聚合物的玻入璃化转变.ppt

分子运动的两个条件： 分子本身有足够的能量 有接纳分子运动的空间 聚合物的分子运动 5.1 聚合物的分子运动与力学状态 5.1.1聚合物热运动的特点 长链高分子的长／径比为5万（相当50m:1mm)，由重复结构单元构成。链结构的多重性，决定了热运动的多重性。 CH2CH - CH2CH - CH2CH - CH2CH - CH2CH - CH2CH- CH2CH - CH2CH - CH2CH Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl 5.2 玻璃化转变理论 5.4 玻璃化温度以下的次级转变 5.4.1玻璃化温度以下的次级转变类型 　　　 （无规聚苯乙烯） 5.6 聚合物的时－温等效原理 聚合物分子运动有一松弛过程（形变滞后于时间）。同一力学松弛行为，温度升高，松弛时间缩短；温度降低，松弛时间延长。存在时间与温度的等效性。 时温等效原理 aT=τ／τ0 aT转换因子， τ、 τ0 ：温度T、T0 时的松弛时间。 aT常用WLF方程计算 lg aT=－C1(T－T0)／［C2＋(T-T0)］ 当Tg＝ T0， T＝Tg＋100K时， C1=17.44，C2＝51.6 苯基的摇摆和振动 年节曲柄运动 链侧苯基 链段运动 可能的运动机理 38-48 130 325 373 温度 K Tδ Tγ Tβ Tg（Tα） 次级转变 5.4.2 温度与聚合物模量的关系 温度升高时, 聚合物的次级转变, 力学强度下降. (模量损失) 5.4 玻璃化温度以下的次级转变 α转变—Tg转变 αC为结晶部分分子运动 α 为非晶部分分子运动 β转变 侧基上大的取代基的内旋转，如苯基、甲酯基 γ转变 C8的曲柄运动 δ转变 侧基的扭转和摇摆 没有次级转变的聚合物， 低温物性差，脆性大。 5.4 玻璃化温度以下的次级转变 5.5 玻璃化温度的测定 A. 膨胀法 B. 量热法 5.5 玻璃化温度的测定 C.变形法 D.波谱法（红外光谱与核磁共振谱） 5.5 玻璃化温度的测定 * 第 五 章 聚合物的玻璃化转变 研究分子运动 小分子的分子运动 在不同的温度下，有三种状态。（气态、液态、固态） 气体分子的运动 布朗运动 液体分子的运动 固体分子的运动 受限制的运动 5.1 聚合物的分子运动与力学状态 （1）运动单元的多重性 运动单元 ： 侧基、支链、链节、链段、整条分子链。 运动单元运动的条件： 热运动的内能、运动的空间 运动单元运动的形式：振动、摆动、相对运动 分子链的相对运动（流动），是以链段为运动单元运动 实现的。 链段是以若干个链节组成的运动体系。 5.1 聚合物的分子运动与力学状态 （2）热运动对时间有松弛现象。 在一定的外力和温度下，聚合物的构象从一种平衡状态， 转变为与外力相适应的新的平衡状态，需要一个时间过程。 运动单元的大小决定松弛时间。 （3）运动单元的运动与温度有关。 温度高，运动单元的内能大，聚合物内部提供运动的空间 大，热运动的松弛时间变短。 （4）时间－温度的等效性。 聚合物的同一种力学状态变化，在较高的温度下，可以在较短的时间完成；在较低的温度下，需要较长的时间完成。 5.1 聚合物的分子运动与力学状态 5.1.2 无定形聚合物的两种转变 与三种力学状态 按无定形聚合物的物理状态，力学状态可以分为三种 玻璃态：外力作用下，形变小，坚硬的固体。