第三章高分子的结构与性能方案.ppt

（三）燃烧过程 ⊕加热 ⊕热解 ⊕氧化 ⊕着火等 三、氧指数 ——氧指数：在规定的条件下，试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度，用混合气流中氧所占的体积分数表示，它是衡量聚合物燃烧难易的重要指标，氧指数越小越易燃。 ——分类（空气含氧量21％左右）： ⊕氧指数在22以下的属于易燃材料； ⊕氧指数在22～27的为难燃材料，具有自熄性； ⊕氧指数在27以上的为高难燃材料。 ——影响高分子材料阻燃性能的因素 ⊕氧指数 ⊕比热容、热导率、分解温度以及燃烧热等 四、聚合物的阻燃 ——含有卤素、磷原子等的聚合物一般具有较好的阻燃性。但大多数聚合物是易燃的，常需加人阻燃剂、无机填料等来提高聚合物的阻燃性。 ——阻燃剂：指能保护材料不着火或使火焰难以蔓延的药剂。 ——阻燃剂的阻燃作用：在聚合物燃烧过程中能阻止或抑制其物理的变化或氧化反应速度。 ——阻燃机理 （1）吸热效应：作用是使聚合物的温度上升困难→具有10个分子结晶水的硼砂，当受热释放出结晶水时需吸收142kJ·mol-1的热量，因而抑制聚合物温度的上升，产生阻燃效杲果。氢氧化铝具有类似的作用。 （2）覆盖效应：在较高温度下生成稳定的覆盖层或分解生成泡沫状物质覆盖于聚合物表面，阻止聚合物热分解出的可燃气体逸出并起到隔热和隔绝空气的作用，从而产生阻燃效果→磷酸酯类化合物和防火发泡涂料。 （3）稀释效应：如磷酸铵、氯化铵、碳酸铵等受热时产生不燃性气体CO2、NH3、HCl、H2O等，起到稀释可燃性气体作用，使其达不到可燃浓度。 （4）转移效应：如氯化铵、磷酸铵等可改变高分子材料热分解的模式，抑制可燃性气体的产生，从而起到阻燃效果。 （5）抑制效应（捕捉自由基）：如溴、氯的有机化合物，能与燃烧产生的自由基·OH作用生成水，起到连锁反应抑制剂的作用。 α峰：相应于主链链段构象重排，它和Tg是对应的。 β峰：相应于次级转变，对聚醋酸乙烯酯 是柔性侧基的运动，对PVC相应于主链的 局部松弛运动。 非极性聚合物：极性杂质常常是介电损耗的主要原因。非极性聚合物的tgδ一般小于10-4； 极性聚合物：tgδ在10-1～5×10-3之间。 3.4.2.3介电强度 ——电击穿：当电场强度超过某一临界值时，电介质就丧失其绝缘性能，这称为电击穿。 ——击穿电压：发生电击穿的电压。 ——击穿电场强度：击穿电压与击穿处介质厚度之比，简称介电强度。 ——热击穿：在强电场下，因温度上升导致聚合物的热破坏而引起的击穿；其击穿电压要比固有击穿电压小。 ——纯电击穿（固有击穿）：当电场强度增加到临界值时，撞击分子发生电离，使聚合物击穿，称为纯电击穿或固有击穿；此击穿过程极为迅速，击穿电压与温度无关。 ——聚合物介电强度：可达1000 MV/m。 ——决定因素：上限是由共价键电离能所决定的。 3.4.2.4 静电现象 ——静电现象：两种物体互相接触和摩擦时会有电子的转移而使一个物体带正电，另一个带负电的现象。 ——聚合物静电的产生：高电阻率使其有可能积累大量静电荷→例如聚丙烯腈纤维因摩擦可产生高达1500v的静电压。 ——规律：一般介电常数大的聚合物带正电，小的带负电，如—— ——当上述序列中的两种物质进行相互摩擦时，总是左边的带正电，二者相距越远产生的电量越多。 ——消除方法： ⊕体积传导 ⊕表面传导：主要方法，目前工业上广泛采用的抗静电剂都是用以提高聚合物的表面导电性 ——抗静电剂：一般都具有表面活性的功能，常增加聚合物的吸湿性而提高表面导电性，从而消除静电现象的一种物质。 3.4.2.5 聚合物驻极体和热释电流 ——驻极体：将聚合物薄膜夹在两个电极当中，加热到薄膜成型温度，施加每厘米数千伏的电场，使聚合物极化、取向，再冷却至室温，而后撤去电场。这时由于聚合物的极化和取向单元被冻结，因而极化偶矩可长期保留。这种具有被冻结的寿命很长的非平衡偶极矩的电介质称为驻极体。 ——例子：聚偏氟乙烯、涤纶树脂、PP、PC等聚合物超薄薄膜驻极体已广泛用于电容器传声隔膜及计算机贮存器等方面。 ——热释电流：若加热驻极体以激发其分子运动，极化电荷将被释放出来，产生退极化电流，称为热释电流（TSC）。 3.4.3 光性能 一、折射 ※折射现象：当光由一种介质进入另一种介质时，由于光在两种介质中的传播速度不同而产生的折射现象。 ※折射率： ※折光指数：通常以各种物质对真空的折射率作为该物质的折射率，即折光指数。聚合物的折光指数一般都在1.5左右。 ※各向同性的材料：无应力的非晶态聚合物，在光学上也是各向同性的，因此只有一个折光指数。 ※结晶和各向异性的材料：折光指数沿不同的主轴方向有不同的数值，该材料被称为双折射的（如非晶态聚合物因分子取向而产生双折射。 ※双折射的应用：研究形变微观机理的有效方法；由应力感生的双折