聚物具有最好的電絕緣性，它們的結(jié)構(gòu)本身既不能產(chǎn)生導(dǎo)電離子，也不具備電子電導(dǎo)的結(jié)構(gòu)條件，其電阻率可高達(dá)1023 cm。像P

14、S、PE、PTFE等都是絕緣體。 2.極性高聚物的電絕緣性其次，聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈和聚氯乙烯等的電阻率為10121015 cm之間，這些聚合物中的強(qiáng)極性基團(tuán)可能發(fā)生微量的本征解離，提供本征的導(dǎo)電離子。24 3.共軛高聚物是高分子半導(dǎo)體材料，像聚乙炔，因要發(fā)生電子電導(dǎo)，電阻率大幅度降低。 4.電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物和基離子鹽是一類新型的高電子電導(dǎo)性的有機(jī)化合物，是由電子給予體和電子接受體之間靠電子的部分或完全轉(zhuǎn)移而引成。 5.分子量增加，延長(zhǎng)了電子的分子內(nèi)通道，電子電導(dǎo)將增加，但同時(shí)因鏈端效應(yīng)而使自由體積下降，故使離子電導(dǎo)降低。25 6.結(jié)晶與取向使高聚物的電導(dǎo)率下降。因?yàn)樵谶@些高聚物中，主要是離子

15、電導(dǎo)，結(jié)晶與取向使分子緊密堆砌，自由體積減小。 7.交聯(lián)使自由體積減小，因而使離子電導(dǎo)下降，但電子電導(dǎo)則可能因分子間橋鍵為電子提供分子間的通道而增加。 8.聚合物在高彈態(tài)時(shí)的電阻率要遠(yuǎn)小于玻璃態(tài)時(shí)的電阻率。26雜質(zhì) 雜質(zhì)使絕緣高聚物的絕緣性下降。目前，除聚合物本身的結(jié)構(gòu)條件形成本征解離的導(dǎo)電高分子外，“摻雜”是制備導(dǎo)電高分子的一個(gè)重要方法。碳黑等添加劑是常用的導(dǎo)電雜質(zhì)。溫度 溫度對(duì)高聚物導(dǎo)電性的影響，可以=Ae E/RT來(lái)得到，顯然T ， ，導(dǎo)電性 。276.1.4高聚物的介電擊穿和介電強(qiáng)度 前面討論的是高聚物在弱電場(chǎng)中的行為。在強(qiáng)電場(chǎng)（107108V/m）中，隨電場(chǎng)強(qiáng)度的進(jìn)一步升高，電流電壓

16、關(guān)系不再符合歐姆定律，此時(shí)dU/dI逐漸減小，當(dāng)達(dá)到dU/dI=0時(shí)，即使維持電壓不變，電流仍將繼續(xù)增加，溫度升高，電阻率下降。如此重復(fù)，最后介質(zhì)的電阻率變得很小，材料突然從介電狀態(tài)變到導(dǎo)電狀態(tài)。發(fā)生所謂的介電擊穿。介電擊穿在高壓下，大量的電能迅速釋放，使電極之間的材料局部的被燒毀。這種現(xiàn)象稱為介電擊穿。 dU/dI=0處的電壓稱為擊穿電壓。介電強(qiáng)度每單位厚度能承受到被擊穿時(shí)的電壓稱為介電強(qiáng)度，或擊穿強(qiáng)度。28聚合物介電擊穿的機(jī)理聚合物的擊穿可以純粹是電過程（電擊穿），也可以是熱過程（熱擊穿）。 電擊穿在高壓電場(chǎng)下，聚合物中微量雜質(zhì)能產(chǎn)生的離子和自由電子沿電場(chǎng)方向高速撞擊聚合物，使聚合物也離解

17、而擊穿。 熱擊穿由于介電損耗所產(chǎn)生的熱量積聚使溫度升高，電導(dǎo)率增加，而電導(dǎo)率的增大又促使溫度的升高。如此循環(huán)，最后導(dǎo)致聚合物氧化、焦化破壞而擊穿。296.2聚合物的透氣性 不同的高聚物材料有不同的透氣性要求。塑料包裝材料需要較好的密閉性；作為橡膠內(nèi)胎的高聚物必須具有優(yōu)異的不透氣性；而作為內(nèi)衣的纖維材料要求有一定的透氣性和吸水性；用作外衣尤其是冬季服裝的要求透氣性小。因此對(duì)透氣性的要求應(yīng)視要求而言，有的甚至要求對(duì)透氣性具有選擇性，故研究聚合物的透氣性在材料的應(yīng)用科學(xué)中占有一定的地位。氣體透過理論透氣理論一般用擴(kuò)散理論來(lái)解釋。一般認(rèn)為當(dāng)氣體透過聚合物時(shí)，是氣體先溶解在聚合物固體薄膜內(nèi)，然后在薄膜中

18、向低濃度處擴(kuò)散，最后從薄膜的另一面逸出。30 故擴(kuò)散理論認(rèn)為聚合物的透氣性一方面取決于擴(kuò)散系數(shù)，另一方面取決于氣體在聚合物中的溶解度。描述擴(kuò)散理論的是Fick定律：Q= -D dc/dx A t 式中：Q氣體擴(kuò)散透過量（cm3）；D擴(kuò)散系數(shù)（cm3/s）；x薄膜的厚度（cm）；c擴(kuò)散分子在聚合物中的濃度（cm3/cm3固體）；A薄膜的面積（cm2）；t擴(kuò)散時(shí)間（s ） 應(yīng)用上式的條件為擴(kuò)散氣體濃度較低，擴(kuò)散系數(shù)不依賴于濃度變化的情況。31令單位時(shí)間，單位面積的氣體透過量為q， 即：q= -D dC/dx，積分 得q d=D(C1-C2) 即q=D(C1-C2)/d，該式適用于擴(kuò)散進(jìn)行了一端時(shí)間

19、以后的穩(wěn)態(tài)。據(jù)亨利定律：C=SP，S氣體在薄膜中的溶解度參數(shù) 則q=D S (P1-P2)/d=Pg(P1-P2)/d 式中：Pg=D S為滲透系數(shù)32影響氣體透過性的主要因素溫度 Pg=P g o e-E p/RT ，其中E p為透氣活化能。由于E p0，所以T，P g ，透氣性。透過氣體的性質(zhì) 透過氣體的性質(zhì)主要是氣體的大小、形狀和極性。若氣體分子的極性與聚合物的極性相近，則該氣體易溶入聚合物，亦易透過。 氣體分子的大小和形狀對(duì)透過性的影響一般認(rèn)為氣體分子直徑小的更容易擴(kuò)散，如：水甲醇乙醇。對(duì)于形狀而言，分子直徑相同的呈平面狀較呈球形的透過性大。33聚合物結(jié)構(gòu) 1.極性及剛性 聚合物分子的

20、極性及鏈的剛性限制鏈段運(yùn)動(dòng)。故氣體對(duì)其的透氣性就小。如：PETPE，NR、BR、SBR、CR、NBR的滲透系數(shù)依次減小。（但應(yīng)注意聚合物與氣體的極性應(yīng)相似） 2.結(jié)晶與取向 結(jié)晶及取向影響鏈段運(yùn)動(dòng)，并限制氣體溶解，因此阻礙氣體透過 。34 3.交聯(lián) 交聯(lián)影響鏈段運(yùn)動(dòng)，因而降低氣體的透過性。 4.增塑劑 增塑劑的加入改善了大分子鏈的條件，因而使氣體的透過性增大。35 聚合物的膠粘性有兩個(gè)含義：一方面是指將聚合物作為粘合劑使用時(shí)的粘合行為：另一方面是指聚合物受粘合時(shí)聚合物的 行為。 粘合劑的使用在日常生活中是司空見慣的事，而且除了操作簡(jiǎn)便快捷外，有時(shí)還甚至可以代替焊接、鉚接的方法解決設(shè)備、儀器的制

21、造和維修。粘合理論 對(duì)粘合現(xiàn)象的解釋有四種理論，即靜電理論、機(jī)械理論、吸附理論和擴(kuò)散理論。較為普遍接受的是吸附理論和擴(kuò)散理論。6.3聚合物的膠粘性36吸附理論 其基本觀點(diǎn)是以粘接劑和被粘接分子之間的范德華力的相互作用來(lái)解釋粘合作用的。在粘合過程中可分為2個(gè)階段：第一階段是粘合劑中的聚合物分子由微布朗運(yùn)動(dòng)從溶液或熔體中遷移到被粘物的表面，聚合物分子的極性基團(tuán)逐漸向被粘物的極性基團(tuán)靠近。當(dāng)無(wú)溶液時(shí)，大分子極性基團(tuán)僅能局部性靠近表面，而只有在壓力或加熱的作用下，使粘合劑的粘度降低，大分子鏈節(jié)便能與被粘物表面靠得很近。粘合的第二階段是吸附作用；當(dāng)粘合劑與被粘物分子之間的距離小于5時(shí)，分子間力便發(fā)生作用

22、，從而產(chǎn)生粘接作用。37 對(duì)于任何物質(zhì)的粘合，重要條件是粘合劑對(duì)于被粘物的表面有良好的潤(rùn)濕作用。潤(rùn)濕程度越高，被粘物表面的粘合劑鋪展得越寬闊，獲得的粘合強(qiáng)度越高。 吸附理論用于解釋極性相似的粘合劑與被粘物之間的高粘合強(qiáng)度和增加粘合劑與被粘合物極性的表面處理能提高粘合強(qiáng)度這個(gè)現(xiàn)象是比較成功的。例如：聚乙烯醚不是好的粘合劑，而聚乙烯醇縮醛樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂都是常有的很好的粘合劑。但是吸附理論對(duì)于某些非極性聚合物之間（如聚異丁烯、天然橡膠）有很大的粘合力（自粘性）就無(wú)法解釋。 38擴(kuò)散理論 擴(kuò)散理論的應(yīng)用前提是粘合劑與被粘物均為聚合物。擴(kuò)散理論將聚合物的粘合作用看成自粘作用，是由于在分子的熱運(yùn)

23、動(dòng)（微布朗運(yùn)動(dòng)）影響下，引起長(zhǎng)鏈分子或其鏈段的擴(kuò)散作用，使粘合劑與被粘物之間形成相互交織的牢固膠接接頭，這種現(xiàn)象稱為“粘合現(xiàn)象”或“自粘現(xiàn)象”。 粘和合現(xiàn)象是指粘合劑與被粘物為二種不同性質(zhì)的材料，其大分子相互的擴(kuò)散作用。當(dāng)粘合劑與被粘物為同一材料時(shí)的擴(kuò)散稱為“自粘”。39 擴(kuò)散理論能令人滿意地用于解釋各種因素對(duì)粘合強(qiáng)度的影響。但擴(kuò)散理論不能解釋高分子材料對(duì)金屬、玻璃和其它硬性固體的粘合。因?yàn)閷?duì)硬性固體的擴(kuò)散理論難于理解。 以此理論作為粘合劑其分子應(yīng)具有較大的擴(kuò)散能力。若粘合劑的溶液的形式深敷，而且被粘物能在次溶液中溶脹或溶解，則被粘物分子也可向粘合劑進(jìn)行擴(kuò)散。這兩個(gè)過程都引起相界的消失，生成作

24、為一個(gè)聚合物與另一個(gè)聚合物間的逐步過渡化的溶合部分，即生成了高強(qiáng)度的接頭。40影響粘合強(qiáng)度的因素分子量 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，中等分子量的聚合物具有最佳的粘合能力，這是由于分子量的大小作用到擴(kuò)散能力和內(nèi)聚強(qiáng)度二個(gè)方面，而這二方面對(duì)于分子量而言是矛盾的。分子結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聚丁乙烯中1，2加成的丁二烯鏈節(jié)增加，則使粘合力下降；丁二烯與苯乙烯的共聚物中苯乙烯鏈節(jié)含量較小時(shí)使粘合力增加，含量大時(shí)，則粘合力下降；大分子內(nèi)短側(cè)基的存在對(duì)聚合物粘合劑的粘合力有不良影響，但如果側(cè)基足夠長(zhǎng)時(shí)，粘合力又會(huì)增加。41粘合表面的粗糙度 粗糙度 ，粘合強(qiáng)度 。溫度和壓力 一般而言，隨著溫度和壓力的增大，粘合力提高。426.4聚合物的耐熱性 研究聚合物耐熱性的意義：一是由于航空、無(wú)線電技術(shù)特別是火箭技術(shù)的發(fā)展需要應(yīng)用更多的耐熱高分子材料，要求這些材料在高溫下長(zhǎng)期使用而能保持其物理機(jī)械性能；二是通過研究聚合物的熱變形性與老化性來(lái)估計(jì)聚合物的使用壽命和使用場(chǎng)合。聚合物的耐熱性 包括熱變形性和熱老化性熱變形性當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，聚合物所具有的形狀尺寸發(fā)生變化。與受力方式、大小有關(guān)。熱老化性在較高溫度下受熱發(fā)生化學(xué)變化，如：熱分解、氧化或與酸、堿、水介質(zhì)的作用。與所處的環(huán)境有關(guān)。43聚合物熱性能的測(cè)試方法