四、高分子化合物的强迫高弹性与脆化
1、强迫高弹性
强迫高弹性,处于玻璃态的高分子可在强制外力作用下,产生高弹形变的性质。
强迫高弹性的 本质,玻璃态高分子的链段被冻结,
但强制外力作用克服链段间的内摩擦阻力,使链段可沿着外力方向运动,产生强迫高弹形变。
脆性,材料在小形变下就发生破坏的现象;发生脆性断裂时的温度称为脆化温度( Tb)。
脆性和脆化温度的影响因素:与产生强迫高弹形变的因素一致;
分子链柔性:柔性越大则 Tb升高;
分子量:分子量增大,脆化温度不断降低,并趋于某一极限值后保持恒定(故分子量大则耐寒性好);
外力作用速度:作用速度越快,Tb越高。
2,脆化五、结晶高分子化合物拉伸过程的形变
应力 -应变曲线分三段:
I,应力与应变成正比;
II,应力几乎不变,应变不断增加;
III,应力随应变增大而增加,
直到断裂。
第五节 高分子化合物熔体流变特性
流变性,物质流动与变形的性能及其行为表现;
流变学,研究物质在外力作用下流动与变形的科学;
牛顿型流体,服从牛顿流动定律 —— 剪切应力与剪切速率成正比(其中,剪切速率,
切变速率,单位时间内的剪切形变)。
一,高分子化合物熔体流变特性
运动单元为大分子链段,首先是链段沿外力方向改变构象,通过链段运动、扩散、
传递引起整个大分子的相对移动;
高分子流体粘度大,且随分子量增大而显著增加;
流动过程中伴随高弹形变 。
二,牛顿流体与非牛顿流体
牛顿流体,服从牛顿流动定律 ——
剪切应力与剪切速率成正比(其中,
剪切速率,切变速率,单位时间内的剪切形变)。;
宾哈流体(塑性流体,Bingham),当切应力大于临界值 τ 0
时,才产生牛顿型流动,即有屈服;
假塑性流体,粘度随剪切速率、剪切应力增加而下降(切力变稀);
膨胀流体,粘度随剪切速率、剪切应力增加而增大(切力增稠) 。
第六节 高分子溶液一、高分子溶液的特点
溶解缓慢,具有长链结构,需要移动大分子重心,且需克服大分子链间相互作用力;
粘度大,内部摩擦和分子间作用力大;
与理想溶液有很大偏差,柔性高分子链在溶液中表现为由几个链段组成,而每个链段又如一个分子,因此与溶剂的作用方式、
排列方式复杂化。
二、高分子的溶解过程
溶胀阶段,小分子溶剂渗透进入大分子间隙中,
大分子间距离增大,体积膨胀,称为 溶胀 ;
溶解阶段,非交联大分子无限溶胀,大分子通过链段运动在溶剂中扩散,大分子链由于充分溶剂化而摆脱相邻大分子的束缚,最后溶解。
高分子溶解的特点,溶解过程缓慢;溶解前先发生溶胀;可溶性结晶高聚物溶解前结晶先破坏;
高分子溶解性随分子量增大而变差。
三、高分子化合物的溶剂选择
极性相近原则,极性大的溶质易溶解于极性大的溶剂,反之亦然;
溶剂化原则,高分子链与溶剂分子间产生一定的作用力(通过氢键、范德华力),以致溶剂把高分子分离;
内聚能密度相近原则及溶度参数,溶度参数等于
“内聚能密度”的开方,溶剂与高分子的溶度参数越接近则高分子越能自发溶解于该溶剂。
第七节 高分子化合物结构与性能测定一、结构测定方法 (链结构与聚集态结构)
二、分子运动(转变与松弛)测定三、性能测定,力学性能、流变性能、电性能、热性能等