第四章 高分子材料的主要物理性能.ppt

1、第四章高分子材料的主要物理性能是第一节高分子化合物的分子运动特性第二节高分子化合物的力学状态第三节高分子化合物的玻璃化转变第四节玻璃化转变温度的影响因素第五节高分子化合物的高弹性第六节高分子化合物的粘弹性第七节高分子化合物的流变性第八节高分子化合物的溶液特性及其应用第十节高分子材料的电特性高分子分子运动的特点，PMMA，T100C，变软，Rubber在低温下变硬，结构没有变化，但随温度和外力不同，分子运动不同，物理性质也不同。 原因分子运动不同，高分子化合物表现出不同的物理性质，高分子化合物结构与性能的关系是高分子物理研究的基本内容，微观结构、分子运动、宏观性能、不同的物质、结构不同，在相同的

2、外界条件下分子运动不同，从而表现出的性能不同。 同一物质根据外界条件分子运动不同，表现的性能也不同。 4-1高分子分子运动的特征，(1)运动单位的多样性，1 .整链的运动，以高分子链整体为质量中心的移动，即分子链间的相对位移。 聚合物加工中的流动、聚合物使用中的尺寸不稳定(塑性变形、永久变形)、整链运动的结果是，2 .节段的运动，由于主链键的内旋，分子中的一部分节段相对于其他一部分节段运动，但分子质量中心不变(宏观上不塑性变形)。 高弹性：分段运动的结果(拉伸恢复)，流动性：分段协同运动，引起分子重心位移，3 .分段的运动是指高分子主链上的几个化学键(相当于分段)的协同运动，或者是复链高分子的

3、复链运动，4 .侧基，5 .晶体区域内的运动， 结晶型的变化从不稳定的结晶型向稳定的结晶型变化结晶区缺陷的运动结晶区的完备，二.从分子运动的时间依赖性，有物质的平衡状态，适合外界条件的另一个平衡状态，由于外场作用，分子运动，低分子是过渡过程，高分子需要速度过程，时间，弛豫过程， 高分子在运动时运动单元间的作用力大，通过一定的温度和外力，高分子分子从一个平衡状态转移到另一个平衡状态需要一定的时间。 这个过程称为缓和过程，完成这个过程所需的时间称为缓和时间。 松弛时间：形变量变为原始长度的1/e所需的时间，低分子， 10-810-10s可以视为没有松弛的瞬时过程。 高分子，10-110 4 s以上

4、，松弛过程明显。 3 .分子运动的温度依赖性，1 .激活运动单元，使温度上升，分子热运动的能量增加，当达到某个运动单元的运动所需的能量时，激发该运动单元的运动。 2 .增加分子间的自由空间，温度上升，高分子化合物体积膨胀，自由空间变大。 当自由空间增加到某个运动单元所需的尺寸时，该运动单元可以自由运动。 温度与弛豫时间的关系是随着温度的升高，分子的热运动能力增大，聚合物对外界作用的响应加快，弛豫过程加速，弛豫时间降低。 但弛豫时间与温度的定量关系有两种：1)一般弛豫时间与温度的关系符合速度过程理论=oexp(E/RT) o常数的e弛豫过程的活化能； 2 )分段运动的松弛过程符合WLF方程，并且o -基准温度(T o )下的松弛时间C1，C2经验常数这个公式用于描述与分段运动有关的不同物理量和温度之间的关系。 为了观察弛豫过程(或表现弛豫过程)，观察时间(外界作用时间)应该与弛豫时间相同，至少接近。时温等效原理对于相同的缓和过程，既可以在低温下以长的观察时间(外力作用时间)观察，也可以在高温下以短的观察时间(外力作用时间)观察。 提高温度和延长观察时间(外力的作用时间)等效于聚合物的分子运动，也等效于观察相同的松弛过程。 力学状态高分子化合物的力学性能随温度变化的特征状态、结构不同的高分子化合物-T曲线的形式不同，线状