高聚物的分子运动和力学状态.ppt

A宾汉（Binghann）塑性体特征：当切应力小于临界值（也即屈服应力）时，根本不流动，其形变行为类似于虎克弹性体宾汉塑性体牛顿流体第126页，共194页，星期日，2025年，2月5日流动方程：符合这种规律的流动称为塑性流动或宾汉流动。许多含填料的高聚物体系（PVC塑料）就属宾汉塑性体。第127页，共194页，星期日，2025年，2月5日流动方程：绝大多数高聚物熔体（或熔液）属这一种情况第128页，共194页，星期日，2025年，2月5日4-1-3高聚物流体的流变性

（Rheology）熔体的粘弹性高聚物在Tf以上处于粘流态，成为熔体高聚物熔体主要力学特性就是具有流变性能流变性：在外力作用下，熔体不仅表现出粘性流动（不可逆形变），而且也表现出弹性形变（可逆形变），也就是高聚物的熔体既表现出粘性，又表现出弹性，又称为粘弹性第129页，共194页，星期日，2025年，2月5日流变学：是研究材料流动和变形的科学高聚物流变学：是流变学的一个分支，着重研究高聚物熔体的流变性，它是一门十分年轻的科学，近几十年来才得到重视。由于实际上的困难，连定性的规律也还没有取得一致的看法。我们在这一节主要讨论高聚物流变性的一些基本规律，尽管不够完善，但对于指导高聚物成型加工还是有意义的。第130页，共194页，星期日，2025年，2月5日流动方式根据所受应力不同，流体流动有三种：层流单轴拉伸流动流体静压强下流动第131页，共194页，星期日，2025年，2月5日（1）层流：流速不大时，流体各点速度都向着流动方向，基本上无左右移动的现象流动方向速度梯度第132页，共194页，星期日，2025年，2月5日（2）单轴拉伸运动：速度梯度场（速度梯度与流动方向平行）流动方向第133页，共194页，星期日，2025年，2月5日（3）流体静压力下流动（压制成型）第134页，共194页，星期日，2025年，2月5日低分子液体流动所产生的形变是完全不可逆的，而高聚物在流动过程中所发生的形变中：只有一部分（粘性流动）是不可逆的。因为高聚物的流动并不是高分子链之间的简单的相对滑移的结果，而是各个链段分段运动的总结果。在外力作用下，高分子链顺外力场有所伸展，这就是说，在高聚物进行粘性流动的同时，必然会伴随一定量的高弹形变，这部分高弹形变显然是可逆的，外力消失后，高分子链又要蜷曲起来，因而整个形变要恢复一部分。第135页，共194页，星期日，2025年，2月5日高弹形变的恢复过程也是一个松弛过程。因为恢复的快慢一方面与高分子链本身的柔顺性有关，柔顺性好，恢复得快，柔顺性差，恢复就慢；另一方面与高聚物所处的温度有关，温度高，恢复得快，温度低，恢复就慢。高聚物流动的这个特点，在成型加工过程中必须予以充分重视，否则就不可能得到合格的产品。第136页，共194页，星期日，2025年，2月5日以聚甲基丙稀酸酯中正酯基R上碳原子数n对的影响为例：第94页，共194页，星期日，2025年，2月5日3.分子量的影响分子量低时，随着，；分子量超过某一限度后，M对的影响就不明显了。为什么？原因分子量越低，分子链两头的链端链段比例大，这种链端链段活动能力比一般链段要大，较低；随着，链端链段的比例下降，变大，分子量超过某一限度后，M对的影响就不明显了。第95页，共194页，星期日，2025年，2月5日—M无限大时的—数均分子量K—常数第96页，共194页，星期日，2025年，2月5日4.交联的影响随着化学交联点密度的增加，分子链活动受约束的程度也增加，相邻交联点之间的平均长度减小，柔顺性也减小，。第97页，共194页，星期日，2025年，2月5日—交联高聚物的—未交联高聚物的—交联密度第98页，共194页，星期日，2025年，2月5日5.增塑剂的影响增塑剂是一种挥发性、低分子量的有机化合物，加入体系后改进某些力学性能和物理机械性能，便于成型加工。分极性和非极性两种情况：第99页，共194页，星期日，2025年，2月5日（1）非极性增塑剂对非极性聚合物的增塑作用机理：相当于形成了聚合物浓溶液，聚合物的分子链之间被增塑剂分子隔开了一定距离，削弱了聚合物分子间力