聚合物的运动状态-s.pptVIP

* * * * * * * * * * 无定形聚合物 Tg Tf Temperature ?C Strain % Glassy Glass transition Viscous liquid Rubbery plateau Ma Mb 橡胶平台 温度－－形变曲线 不同分子量的影响 10 9 8 7 6 5 4 3 Log G, Pa Temperature Mc M2 M3 M4 M5 Mc M2 M3 M4 M5 分子量增加 不同分子量的模量－－温度曲线 不同分子量的形变－－温度曲线 （3）Crystalline 结晶聚合物的模量-温度曲线 Temperature (?C) 高分子量 log G，Pa 50 100 150 200 250 10 6 8 4 2 玻璃化转变 熔点 橡胶平台 低结晶度 低分子量 高结晶度 只下降一个数量级 Strain % Rigid crystalline Viscous liquid Tm Temperature ?C Ma Mb 高结晶度聚合物 Rubber plateau Strain % Rigid crystalline Viscous liquid Tg Tm Temperature ?C Ma Mb Rubber plateau Tough crystalline 低结晶度聚合物 淬冷PET的温度形变曲线 玻璃化转变 熔点 Temperature (?C) Strain % 冷结晶! 鸡皮爽脆 PET透明 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第三章聚合物运动学 Kinematics of Polymers 3.2 聚合物的运动状态 形形色色的“态” 晶态，无定形态 玻璃态，橡胶态，粘流态 固态和液态 凝聚态 力学状态 Both 小分子的分子运动 The motion of small molecules ??????????????????????????????????????????? Theodor Svedberg, Nobel Chemistry Prize, 1926 Characters of the polymer molecular movements 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 玻璃态 橡胶态 粘流态 区别何在？ 力学状态不同，变形难易不同，即模量不同 源于运动单元不同，故又称为运动状态 运动单元大，变形易；运动单元小，变形难 高聚物结构与性能的关系是高分子物理研究的基本内容 Microstructure 微观结构 Molecular movements 分子运动 Performed properties 宏观性能 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。 The characterizations of polymer molecular movements （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 relationship with temperature 多种运动单元 多种运动方式 Small molecules, ?=10-8~10-10s High molecules, ?=10-1~10-4s T ? T ? (1) Varieties of molecular movements 分子运动的多样性 A.多种运动单元：如侧基、支链、链节、链段、整个分子链等 B.多种运动方式 由于高分子的长链结构，分子量不仅高，还具有多分散性，此外，它还可以带有不同的侧基，加上支化，交联，结晶，取向，共聚等，使得高分子的运动单元具有多重性，或者说高聚物的分子运动有多重模式。 小尺寸运动单元 （链段尺寸以下） 大尺寸运动单元 （链段尺寸以上） 分子运动单元 链段的运动——主链中碳-碳单键的内旋转，使得高分子链有可能在整个分子不动，即分子链质量中心不变的情况下，一部分链段相对于另一部分链段而运动。 链节的运动——比链段还小的运动单元 侧基的运动——侧基运动是多种多样的，如转动，内旋转，端基