高聚物热弹逆变现象的分子运动机理.pdfVIP

维普资讯 1f( v01．15 高分子材料科学与工程 No．4 1999年 7月 』u__lg99 高高聚物物赢热弹逆变现象的分享子毒运动机机理理 D；-／ 皋，并埔明了高分子的内旋转是产生这一现 象的机 理，找到 了影响热弹逆变现 象的几个因素 ·最后还给出了如下站 论 ：即热弹逆变现泉普遍存在于太多敷高聚枷材料 中．而经典的模量～温度曲线只是热弹逆变现象的一十特倒 关键词 关键词．垫垫．登登堂堂壅壅丑墨墓基内内旋旋转转位位垒垒．范范·德德瓦尔尔斯斯力 鲁迅这 J高狂乎)， ：：一，Jj]／ 髓温度的降低模量也随着降低的现象为热弹逆变现 象，并将着重讨论这种热弹逆变现象的分子运动机 1 引言 理 。 高聚物的力学性能不仅反映出它的使用性 能， 也决定 了它在许多加工过程中的行为，这一方面的 研究进展不只是丰富了材料科学，也必然为高分子 材料的工艺开发和合理利用提供新的思想 。研究高 聚物力学性能的一种有效方法是通过高聚物的力学 松弛谱来进一步了解高聚物 的分子结构 ，分子运动 和力学性能的关系 一 般情况下，材料在低温时往往都会变得又硬 又脆 ，而在高温时则会变软，换言之．材料在低温 时 其模量会变得很大 ，而在高温时模量通常都较小，即 有这样的现象；若保持材料形变大小不变，则其产生 的应力会随着温度的升高而减小 。粘弹性则是高聚 物所具有的普遍特性，但经典理论对于经典高聚物 粘弹行为并未给出一个很有说服力的理论解释，而 仅仅给出一种定性的说明或者只是一种猜测。 笔者对航空有机玻璃 (PMMA)进行了多次恒定 n 50 ¨)0 高应变率 (e=500s )在不 同温度下 的冲击实验和 T’f{”) 不同温度下的准静态压缩实验 ，得到了这两种情况 bquasi s1=Icexperin~m e 1 M 怔怕p帅 u【 curve dynn~c qlI 一咖 s 下的模量～温度谱 ，如Fig．1所示_l 由Fig．1可见 ． exped n 这里出现了与经典曲线所不同的现象，即在某一温 度区间内在应变保持不变的情况下，所产生的应力 2 热弹逆变现象的分子运动机理 高聚物 的性能是其结构和分子运动的反 随温度的下降而降低，即在这一温度区间内，随温度 映 ，高聚物 内旋转位垒主要是由于分子 内原子 的降低材料越来越软，数次重复性实验表 明这是材 间的作用力所形成 ，但 内旋转位能曲线通常都 料本身的一种性质。№ Shen等人曾对橡胶也作 出了 是 由实验得到 的3【，本 文将 以Fig．2为模型 类似的结果．本文沿用 Aldonis等人口的定义称这种 理论上导出丁烷分子的内旋转位能曲线。丁烷 收精 目抽 ：1999 0 O5 联系人厦第 一作者：束 博 ．男．25岁 I尊士生 维普资讯 商分子材料科学与工程