《高聚物的物理性能》PPT课件

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1、第五章　高聚物的物理性能学习目的要求学习并掌握高聚物的物理状态、特征温度与使用；溶解过程、溶剂选择、相对分子质量表述与测定方法；初步掌握高聚物的力学性能、松弛性质等，了解高聚物的黏流特性、电、光、热、及透气性能。§5-1高聚物的物理状态高聚物的物理状态主要随温度而变化，是某一温度下的客观表现。一、线型非晶态高聚物的物理状态●线型非晶态高聚物的形变-温度曲线●线型非晶态高聚物的三种物理状态ABCDETbTgTfT/℃形变%A-玻璃态；B-过渡区；C-高弹态；D-过渡区；E-黏流态Tb-脆化温度；Tg-玻璃化温度；Tf-黏流温

2、度玻璃态高弹态黏流态线型非晶高聚物的物理状态§5-1高聚物的物理状态●线型非晶态高聚物的三种物理状态的对比●线型非晶态高聚物物理状态与相对分子质量的关系三种物理状态运动单元力学行为特征应用玻璃态Tb～Tg键长、键角基团形变小，并且形变可逆，属于普弹性能。结构类似玻璃，弹性模量大。塑料、纤维高弹态Tg～Tf链段形变大，形变可逆，弹性模量较小。橡胶黏流态Tf～Td链段、大分子链形变为不可逆，属于永久形变，无强度。流动取决于相对分子质量大小。成型加工、油漆、黏合剂04080120160温度（℃）123456789形变（%）不同相对

3、分子质量聚苯乙烯的形变-温度曲线图中标注数据（相对分子质量）1-360；2-440；3-500；4-1140；5-3000；6-40000；7-120000；8-550000；9-638000§5-1高聚物的物理状态●线型非晶态高聚物的物理状态与平均相对分子质量、温度的关系二、结晶态高聚物的物理状态●结晶态高聚物的形变-温度曲线MT玻璃态高弹态黏流态过渡区TgTf高弹态、黏流态及两者之间的过渡区均随相对分子质量和温度的增加而变宽。12形变%TgTmTfT/℃1-相对分子质量较小2-相对分子质量很大§5-1高聚物的物理状态●结

4、晶态高聚物的物理状态注意：由于高弹态对成型加工不利，因此，一般情况下，对结晶态高聚物而言要严格控制相对分子质量，防止很大造成的不良影响。结晶态高聚物的物理状态玻璃态黏流态黏流态玻璃态高弹态M较小M很大§5-1高聚物的物理状态●结晶态高聚物的物理状态与平均相对分子质量、温度的关系玻璃态皮革态（硬而韧）高弹态过渡区黏流态TMTgTmTf玻璃化温度与熔点在平均相对分子质量较小时随平均相对分子质量的增加而增高；但很大时，变化较小；过渡区也随平均相对分子质量的增加而加宽。§5-2高聚物的各种特征温度与测定●常见的高聚物特征温度一、玻璃

5、化温度●定义高聚物分子链开始运动或冻结的温度。●玻璃化温度的使用价值玻璃温度是非晶态高聚物作为塑料使用的最高温度；是作为橡胶使用的最低温度。●影响玻璃化温度的因素高聚物特征温度Tg-玻璃化温度（glass-transitiontemperature）Tm-熔点（meltingpoint）Tf-黏流温度（viscousflowtemperature）Ts-软化温度（softeningtemperature）Td-热分解温度（thermaldestructiontemperature）Tb-脆化温度（brittlensstemp

6、erature）§5-2高聚物的各种特征温度与测定影响玻璃化温度的因素主链柔性分子间作用力相对分子质量交联共聚增塑剂升温速度外力大小作用时间§5-2高聚物的各种特征温度与测定▲主链柔性对玻璃温度的影响规律：对主链柔性有影响的因素，都影响玻璃化温度。为柔性越大，其玻璃化温度越低。▓实例附表6▲分子间作用力对玻璃化温度的影响规律：分子间作用力越大，其玻璃化温度越高。▓实例附表7▲相对分子质量对玻璃化温度的影响规律：即玻璃化温度随高聚物平均相对分子质量的增加而增大，但当平均相对分子质量增加到一定程度时，玻璃化温度趋于某一定值。Tg

7、∞M§5-2高聚物的各种特征温度与测定▓实例线型非晶高聚物物理状态与相对分子质量的关系图●共聚对玻璃化温度的影响规律：共聚可以调整高聚物的玻璃化温度。▓实例双组分共聚物玻璃化温度的计算▲交联对玻璃化温度的影响规律：适度交联，可以提高玻璃化温度。▓实例橡胶的交联硫，%00.251020－硫化天然橡胶Tg，K209208233240－二乙烯基苯，%00.60.81.01.5交联聚苯乙烯Tg，K360362.5365367.5370交联链的平均链节数01721019258§5-2高聚物的各种特征温度与测定▲增塑剂对玻璃化温度的影响

8、规律：随着增塑剂加入量的增加，玻璃化温度下降。极性增塑剂加入到极性高聚物之中，服从如下规律：非极性增塑剂加入到非极性高聚物之中，服从如下规律：▓实例PVC加入增塑剂▲外界条件的影响外力大小对高聚物施加的外力越大，玻璃化温度下降越低。外力作用时间时间越长，玻璃化温度越低。升温速度升温速度越快