高分子物理Chapter 5-1[精选].ppt

第五章 聚合物的分子运动和转变 本章教学内容、重点及目的 聚合物分子运动的主要特点和玻璃化转变测量 5.1 Characters of the polymer molecular movements 高聚物结构与性能的关系是高分子物理研究的基本内容 The characterizations of polymer molecular movements (1) Varieties of molecular movements 分子运动单元 (2) Time dependence 分子运动的时间依赖性 Some examples of elastic and viscosity properties of polymers (3) Temperature dependence 分子运动的温度依赖性 5.2 Mechanical properties and transition of polymers The relationship between modulus and temperature Mechanical Method The characters for different regions For cross-linked sample 5.3 Glass transition 玻璃化转变 聚乙烯的双重玻璃化转变 Meaning of Tg 玻璃化转变温度Tg的工艺意义 玻璃化转变的学术意义 玻璃化转变的现象 热力学性能 比热 导热系数 内压 （体膨胀系数） 5.3.1高聚物分子运动的研究方法 （1） Dilatometer measurement 膨胀计法 Dilatometric study of Polyvinyl acetate (2) Specific heat - DSC curve Schematic DSC of typical amorphous polymer 模量－温度曲线 (3) Mechanical Method (4) NMR – Nuclear Magnetic Resonance 聚异丁烯、天然橡胶的NMR (5)介电松弛法 T ℃ 200 100 0.4 0.3 0.5 0.6 比 热 Others 比热-温度曲线 Specific heat to temperature 导 热 系 数 T ℃ 100 200 300 9 6 3 硫化橡胶导热系数－温度 Coefficient of heat conductivity to temperature G2(?) ? G1(?) G Strain-temperature Modulus-temperature T ?H22 聚异丁烯 天然橡胶 Nuclear magnetic resonance NMR 核磁共振 ? T 聚氯乙烯的?—T曲线 BSR Rubber丁苯橡胶-made from 1,3 butadiene * * 重点：对聚合物来说，玻璃化转变是链段从不能运动到能够运动的转变，所对应的温度是玻璃化温度，链段运动又是高分子的主要运动单元和区别于小分子运动的重要特征，所以要重点掌握玻璃化转变过程中所对应的自由体积理论、玻璃化温度、玻璃化温度的测定方法及影响因素和调节手段；聚合物的结晶和熔融过程也是通过分子运动来完成的，由于高分子是长链大分子，造成其结晶和熔融过程与小分子之间的区别之处。 教学目的：通过本章的学习，全面理解和掌握高分子运动的特点、聚合物的玻璃化转变、结晶和熔融的过程和特点，建立起分子运动与分子结构和力学状态之间的关系，为后续几章聚合物处于不同力学状态时的性能的学习奠定基础。 教学内容：聚合物分子运动的特点；玻璃化转变；结晶行为和结晶动力学；熔融热力学。 本讲内容： 聚合物分子运动的主要特点 运动单元的多重性 分子运动的时间依赖性 分子运动的温度依赖性 ? 聚合物的玻璃化转变 玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量 PMMA, T100?C, 变软 Rubber 在低温下变硬 高聚物分子运动特点 尽管结构无变化，但对于不同温度或外力，分子运动是不同的，物理性质也不同。 原因——分子运动不同，高聚物显示不同的物理性质 Microstructure Molecular movements Performed properties 不同物质，结构不同，在相同外界条件下，分子运动不同，从而表现出的性能不同。 相同物质，在不同外界条件下，分子运动不同，从而表现出的性能也不同。 （1） 分子运动的多样性Varieties of molecular movements （2） 分子运动与时间的关系 The relationship with time （3） 分子运动与温度的关系 The relation