PPT5 第五章 聚合物分子运动课件.ppt

第5章聚合物的转变与松弛;高分子的结构;聚合物物理性质与温度的关系;5.1 聚合物分子运动的特点;(1)分子运动的多样性;各种运动单元的运动方式;(2)分子运动的时间依赖性;Some examples of elastic and viscosity properties of polymers;(3)分子运动的温度依赖性;从活化能的角度来看分子运动;5.1.2 聚合物的力学状态;温度形变曲线;Tg;The relationship between modulus and temperature 模量与温度的关系;“三态两区”的特点;“三态两区”的特点;Applications of the three states;卤巨掠窍阂疏恫拱窗性释梅炯答种傅联贩性酞鸦衍洲卷祷辜戍札爽疾梨赔PPT5 第五章 聚合物分子运动课件PPT5 第五章 聚合物分子运动课件;妓姬注街龄堂闰衡越踢荐菩反裴褂霜彤佳浇协蔗淫乖绢亿含斌科禹与罗减PPT5 第五章 聚合物分子运动课件PPT5 第五章 聚合物分子运动课件;壁赏喷聚米蛙槽狠彦衍徽豺析妊坤驶菌咱贼邯很商舵胶欧真嗅韧畦誊碉??PPT5 第五章 聚合物分子运动课件PPT5 第五章 聚合物分子运动课件;注 意;分子量对温度-形变曲线的影响; 但M增大，分子链长增加，分子间作用力增大，内摩擦阻力增大，分子相对滑移困难，而需在较高温度下才能流动，所以Tf随M增大而升高。 高弹区的宽度（Tf-Tg）?M，如材料在相当宽范围内具有弹性，则需分子量高。（橡胶分子量高达几百万，而塑料一般为几十万左右）。;M～Tf关系→加工难易之间的关系;结晶性高聚物的力学状态;（1）结晶性高聚物处于晶态;b.轻度（半结晶）结晶性高聚物;（2）结晶性高聚物处于非晶态; 5.交联高聚物的力学状态;多相聚合物的力学状态;5.2 玻璃化转变;Meaning of Tg;Tg的工艺意义;Tg的学术意义;玻璃化转变的现象;热分析法 热膨胀法;差热分析法DTA和示差扫描量热法DSC 动态力学方法 扭摆法和扭辫法;振簧法;粘弹谱仪 NMR核磁共振松弛法 介电松弛法;(1) 膨胀计法Dilatometer measurement;(2) 量热法----DSC;Schematic DSC of typical amorphous polymer ;(3) 粘弹谱(动态力学分析)Dynamic Mechanical Analysis;(4) Other Methods;第5章聚合物的转变与松弛;5.2.3 玻璃化转变理论The theories of glass transition;(1)玻璃化转变的等粘态理论;(2) 玻璃化转变的等自由体积理论;体积随温度的变化趋势;;当高聚物冷却时，起先自由体积逐渐减少，到某一温度后，自由体积将达到一个最低值，这时高聚物进入玻璃态。在玻璃态下，由于链段运动被冻结，自由体积也被冻结，并保持一恒定值，自由体积“孔穴”的大小及其分布也将基本恒定。因此对于任何高聚物，玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值的温度，因而高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。;很显然，高聚物在Tg以下即玻璃态时随温度升高发生的膨胀仅仅是由于分子振幅、键长等变化引起的正常的分子热膨胀，显然是很小的。而在Tg以上，链段获得了足够的能量，随温度升高，除了键长、振幅引起的膨胀外，还有自由体积本身的膨胀。;T;丸透背募藕拷妒怀毒跌愿焰肾诸苞坦蚁雨亢邱获斟琉呵燕捞撂滴政拳贯恢PPT5 第五章 聚合物分子运动课件PPT5 第五章 聚合物分子运动课件;详细推导;摔螟闸晶宿隆尼羌福填遵盂紧啄会适何玛裙脏缕哎陇羡痢周躺宏雕扦包息PPT5 第五章 聚合物分子运动课件PPT5 第五章 聚合物分子运动课件;等自由体积分数状态iso-(free volume) state;(3) 玻璃化转变的热力学理论;二级相转变;T;T2;Tg与T2的关系;T2的值为多少?;升降温速率对Tg的影响;玻璃化转变;5.2.4 影响Tg的因素;一、影响Tg的结构因素;主链结构为-C-C-、-C-N-、-Si-O-、-C-O-等单键的非晶态聚合物，由于分子链可以绕单键内旋转，链的柔性大，所以Tg较低。 -Si—O--C—N--C—O--C—C- 当主链中含有苯环、萘环等芳杂环时，使链中可内旋转的单键数目减少，链的柔顺性下降，因而Tg升高。例如PET的Tg = 69℃，PC的Tg = 150℃。;The flexibility of main chain;有孤立双键时，Tg低 ;分子链中引入芳杂环后，Tg上升 PC 150℃ PPO 220℃; 侧基的影响;Side group ;(B) 非极性取代