高聚物温度-形变曲线的测定讲述.ppt

实验七高聚物温度—形变曲线的测定 高聚物的玻璃态和高弹态互相转变的温度叫做玻璃化转变温度Tg。即链段开始运动的温度。 高聚物的高弹态和粘流态互相转变的温度叫做粘流温度Tf。即分子链开始运动的温度。 在玻璃化温度附近的温度范围内，高聚物的许多性能，如比热、比体积、热膨胀系数、力学形变等都会随温度的变化发生突变。因此，测定转变温度，研究高聚物力学三态的特点及转变规律，具有重大的理论和实际意义。 一、实验目的 1、掌握测定聚合物温度－形变曲线的方法 2、了解DT-Ⅱ型低温差热-热机械测定仪的工作原理及结构 3、测量聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯的转变温度。 二、实验原理 聚合物试样上施加恒定荷载，在一定范围内改变温度，试样形变随温度的变化以形变或相对形变对温度作图，所得的曲线，通常称为温度—形变曲线，又称为热机械曲线。 1、温度—形变曲线 玻璃态与高弹态之间的转变温度就是玻璃化温度Tg，高弹态与粘流态之间的转变温度就是粘流温度Tf。前者是塑料的使用温度上限，橡胶类材料的使用温度下限，后者是成型加工温度的下限。 2、Tg, Tf 的测定 三、实验仪器 测试座 升温控制—程序 记录温度—形变 四、实验程序 接通电源，预热 制样-平整 放入PMMA或PE样品 将石英压杆， 砝码压杆下落，接触好直接压再样品上 设定升温降温程序 形变曲线完成，将石英压杆， 砝码压杆升起， 取出样品 关闭各电源开关 五、数据处理与结果讨论 从温度形变曲线上求得Tg、Tf * * 指导老师： 王新 该曲线是样品在恒定负荷和等速升温条件下，对不同温度下的型变量进行测定而绘制的。 图7-1 线性非晶聚合物的温度-形变曲线 玻璃态区： T低， 整个分子链和链段不能运动， 形变小， 由于键长键角的变化引起， 可逆的普弹形变 高弹态区： T升高， 链段能运动，整个分子链不 能，形变较大， 外力除去后可复 原， 高弹形变， 粘流态区： T高， 整个分子链运动，分子链滑移 易形变且不可逆较大， 外力除去后 可复原。再升温可发生分解 图7-2 结晶聚合物的温度-形变曲线 晶区，晶格的束缚，链段和整个分子链不能运动，形变小， 升温结晶熔融，晶格破坏，直接而进入粘流区，，整个分子链运动，，形变急剧增大， M大，Tf Tm M小，Tm=Tg 出现高弹区 更高温度才粘流 恒定负荷下升温，达到玻璃化转变温度时，形变突变引起压杆的位移，传感放大后到形变记录仪。拐点为Tg 高弹平台区，链段运动加剧----整个大分子更卷曲 再升温， 大分子重心移动，相对滑移， 形变突变， Tf