高聚物的結(jié)構(gòu)與性能資料精要

高分子鏈的結(jié)構(gòu)5/18/20205二.高聚物結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)是組成高分子的不同尺度的結(jié)構(gòu)單元在空間的相對排列。聚物結(jié)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)：單個分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)近程結(jié)構(gòu)（化學(xué)結(jié)構(gòu)、一級結(jié)構(gòu)）：是構(gòu)成聚合物最基本的微觀結(jié)構(gòu)，主要包括：①構(gòu)造：結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、單體單元的鏈接方式、排列、取代基和端基的種類、支鏈的類型和長度等。②構(gòu)型：是指原子的取代基在空間的排列：包括幾何異構(gòu)和立體異構(gòu)。近程結(jié)構(gòu)可以理解為與鏈節(jié)有關(guān)的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)（二級結(jié)構(gòu)）：指單個大分子的大小和在空間的存在的各種形狀（形態(tài)、構(gòu)象）例如：伸直鏈、無規(guī)線團(tuán)、折疊鏈。遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)可以理解為與整條鏈有關(guān)的結(jié)構(gòu)同種高分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)（三級結(jié)構(gòu)）：包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)，非晶態(tài)，取向態(tài)，液晶態(tài)等結(jié)構(gòu)。凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)：大分子之間的幾何排列不同高分子之間或高分子與添加劑之間凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)（高結(jié)構(gòu)級）：織態(tài)結(jié)構(gòu)。6高分子的二級和三級結(jié)構(gòu)示意圖7二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)5/18/20208三.分子鏈的近程結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元的：化學(xué)組成連接方式結(jié)構(gòu)異構(gòu)立體異構(gòu)共聚物的序列結(jié)構(gòu)聚合物的近程結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成及其空間結(jié)構(gòu)是決定大分子鏈遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)、并最終決定聚合物性能最重要的因素。聚合度1.結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成以聚氯乙烯為例結(jié)構(gòu)單元主鏈側(cè)鏈基團(tuán)或取代基9分子主鏈上除碳原子以外，還含有氧、氮、硫等二種或二種以上的原子并以共價鍵相連接而成。由縮聚反應(yīng)和開環(huán)聚合反應(yīng)制得。尼龍—6具有極性，易水解、醇解，耐熱性比較好，強(qiáng)度高，多為工程塑料。聚碳酸酯11②雜鏈高分子有機(jī)硅橡膠主鏈不含碳原子，而由硅、磷、鍺、鋁、鈦、砷、銻等元素以共價鍵結(jié)合而成。其中側(cè)基含有機(jī)基團(tuán)的為元素有機(jī)高分子。硅橡膠優(yōu)點(diǎn)具有無機(jī)物的熱穩(wěn)定性和有機(jī)物的彈塑性。缺點(diǎn)是強(qiáng)度較低。12③元素高分子耐低溫性好其他高分子梯形聚合物環(huán)狀高分子分子項(xiàng)鏈13端基：在高分子鏈末端的基團(tuán)。通常與分子鏈有不同的組成。對聚合物性能的影響：端基含量很少，卻對聚合物的性能，尤其是熱穩(wěn)定性有直接影響。封端處理：利用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，消除端基的活性，通過進(jìn)行封端處理可提高聚合物的熱穩(wěn)定性。14端基的影響單體通過何種類型的聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)單元又按何種方式彼此連接形成大分子鏈?？s聚和開環(huán)聚合的鍵接方式是固定的，在連鎖聚合中結(jié)構(gòu)單元的鍵接方式可以有所不同。152.結(jié)構(gòu)單元的連接方式頭-尾頭-頭或尾-尾大多數(shù)烯類高聚物屬頭-尾接，其中可能雜有少量頭-頭或無規(guī)連接的結(jié)構(gòu)。（位阻效應(yīng)）17頭-頭連接的聚氯乙烯熱穩(wěn)定性較差。受紫外線照射易斷裂(PVC老化的原因)例：維尼綸過多的頭-頭結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物中有較多的羥基，纖維易吸水，-OH分布不規(guī)則，強(qiáng)度下降，性能變差18例：丁二烯丁二烯用鈷、鎳和鈦催化系統(tǒng)可制得順式構(gòu)型含量大于94%的聚丁二烯，稱作順丁橡膠；由于分子鏈與分子鏈之間的距離較大，不易結(jié)晶，在室溫下是一種彈性很好的橡膠。丁二烯用釩或醇烯催化劑所制得的聚丁二烯橡膠，主要為反式構(gòu)型，分子鏈的結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，分子間的距離較小，容易結(jié)晶，在室溫下是彈性很差的塑料。213.幾何異構(gòu)——順反異構(gòu)聚異戊二烯順式的天然產(chǎn)物和合成異構(gòu)體均具有很低的玻璃化溫度和較低的相對密度，是具有良好高彈性能的橡膠。其反式天然異構(gòu)體和合成異構(gòu)體都是玻璃化溫度較高、彈性和溶解性能很差的塑料。23②接枝共聚聚合物改性的常用方法。特點(diǎn)：兩種或多種組分均聚物的性能在一定程度上互補(bǔ)。支化均聚物：采用自由基聚合的聚烯烴由于鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)而在大分子主鏈上產(chǎn)生支鏈。支鏈的多少和長短取決于聚合反應(yīng)溫度和其他條件。短支鏈的支化破壞了分子的規(guī)整性，使其密度、結(jié)晶度、熔點(diǎn)、硬度等都比線型高聚物低。長支鏈的存在對聚合物的物理機(jī)械性能影響不大，但對聚合物的熔融流動性能有嚴(yán)重影響。27例：ABS:質(zhì)硬、耐腐蝕、堅(jiān)韌、抗沖擊的性能優(yōu)良的熱塑性塑料耐化學(xué)腐蝕,高拉伸強(qiáng)度和硬度28彈性和高抗沖擊性能流動性好，良好的成型性能ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，共聚方式上是無規(guī)與接枝共聚相結(jié)合?？梢远”较鹉z為主鏈，將苯乙烯和丙烯腈接在支鏈上；也可以以丁腈橡膠為主鏈，將苯乙烯接在支鏈上；也可以以苯乙烯—丙烯腈的共聚物為主鏈，將丁二烯和丙烯腈接在支鏈上。29③嵌段共聚—

A—A

—

A—A—B

—

B—B—A—A

—

A—

無序短嵌段共聚物：按照自由基共聚、兩種單體競聚率都大于1，嵌段部位、嵌段數(shù)和嵌段長度均完全無規(guī)的短嵌段共聚物，實(shí)用價值不高。

標(biāo)準(zhǔn)嵌段共聚物：按照陰離子聚合，嵌段數(shù)、嵌段順序和嵌段長度均可控。是目前合成嵌段共聚物的最重要方法。SBS

標(biāo)準(zhǔn)嵌段共聚物：采用“遙爪聚合物”與縮聚物縮合得到，兼具加聚物和縮聚物的優(yōu)異性能，用途廣泛。30③嵌段共聚—

A—A

—

A—A—B

—

B—B—A—A

—

A—SBS樹脂是用陰離子聚合法制得的苯乙烯和丁二烯的三嵌段共聚物。其分子鏈的中段是聚丁二烯，兩端是聚苯乙烯，SBS具有兩相結(jié)構(gòu)，橡膠相PB連續(xù)相，PS形成微區(qū)分散在橡膠相中，起物理交聯(lián)作用。在

120℃可熔融，可用注塑成形，冷到室溫時，由于PS的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于室溫，分子兩端的PS變硬，而分子鏈中間部分PB的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于室溫，仍具有彈性，顯示高交聯(lián)橡膠的特性.5/18/202032四.分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)相對分子質(zhì)量

分子鏈的交聯(lián)

分子鏈的末端基高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)和構(gòu)象分子鏈的柔順性支化與交聯(lián)的產(chǎn)生條件在縮聚過程中：有含三個或三個以上官能度的單體存在；或在雙官能團(tuán)縮聚中有產(chǎn)生新的反應(yīng)活性點(diǎn)的條件；在加聚過程中：有自由基的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)發(fā)生；或雙烯類單體中第二雙鍵的活化等，都能生成支化或交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子。36旋轉(zhuǎn)是否自由---是否受到阻礙---是否消耗能量？

受阻內(nèi)旋轉(zhuǎn)：碳原子上帶有其它原子或基團(tuán)，C-H等鍵電子云間的排斥作用使單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)受到阻礙，旋轉(zhuǎn)時需要消耗一定的能量。（實(shí)際存在的）

自由旋轉(zhuǎn)：假定碳鏈上不帶有其它原子或基團(tuán)，單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)都是自由的，旋轉(zhuǎn)過程中沒有能量的變化（有鍵角的限制，不考慮空間位阻對移動的影響）

（理想的）

自由結(jié)合：無鍵角的限制，也不考慮空間位阻對移動的影響（理想的）39反式，氫原子間距離最遠(yuǎn)（0.25nm），斥力最小；順式，氫原子間距離最?。?.228nm），斥力最大；氫原子半徑0.12nm。交叉式

反式位能最低疊同式順式位能最高小分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)：例如最簡單的乙烷：如果C—C發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)，則分子內(nèi)與C相連的H的相對位置就要發(fā)生變化：分子內(nèi)的旋轉(zhuǎn)受阻,使得高分子鏈在空間可能有的構(gòu)象數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于自由內(nèi)旋轉(zhuǎn)40的情況。受阻程度越大，可能有構(gòu)象數(shù)就越少。高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)把C1-C2鍵固定在Z軸上，

2的軌跡是個圓錐面，所以C3可以出現(xiàn)在這個圓錐面的任何位置上。

3的軌跡也是圓錐面，C4可以出現(xiàn)在圓錐面的任何位置上。事實(shí)上，

1和

2同時自轉(zhuǎn)，所以

2和

3同時在公轉(zhuǎn)，所以，

4的活動余地就更大了一個高分子有許多單鍵，每個單鍵都能內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所以高分子在空間的形態(tài)有無窮多個。由于內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力的影響，構(gòu)象主要停留在能量較低的反式或旁式構(gòu)象。所以高分子的形態(tài)（構(gòu)象）也不可能是無窮多的，而是相當(dāng)多的。42主鏈含有芳環(huán)或雜環(huán)時，大大增加了內(nèi)旋轉(zhuǎn)的阻力，鏈柔性差PPOPC均做耐高溫工程材料在主鏈中引入不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)的芳環(huán)、芳雜環(huán)等環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可提高分子鏈的剛性，強(qiáng)度好，耐熱性高。③芳雜環(huán)48②取代基的體積空間位阻效應(yīng)：對于非極性取代基，取代基的體積越大,內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難,柔性越差。③取代基的對稱性側(cè)基對稱分布，偶極矩抵消了一部分，整個分子極性減小，柔性增加；或使分子間距離增大。51④取代基的比例取代基的比例越大，沿分子鏈排布的距離越小，非鍵合原子間呈現(xiàn)斥力，分子鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難，分子鏈柔順性越差。⑤取代基為柔性非極性取代基某些柔性非極性取代基的體積增大時，分子間作用力減弱，鏈的柔順性提高。過長支鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力起主導(dǎo)作用，柔順性才隨取代基的體積增大而減小。非極性取代基對高分子鏈柔順性的影響需從兩方面考慮。一方面，取代基的存在增大了主鏈單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的空間位阻，使高分子鏈柔順性減小。另一方面，取代基的存在又增大了分子鏈之間的距離，從而削弱了分子間的相互作用，有利于提高分子鏈的柔順性。最終結(jié)果取決于那一方面起主導(dǎo)作用。52分子鏈很短，可以內(nèi)旋轉(zhuǎn)的單鏈數(shù)目很少，分子的構(gòu)象數(shù)也很少，則必然剛性。小分子物質(zhì)都無柔性，就是此原因。分子鏈越長，主鏈含有可進(jìn)行內(nèi)旋轉(zhuǎn)的

單鍵越多，分子鏈的穩(wěn)定構(gòu)象數(shù)越多，其柔性越好。53(3)分子鏈的長短(4)支鏈和交聯(lián)短支鏈會阻礙單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使高分子鏈柔順性減小。但增大分子鏈之間的距離，削弱了分子間的相互作用，提高高分子鏈的柔順性起主導(dǎo)作用，所以短支鏈對鏈柔性有一定改善作用；長支鏈則阻礙單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)起主導(dǎo)作用，導(dǎo)致柔順性下降。交聯(lián)時，交聯(lián)點(diǎn)附近的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)便受到很大的阻礙，分子鏈的柔順性減小。不過，當(dāng)交聯(lián)點(diǎn)的密度較低，交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈足夠長時，交聯(lián)點(diǎn)間的距離大于鏈段長度，仍然能表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)娜嵝?。如含?－3％的橡膠，對鏈的柔順性影響不大。隨著交聯(lián)密度的增加，交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈長縮短，鏈的柔順性便迅速減小。交聯(lián)點(diǎn)密度足夠高時，高分子可能完全失去柔順性。如交聯(lián)度達(dá)到一定程度的橡膠（含硫30%以上），因不能旋轉(zhuǎn)而變成硬橡膠。54分子結(jié)構(gòu)愈規(guī)整，則結(jié)晶能力愈強(qiáng)，而高分子一旦結(jié)晶，則柔順性大大↓，因?yàn)榉肿又性雍突鶊F(tuán)都被嚴(yán)格固定在晶格上，內(nèi)旋轉(zhuǎn)變得不可能。55(5)分子鏈的規(guī)整性：（6）外界因素對柔順性的影響①溫度溫度是影響高分子鏈柔順性最重要的外因之一。分子鏈上鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)的動力源于分子內(nèi)原子的熱運(yùn)動。溫度升高，分子熱運(yùn)動能量增加，內(nèi)旋轉(zhuǎn)容易，構(gòu)象數(shù)增加，柔順性增加。例：塑料制品、橡膠制品等冬天硬、夏天軟。聚苯乙烯，室溫下鏈的柔順性差，聚合物可作為塑料使用，但加熱至一定溫度時，也呈現(xiàn)一定的柔性。順式聚1，4－丁二烯，室溫時柔順性好可用作橡膠，但冷卻至－120℃，卻變得硬而脆。56②外力外力作用時間長（作用速度緩慢），柔性容易顯示；外力作用時間短（外力作用速度快），高分子鏈來不及通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)而改變構(gòu)象，柔性無法體現(xiàn)出來，分子鏈表現(xiàn)剛性。③溶劑溶劑分子在分子鏈間類似潤滑劑的作用對分子鏈的形態(tài)、內(nèi)旋轉(zhuǎn)和柔性都存在影響，能提高柔性。57聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)一.聚合物結(jié)構(gòu)模型非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型591.非晶態(tài)結(jié)構(gòu)模型毛氈模型無規(guī)線團(tuán)模型兩項(xiàng)球粒模型非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是聚合物凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的普片存在形式。高結(jié)晶聚合物內(nèi)也存在非結(jié)晶微區(qū)域。所有種類的聚合物在熔融溫度下，均屬于分子鏈高度無序的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。一般非晶態(tài)聚合物在分子鏈結(jié)構(gòu)方面的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)欠規(guī)整、帶非極性或弱極性的取代基、剛性分子主鏈無極性取代基。602.結(jié)晶聚合物的結(jié)構(gòu)模型兩相結(jié)構(gòu)模型（纓狀微束模型）折疊鏈結(jié)構(gòu)模型插線板模型6162二. 聚合物結(jié)晶形態(tài)研究對象：單個晶粒的大小、形狀及它們的聚集方式。研究工具：光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡。分類：球晶、單晶、樹枝狀晶、伸直鏈片晶、纖維狀晶、串晶和柱晶。631.球晶形成條件結(jié)晶聚合物從濃溶液中析出或從熔體中冷卻結(jié)晶時，在不存在應(yīng)力和流動的情況下，傾向于生成球晶。大小與形狀①大?。呵蚓У闹睆酵ǔＴ?.5-100微米之間，大的甚至達(dá)到厘米數(shù)量級。②形狀與特征：在正交偏光顯微鏡下觀察球晶，可看到其特有的黑十字消光圖象和清晰的圓形外觀輪廓。等規(guī)聚丙烯球晶向列型液晶聚戊二酸丙二酯球晶聚乙烯球晶64球晶各生長階段形象示意圖多層片晶與(c)多層片晶(d)捆束狀形式(e)球狀外形（3）形成原因聚乙烯的球晶生長過程6566形成條件溶液濃度的很小（約0.01-0.1%），結(jié)晶速度緩慢。分類單層片晶；多層片晶大小與形狀①大?。和ǔ讉€微米到幾十微米；②厚度：一般10nm左右；③形狀：具有規(guī)則幾何形狀的薄片狀晶體。二、單晶聚乙烯單晶聚甲醛單晶螺旋生長聚乙烯多層晶體螺旋生長聚甲醛多層晶體6768形成條件從溶液析出時，當(dāng)結(jié)晶溫度較低或溶液濃度較大或分子量過大時，高分子傾向于生成樹枝狀晶。形成原因樹枝狀晶生成原因在于晶片上的某些特殊部位在生長中較其它部位占優(yōu)勢，造成結(jié)晶的不均勻發(fā)展，形成分枝，這些分枝是由許多單晶片組成的。3.樹枝狀晶69(3)

樹枝狀晶與球晶的比較①共同點(diǎn)：兩者都是由片晶組成的多晶體。②區(qū)別：樹枝狀晶是在特定方向上優(yōu)先發(fā)展，而球晶則是在空間所有方向上以相同的速率發(fā)展；樹枝狀晶中的晶片具有規(guī)則的外形，而在球晶中只能看到片層狀結(jié)構(gòu)。704.伸直鏈片晶

(1)概念伸直鏈片晶是由完全伸展的分子鏈平行規(guī)整排列而形成的片狀晶體，晶片厚度與分子鏈的伸展長度相當(dāng)，甚至更大。形成條件在極高的壓力下熔融結(jié)晶或?qū)θ垠w進(jìn)行加壓熱處理，即聚合物在非常高的壓力下結(jié)晶，可以得到分子鏈完全伸展的晶體（伸直鏈片晶）。特點(diǎn)具有伸直鏈片晶這種聚集態(tài)形式的聚合物的熔點(diǎn)最高，相當(dāng)于晶片厚度趨于無窮大的熔點(diǎn)，被認(rèn)為是高分子熱力學(xué)上最穩(wěn)定的一種聚集態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)。高溫高壓下得到的聚乙烯的伸直鏈片晶低分子量聚乙烯熔體結(jié)晶中的伸直鏈片晶7172形成條件聚合物在結(jié)晶過程中如果受到攪拌、拉伸或剪切等應(yīng)力的作用時，可形成纖維狀晶。特征纖維狀晶的分子鏈伸長方向同纖維軸平行，整個分子鏈在纖維中呈伸展?fàn)顟B(tài)。纖維狀晶的長度可大大超過分子鏈的實(shí)際長度。5.纖維狀晶聚乙烯的纖維狀晶電鏡照片聚乙烯的纖維狀晶電鏡照片7375二. 聚合物結(jié)晶形態(tài)研究對象：單個晶粒的大小、形狀及它們的聚集方式。研究工具：光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡。分類：球晶、單晶、樹枝狀晶、伸直鏈片晶、纖維狀晶、串晶和柱晶。834.

其它結(jié)構(gòu)因素鏈柔性好的結(jié)晶聚合物有利于晶體的生成。支化使鏈對稱性和規(guī)整性遭到破壞，導(dǎo)致結(jié)晶能力降低。交聯(lián)限制了鏈的活動性。隨著交聯(lián)度的增加，聚合物的結(jié)晶能力下降，甚至完全喪失。分子間作用力往往使鏈柔性降低，不利于結(jié)晶。但是分子間能形成氫鍵時，則有利于結(jié)晶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。84四.結(jié)晶速率晶核的形成（成核速度）晶粒的生長（結(jié)晶生長速度）指非晶態(tài)聚合物在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為晶態(tài)的質(zhì)量百分率。1.溫度對結(jié)晶速率的影響通過對高聚物的結(jié)晶

速度與溫度關(guān)系的考察結(jié)

果表明，高聚物本體結(jié)晶

速度—溫度曲線都呈單峰，結(jié)晶溫度范圍位于其玻璃

化溫度與熔點(diǎn)之間，在某

一適當(dāng)溫度下，結(jié)晶速度

將出現(xiàn)極大值。天然橡膠結(jié)晶速度與溫度關(guān)系圖85高聚物的結(jié)晶速率與溫度的這種關(guān)系，是其晶核生成速度和晶體生長速度存在不同溫度依賴性共同作用的結(jié)果。下面把Tg與Tm之間的結(jié)晶溫度范圍分成四個區(qū)域來說明結(jié)晶的情況。Tg：玻璃化溫度；Tf：粘流溫度；

Tm：熔點(diǎn)；Tmax：最佳結(jié)晶溫度Tf86結(jié)晶速度－溫度曲線分區(qū)示意圖I：過冷零速區(qū)；II：成核控制區(qū)；

III：最佳結(jié)晶區(qū)；IV：生長控制與降速區(qū)I區(qū)：Tm以下10－30℃范圍內(nèi)，是熔體由高溫冷卻時的過冷溫度區(qū)，這一區(qū)域稱為過冷區(qū)。成核速度極小，結(jié)晶速度接近于零，即不能發(fā)生熔融聚合物的結(jié)晶。II區(qū)，從I區(qū)下限開始，向下30－60℃范圍內(nèi)，隨著溫度降低，結(jié)晶速度迅速增大。在這個區(qū)域中成核速度較慢，結(jié)晶速度由成核過程控制。III區(qū)，是熔體結(jié)晶生成的主要區(qū)域，最大結(jié)晶速度出現(xiàn)在這個區(qū)域。IV區(qū)，結(jié)晶速度隨溫度降低迅速下降。結(jié)晶速度主要由晶粒生長過程控制。875.影響結(jié)晶速率的其它因素（1）鏈結(jié)構(gòu)高分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的差別是造成其結(jié)晶速度大小的根本原因。一般來說，凡是有利于提高結(jié)晶能力的結(jié)構(gòu)因素都有利于結(jié)晶速度的提高。鏈結(jié)構(gòu)愈簡單、對稱性愈高、立體規(guī)整性愈好、取代基的空間位阻愈小、鏈的柔性愈好，則結(jié)晶速度愈大。但隨著分子的極性增加，側(cè)基體積增大或分子主鏈含有苯環(huán)等剛性單元等因素則使結(jié)晶速度下降。88分子量對于同一種高聚物，分子量對結(jié)晶速度有顯著的影響。一般在相同結(jié)晶條件下，分子量小時，結(jié)晶速度大。溶劑有些小分子溶劑可誘導(dǎo)結(jié)晶，對結(jié)晶有促進(jìn)作用。一般認(rèn)

為這是由于小分子的浸入增加了高分子鏈的活動能力所造成的。雜質(zhì)雜質(zhì)對高分子結(jié)晶速度的影響比較復(fù)雜。有些雜質(zhì)起稀釋作用使結(jié)晶速度下降。有些雜質(zhì)起成核劑的作用，加入成核劑將大大增加結(jié)晶速度，相應(yīng)的球晶尺寸則要減小。89五.聚合物的結(jié)晶度與物理性能結(jié)晶高聚物中通常包含晶區(qū)和非晶區(qū)兩部分。為了從總體上反映結(jié)晶成分的多少，提出了結(jié)晶度的概念，作為

結(jié)晶部分含量的量度，常以重量百分?jǐn)?shù)或體積百分?jǐn)?shù)表示。從概念上講結(jié)晶度的物理意義是明確的。但是由于高聚物的晶區(qū)與非晶區(qū)的界限不明確，同一樣品中存在著不同程度的有序狀態(tài)，難以準(zhǔn)確地確定哪部分屬于結(jié)晶，因此測試方法不同，結(jié)晶度也不同。90結(jié)晶度的大小對高聚物性能的影響同一種單體用不同的聚合方法或同一種高分子用不同的成型條件可以制得結(jié)晶或非晶態(tài)高分子材料。雖然這些高分子材料在化學(xué)結(jié)構(gòu)上沒有什么差別，但它們的物理和機(jī)械性能卻有相當(dāng)大的不同。911.

力學(xué)性能結(jié)晶度對高聚物力學(xué)性能的影響比較復(fù)雜，一般要根據(jù)高聚物的非晶區(qū)是處于玻璃態(tài)還是橡膠態(tài)而定。就力學(xué)性能而言，這兩種狀態(tài)之間的差別很大的。此外，結(jié)晶對高聚物力學(xué)性能的影響，還與球晶的大小有關(guān)。即使結(jié)晶度相同，球晶的大小和多少也能影響性能；而且對不同的高聚物，影響的趨勢也可能不同。922.密度高聚物晶區(qū)中的分子鏈排列規(guī)整，其密度大于非晶區(qū)，因而隨著結(jié)晶度的增加，高聚物的密度增大。3.

光學(xué)性質(zhì)物質(zhì)的折光率與密度有關(guān)，由于高聚物中晶區(qū)與非晶區(qū)密度不同，折光率也不相同。當(dāng)光線通過結(jié)晶高聚物時，在晶區(qū)界面上發(fā)生反射和折射，不能直接通過。因此，結(jié)晶高聚物通常呈乳白色，不透明。當(dāng)結(jié)晶度減小時，透明度會增加。而對于非晶的高聚物，通常是透明的。934.

熱性質(zhì)對于作為塑料使用的聚合物來說，如果是非晶或結(jié)晶度低時，最高使用溫度是Tg；當(dāng)結(jié)晶的大于40%，晶區(qū)互相連接，形成貫穿整個材料的連續(xù)相，其最高使用溫度是結(jié)晶熔點(diǎn)Tm。5.

其他性質(zhì)結(jié)晶聚合物中的分子鏈排列比較規(guī)整，與非晶區(qū)相比，它能更好的阻擋各種試劑的滲入。因此，聚合物結(jié)晶度的大小會對溶解性質(zhì)、對氣體與液體的滲透性等要產(chǎn)生影響。945.

其他性質(zhì)結(jié)晶聚合物中的分子鏈排列比較規(guī)整，與非晶區(qū)相比，它能更好的阻擋各種試劑的滲入。因此，聚合物結(jié)晶度的大小會對溶解性質(zhì)、對氣體與液體的滲透性等要產(chǎn)生影響。聚合物熔化過程不像低分子晶體那樣有一個確定的熔點(diǎn)，而是一個相對較寬的溫度范圍，將其稱作晶態(tài)聚合物的熔限，將晶體完全熔化的溫度稱為晶態(tài)聚合物的熔點(diǎn)。影響因素主要是以分子鏈結(jié)構(gòu)為核心的內(nèi)因，以及試樣結(jié)晶和熔點(diǎn)測定條件等外因。熔點(diǎn)95聚合物的轉(zhuǎn)變97一.高聚物分子運(yùn)動特點(diǎn)分子運(yùn)動的多樣性分子運(yùn)動的時間依賴性分子運(yùn)動的溫度依賴性1.運(yùn)動單元的多樣性由于高分子的長鏈結(jié)構(gòu)，分子量不僅高，還具有多分散性，此外，它還可以帶有不同的側(cè)基，加上支化，交聯(lián)，結(jié)晶，取向，共聚等，使得高分子的運(yùn)動單元具有多重性，或者說高聚物的分子運(yùn)動有多重模式。多種運(yùn)動單元：如側(cè)基、支鏈、鏈節(jié)、鏈段、整個分子鏈等小尺寸運(yùn)動單元（鏈段尺寸以下）多種運(yùn)動方式大尺寸運(yùn)動單元（鏈段尺寸以上）98992.分子運(yùn)動的時間依賴性在一定的溫度和外力作用下，高聚物分子從一種平衡態(tài)過渡到另一種平衡態(tài)需要一定的時間。聚合物分子鏈長且呈無規(guī)線團(tuán)狀，分子鏈段運(yùn)動受到各種牽制和阻礙，以及溶液和熔體的特高黏度所產(chǎn)生的巨大阻力等因素，決定了其分子運(yùn)動過程較緩慢，對于溫度和時間的依賴也更密切。金屬內(nèi)自由電子的運(yùn)動幾乎瞬間完成。一般小分子在溶液或熔融狀態(tài)的分子擴(kuò)散也極為迅速。100（1）松弛過程聚合物在外界條件改變或受外力作用時，通過分子運(yùn)動從一種平衡態(tài)過渡到另一種平衡態(tài)，總是需要相對于低分子物質(zhì)長得多的時間才能完成，如此過程稱為松弛過程，完成該過程所需時間稱為松弛時間。聚合物所特有、對時間和溫度具有強(qiáng)烈依賴的特性稱為松弛特性。產(chǎn)生原因：聚合物分子量遠(yuǎn)高于低分子化合物，分子鏈間作用力遠(yuǎn)強(qiáng)于低分子物質(zhì)，使其熔體和溶液粘度很高，以及分子鏈內(nèi)多種運(yùn)動主體的復(fù)雜運(yùn)動可同時進(jìn)行且相互影響。101（2）松弛時間外力解除后試樣形變回復(fù)到最大形變值所消耗的時間。例：橡皮筋拉開回縮1023.分子運(yùn)動的溫度依賴性松弛時間的長短決定于運(yùn)動過程所需能量和溫度高低。升高溫度使松弛過程加快，松弛時間縮短；降低溫度使松弛時間變慢，松弛時間延長。時溫等效：升高溫度與延長時間等效，即產(chǎn)生結(jié)果相同。聚合物從一個平衡狀態(tài)過渡到新的平衡狀態(tài)，既可以在較高的溫度和較短的時間內(nèi)達(dá)到，也可以在較低的溫度和較長的時間內(nèi)完成。103二.聚合物的形態(tài)轉(zhuǎn)變非晶態(tài)聚合物晶態(tài)聚合物交聯(lián)聚合物1.非晶態(tài)聚合物I

II

III

IVVI104II

III IV

V形變－溫度曲線 模量－溫度曲線I:玻璃態(tài)；II：玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)；III：橡膠態(tài)；IV：黏流轉(zhuǎn)變區(qū)；V：黏流態(tài)106玻璃態(tài)溫度低于非晶態(tài)聚合物特定的溫度時，聚合物受應(yīng)力作用產(chǎn)生的形變很小。在此溫度條件下聚合物表現(xiàn)為材質(zhì)堅(jiān)硬而具有脆性，類似于玻璃，將其稱為玻璃態(tài)。玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃態(tài)與橡膠態(tài)的過渡區(qū)域。橡膠態(tài)（高彈態(tài)）聚合物受很小的應(yīng)力能產(chǎn)生高達(dá)100％～1000％的形變。外力解除后，由于存在松弛過程，經(jīng)一段時間之后形變才能完全回復(fù)。聚合物表現(xiàn)為柔軟而富有彈性的固體，具有橡膠的典型特征。107黏流轉(zhuǎn)變區(qū)橡膠態(tài)與黏流態(tài)的過渡區(qū)域。聚合物分子鏈的流動性開始呈現(xiàn)，從而產(chǎn)生隨溫度升高而急速增加的不可逆性變。黏流態(tài)溫度高于粘流溫度Tf時，聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩驼吵?、可粘性流動的液體，因粘性流動而產(chǎn)生不可逆形變。2.晶態(tài)聚合物形變－溫度曲線 模量－溫度曲線高結(jié)晶度聚合物的溫度－形變曲線與普通低分子晶態(tài)材料類似，即不存在玻璃化溫度，也不存在橡膠平臺，只出現(xiàn)晶體的熔點(diǎn)Tm。溫度低于熔點(diǎn)，晶態(tài)聚合物表現(xiàn)普彈性能（區(qū)別于橡膠態(tài)聚合物的高彈性能）。溫度高于熔點(diǎn)，直接轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)。1083.交聯(lián)聚合物交聯(lián)聚合物存在交聯(lián)鍵，溫度高于粘流溫度時，交聯(lián)鍵的存在是分子鏈無法相對移動，因此一般不存在黏流態(tài)。但是低交聯(lián)度聚合物仍表現(xiàn)出明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變過程，也存在玻璃態(tài)和橡膠態(tài)。隨交聯(lián)度的增加，交聯(lián)點(diǎn)間距離縮短，鏈段運(yùn)動困難，受力拉伸形變率變小，彈性變低。交聯(lián)度增加到某一數(shù)值，鏈段運(yùn)動完全被抑制，聚合物只表現(xiàn)玻璃態(tài)的力學(xué)特性，不存在橡膠態(tài)，沒有玻璃化轉(zhuǎn)變過程，沒有黏流態(tài)。橡膠制品需要控制恰當(dāng)?shù)牡徒宦?lián)度，使之既維持高彈性能，又不會出現(xiàn)黏流轉(zhuǎn)變。1091122.影響Tg的因素化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響

其他結(jié)構(gòu)因素的影響

外界條件的影響內(nèi)因：分子鏈的柔順性，幾何立構(gòu)，分子間的作用力等。外因：作用力的方式、大小以及實(shí)驗(yàn)速率等。從分子運(yùn)動的角度看，Tg是鏈段開始“凍結(jié)”的溫度。因此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)）均導(dǎo)致Tg下降；反之，凡是減弱高分子鏈柔性或增加分子間作用力導(dǎo)致鏈段的活動能力下降的因素，（如引入剛性基團(tuán)或極性基團(tuán)、交聯(lián)和結(jié)晶）均使Tg升高。114(2)取代基①極性取代基：極性越大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)受阻程度及分子間相互作用越大，Tg也隨之升高。②非極性取代基：對Tg的影響主要表現(xiàn)為空間位阻效應(yīng)，側(cè)基體積越大，位阻越明顯，Tg升高。③對稱性取代基：由于對稱性使極性部分相互抵消，柔性增加，

Tg下降。④側(cè)基體積：并不是側(cè)基的體積增大，Tg就一定提高。例如聚甲基丙烯酸酯類的側(cè)基增大，Tg反而下降，這是因?yàn)樗膫?cè)基是柔性的。側(cè)基越大則柔性也越大，這種柔性側(cè)基的存在相當(dāng)于起了增塑劑的作用（內(nèi)增塑），所以使Tg下降。1173.改變Tg

的各種手段增塑共聚改變分子量交聯(lián)和支化結(jié)晶118(1)增塑添加某些低分子組分使聚合物Tg下降的現(xiàn)象稱為外增塑，所加低分子物質(zhì)稱為增塑劑。添加某些低分子使Tg下降的現(xiàn)象稱為外增塑作用，所以低分子物稱為增塑劑。一般增塑劑分子與高分子具有較強(qiáng)的親和力，會使鏈分子間作用減弱，因此Tg下降，同時流動溫度Tf也會降低，因而加入增塑劑后可以降低成型溫度，并可改善制品的耐寒性。通常，共聚作用在降低熔點(diǎn)的效應(yīng)比增塑作用更為有效，而增塑作用在降低玻璃化溫度的效應(yīng)比共聚效應(yīng)更為有效。(2)共聚與共混無規(guī)共聚物的Tg處于兩種均聚物的Tg之間。交替共聚物只有一個玻璃化溫度。

嵌段共聚物和共混共聚物與兩種均聚物的共混物相似，其玻璃化溫度決定于兩種均聚物是否相容。完全相容部分相容或完全不容一個Tg119兩個Tg120改變分子量當(dāng)分子量不太高時須考慮的問題交聯(lián)結(jié)晶作用的影響因?yàn)榻Y(jié)晶聚合物中含有非結(jié)晶部分，因此仍有玻璃化溫度，但是由于微晶的存在，使非晶部分鏈段的活動能力受到牽制，

一般結(jié)晶聚合物的Tg要高于非晶態(tài)同種聚合物的Tg。121三.橡膠態(tài)與高彈態(tài)橡膠態(tài)聚合物的特殊性能可逆形變大、彈性模量小且與溫度相關(guān)。彈性模量隨溫度升高而升高，與金屬相反?？赡嫘宰兏哌_(dá)1000％。絕熱快速拉伸放熱回縮吸熱。與金屬相反。具有松弛特性。1222.橡膠的拉伸行為與彈性固體（尺寸穩(wěn)定、小幅形變服從虎克定律）、液體（熱膨脹系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)與一般液體處于相同數(shù)量級）、氣體（彈性模量隨溫度升高而升高與氣體壓強(qiáng)隨溫度升高而增加相似）等有相似性能。拉伸應(yīng)力作用下可緩慢結(jié)晶。拉伸強(qiáng)度增加伴隨彈性降低，是長期使用導(dǎo)致橡膠彈性變差的原因。僅在較高溫度和較低拉伸速率下才是完全彈性材料。與金屬相反。兼具塑料和橡膠特性，成為第三代橡膠的新型彈性材料。在常溫下顯示橡膠的高彈性能，在高溫下又可以方便的塑化成型，不需硫化，加工邊角料易回收利用。合成方法：陰離子聚合，如SBS等嵌段共聚物；彈性體和塑料在特定條件下共混，如乙丙橡膠與聚丙烯共混?；瘜W(xué)合成熱塑性彈性體與傳統(tǒng)硫化橡膠比較，存在彈性較差、壓縮永久性變大、熱穩(wěn)定性較差、相對密度較高、價格較貴等缺點(diǎn)。熱塑性彈性體1231243.高彈聚合物的基本條件和性能改善美國材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)：將溫度20～70℃、1min內(nèi)可拉伸兩倍、外力解除后1min內(nèi)可回縮到<原長度1.5倍，或使用條件下楊氏模量在

106～107Pa的材料定義為橡膠。(1)高彈性聚合物的基本條件室溫條件下必須處于穩(wěn)定的非晶態(tài)，其玻璃化溫度遠(yuǎn)低于室溫。125改善橡膠彈性的途徑提高分子鏈柔性。利于改善高彈性，但以不結(jié)晶為前提。

適度交聯(lián)。降低永久形變的傾向，改善高彈性，但以不顯著影響鏈段運(yùn)動為限度。

玻璃化溫度是橡膠的最低使用溫度。溫度接近或低于Tg，橡膠變脆失去彈性，Tg的高低表征橡膠耐寒性能的優(yōu)劣。

適量加入增塑劑。會降低Tg、提高耐寒性能。但需嚴(yán)格控制加入量，否則利于結(jié)晶。

反復(fù)、長時間、高強(qiáng)度拉伸不利于彈性長久維持。拉伸使分子鏈沿受力方向取向，利于結(jié)晶，最終導(dǎo)致橡膠彈性降低。如何擴(kuò)大橡膠的使用溫度？一、改善高溫耐老化性能，提高耐熱性為了改善其耐老化性能我們采取1.改變橡膠主鏈結(jié)構(gòu)(1)主鏈不含雙鍵(2)主鏈上含雙鍵較少的丁基橡膠（異丁烯與異戊二烯）126(3)主鏈上含S原子的聚硫橡膠(4)主鏈上含有O原子的聚醚橡膠(5)主鏈上均為非碳原子的二甲基硅橡膠1271282.改變?nèi)〈Y(jié)構(gòu)帶有供電子取代基的橡膠易氧化：天然橡膠、丁苯橡膠帶有吸電子取代基的橡膠不易氧化：氯丁橡膠、氟橡膠3.改變交聯(lián)鏈的結(jié)構(gòu)原則：含硫少的交聯(lián)鏈鍵能較大，耐熱性好，如果交聯(lián)鍵是C-C或C-O，鍵能更大，耐熱性更好。（氯丁橡膠用ZnO硫化交聯(lián)鍵為-C-O-C-，天然橡膠用過氧化物或輻射交聯(lián)，交聯(lián)鍵為-C-O-）129二、降低Tg，避免結(jié)晶，改善耐寒性耐寒性不足的原因是由于在低溫下橡膠會發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變或發(fā)生結(jié)晶，而導(dǎo)致橡膠變硬變脆，喪失彈性。而導(dǎo)致聚合物玻璃化的原因是分子互相接近，分子間互相作用力加強(qiáng)，以致鏈段的運(yùn)動被凍結(jié)，因此:①任何增加分子鏈的活動性，削弱分子間相互作用的措施都會使Tg下降②任何降低聚合物結(jié)晶能力和結(jié)晶速度的措施均會增加聚合物的彈性，提高耐寒性（因?yàn)榻Y(jié)晶就是高分子鏈或鏈段規(guī)整排列，它會大大增加分子間相互作用力，使聚合物強(qiáng)度增加，彈性下降）1301.加增塑劑：削弱分子間作用力如氯丁膠Tg-45℃，加癸二酸二丁酯（-80℃）可使其的Tg-62℃；如用磷酸三甲酚酯（-64℃）可使其Tg-57℃?？梢娫鏊苄Ч粌H與增塑劑結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與它本身Tg有關(guān)，增塑劑的Tg越低，則增塑聚合物的Tg也越低。用共聚法聚苯乙烯有大的側(cè)基，所以主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)難，較剛性，Tg高于室溫，但共聚后的丁苯橡膠為-53℃。聚丙烯腈有極性，所以主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)難，較剛性Tg高于室溫，用丁二烯與丙烯晴共聚后的丁腈橡膠為-42℃降低聚合物結(jié)晶能力線型聚乙烯分子鏈很柔，Tg很低，但由于規(guī)整度高，所以結(jié)晶，聚乙烯難以當(dāng)橡膠用，引入體積較小的非極性取代基甲基來破壞其聚乙烯分子鏈的規(guī)整性，從而破壞其結(jié)晶性，這就是乙烯與丙烯共聚橡膠Tg=-60℃。通過破壞鏈的規(guī)整性來降低聚合物結(jié)晶能力，改善了彈性但副作用是有損于強(qiáng)度。131四.黏流態(tài)與流變學(xué)1.流體分類牛頓流體

非牛頓流體132牛頓流動定律：流動過程中，切應(yīng)力與流速梯度成正比。凡流動行為符合牛頓流動定律的流體，稱為牛頓流體。牛頓流體的粘度僅與流體分子的結(jié)構(gòu)和溫度有關(guān)，與切應(yīng)力和切變速率無關(guān)。牛頓流體：水、甘油、高分子稀溶液。（1）牛頓流體：（2）非牛頓流體：①賓漢流體：需要最小切應(yīng)力。如油漆、瀝青。②假塑性流體：切力變稀，大多數(shù)聚合物熔體。③膨脹性流體：切力變稠，膠乳、懸浮體系等。133普適流動曲線：2.聚合物的粘性流動134特點(diǎn)：流動活化能與相對分子質(zhì)量無關(guān)；在粘流溫度以上才能流動；聚合物熔體屬于彈性非牛頓液體，類似于假塑性流體。135。該區(qū)的粘度通常稱為零切粘度假塑性區(qū)(非牛頓區(qū))流動曲線的斜率n<1，該區(qū)的粘度為表觀粘度ηa，隨著切變速率的增加，ηa值變小。通常聚合物流體加工成型時所經(jīng)受的切變速率正在這一范圍內(nèi)。第二牛頓區(qū)在高切變速率區(qū)，流動曲線的斜率n＝1，符合牛頓流動定律。該區(qū)的粘度稱為無窮切粘度或極限粘度η∞。聚合物普適流動曲線分三個區(qū)域第一牛頓區(qū)低切變速率，曲線的斜率n＝1，符合牛頓流動定律。136纏結(jié)理論解釋：纏結(jié)破壞與形成的動態(tài)過程。第一牛頓區(qū)：切變速率足夠小，高分子處于高度纏結(jié)的擬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，流動阻力大；纏結(jié)結(jié)構(gòu)的破壞速度等于形在的速度，粘度保持不變，且最高。假塑性區(qū)：切變速率增大，纏結(jié)結(jié)構(gòu)被破壞，破壞速度大于形成速度，粘度減小，表現(xiàn)出假塑性流體行為。第二牛頓區(qū)：切變速率繼續(xù)增大，高分子中纏結(jié)構(gòu)完全被破壞，來不及形成新的纏結(jié)，體系粘度恒定，表現(xiàn)牛頓流動行為。聚合物流動曲線的解釋1394.影響粘流溫度的因素分子結(jié)構(gòu)的影響分子鏈越柔順，粘流溫度越低；高分子極性大，粘流溫度越高。分子量的影響粘流溫度Tf是整個高分子開始開始運(yùn)動的溫度；分子量越大，位移運(yùn)動越不易進(jìn)行，粘流溫度越高。粘流溫度與外力大小和外力作用的時間有關(guān)外力可降低粘流溫度；延長外力作用時間有助于高分子鏈產(chǎn)生粘性流動；高聚物的粘流溫度是成型加工的下限溫度；高聚物的分解溫度是成型加工的上限溫度145有關(guān)Tg、Tf、Tm的主要影響因素小結(jié)主鏈柔性良好的聚合物的Tg和Tf均較低，結(jié)晶容易，Tm較低。主鏈剛性的聚合物的Tg和Tf均較高，結(jié)晶困難，Tm較高。主鏈和側(cè)基大位阻基團(tuán)利于提高Tg、Tf、Tm，不過結(jié)晶困難。極性和氫鍵取代基利于提高Tg、Tf，也利于結(jié)晶并提高熔點(diǎn)。長鏈取代基的C原子數(shù)在18以下時，Tg、Tf、Tm隨C原子數(shù)增加而降低，結(jié)晶容易。交聯(lián)和增塑影響相反，前者使Tg、Tf、Tm升高，后者使Tg、Tf、Tm降低。相對分子質(zhì)量低于某一特定值時，Tg和Tf急劇降低，超過這個定值，使Tg和Tf逐漸升高。聚合物材料學(xué)性能147應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)變：材料在無慣性移動條件下受外力作用而產(chǎn)生的形狀和尺寸的相對改變。應(yīng)力：材料單位面積上的附加內(nèi)力叫應(yīng)力。附加內(nèi)力：材料發(fā)生宏觀的變形時，其內(nèi)部分子間及分子內(nèi)各原子間的相對位置和距離發(fā)生變化使原來的引力平衡被破壞，因而產(chǎn)生恢復(fù)平衡的力。應(yīng)變按照受力方式的不同可以分為三種：張應(yīng)變（拉伸力），切應(yīng)變（平行力），體應(yīng)變（壓縮力）一.材料性能的表征148強(qiáng)度：是衡量材料抵抗外力破壞的能力，是指在一定條件下材料所能承受的最大應(yīng)力。常用抗張強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度彈性模量：表征材料抵抗變形能力的大小, 其值的大小等于發(fā)生單位應(yīng)變時的應(yīng)力。柔量：彈性模量的倒數(shù)。施以單位應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變。泊松比：在拉伸實(shí)驗(yàn)中，材料橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比值的負(fù)數(shù)。2.強(qiáng)度與模量153一般聚合物材料發(fā)生彈性形變后，如果外力繼續(xù)增加并

超過材料的彈性極限，可能會出現(xiàn)脆性斷裂或屈服。經(jīng)屈

服的材料隨后發(fā)生幅度很大的塑性形變，即強(qiáng)迫高彈性變。斷裂是材料脆性的表現(xiàn)，屈服和強(qiáng)迫高彈性變是具有塑性的表現(xiàn)。4.疲勞與壽命1605.惰性填料：有時為了降低成本，在聚合物中加入一些只起稀釋作用的惰性填料，如在聚合物中加入粉狀碳酸鈣。惰性填