第二章--塑料成型的物化基础.ppt

④高分子链柔性的表征 链段：高分子链中划分出来的、可以任意 取向的最小链单元。 ⑤影响高分子链柔性的结构因素 主链结构：C-C链、含双键、杂链。 取代基：极性、非极性。 氢键 交联 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 节 四、高分子聚集态结构 分子聚集态结构是指平衡态时分子与分 子之间的几何排列。 ⒈小分子与高分子聚集态的比较 高聚物在加工成型中形成的聚集态结构是决定高聚物制品的主要因素。链结构相同的高聚物由于加工条件的不同，制品性能可能相差很大。 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 小分子 高分子 玻璃态 晶态——液态——气态 液晶态 玻璃态 晶态————液态 液晶态 节 ⒉非晶态高聚物 ⑴定义 非晶(性)高聚物也称无定形高聚物，人们 把高聚物分于链不具备三维有序排列的凝聚状 态称为非晶态。 ⑵分子特点 一般来说，分子具有支化、交联、无规立 构、无规共聚和带有较大侧基等。 ⑶性能特点 具有明显的玻璃化转变(Tg)。使用温度受 Tg的限制，有非常好的光学透明性。 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 节 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 ⑷理论学说 ①无规线团模型 ②局部有序模型 节 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 ⒊织态结构 为了改善高聚物的某些性能而在高聚物 中参入添加剂或填料。 类型： ⑴高分子-增塑剂体系——增塑高聚物。 ⑵高分子-填充剂体系——复合材料。 碳黑增强、泡沫塑料等。 ⑶高分子-高分子体系——共混高聚物。 有时将嵌段、接枝共聚物也算在内。 节 章 本节完 第三节 高聚物的分子运动 及力学状态 一、高聚物分子运动的特点 二、高聚物的力学状态 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 章 第三节 高聚物的分子运动 及力学状态 不同结构的高聚物，其分子运动方式不同而使材料显示不同的物理力学性能。即使相同结构的高聚物，由于外界环境如温度等造成的分子运动的差异，也可使材料表现出不同的宏观性质。 一、高聚物分子运动的特点 ⒈运动单元的多重性 侧基、支链、链节、链段（微布朗运动） 和整个分子链（布朗运动）。 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 节 ⒉运动方式的多重性 整个分子振动、转动、移动和各运动单 元 的转动、移动和摇摆运动。 ⒊分子运动的时间依赖性 ⑴松弛过程与松弛时间 在一定温度和外场(力场、电场、磁场)作 用下，高聚物从一种平衡状态通过分子运动而 过渡到与外界环境相适应的新的平衡状态的过 程称为松弛过程。完成这个过程所需要的时间 称为松弛时间。 ⑵松弛时间谱 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 节 ⒋分子运动的温度依赖性 ⑴升温的作用 增加分子热运动的动能；使高聚物体 积膨胀增加了分子间的自由空间。 ⑵对松驰过程的影响（阿累尼乌斯方程） 式中，τ为松弛时间，R为气体常数，T为 热力学温度，△H为松弛过程所需的活化能。 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 节 二、高聚物的力学状态 实验 在等速升温下，对高聚物试样施加一 恒定的力，在力的作用时间一定（一般为10 秒）的情况下，描绘试样发生的形变与温度 曲线。 ⒈线形非晶态高聚物 ⑴三种力学状态及两种转变 1-玻璃态；2-玻璃化转变区；3-高弹态； 4-粘弹转变区；5-粘流态。 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 节 ⑵玻璃态的特征 ①运动单元 侧基、链节、 短支链等小运动单元的 运动及键长、键角的变化。 ②力学性质 材料受力后变形小，通常为0.1～1.0％， 具有虎克弹性行为。材料模量较高，可达 109～1010Pa。 ⑶高弹态的特征 ①运动单元 链段运动使分子链发生伸展或卷曲等构象 变化，但分子链质心不能运动。 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学 节 ②力学性质 高聚物受较小的力就可以发生很大的形 变，外力除去后，形变可以逐步恢复。材料 模量减少到10５～10６Pa。 ⑷粘流态的特征 ①运动单元 整链分子质心发生相对位移。 ②力学性质 材料模量下降到103～104 Pa。 第二章 塑料成型的物化基础 上篇 塑料成型工艺学