第五章 高聚物的物理性能 学习目的要求 学习并掌握高聚物的物理状态、特征温度与使用; 溶解过程、溶剂选择、相对分子质量表述与测定方法; 初步掌握高聚物的力学性能、松弛性质等,了解高聚物 的黏流特性、电、光、热、及透气性能
第五章 高聚物的物理性能 学习目的要求 学习并掌握高聚物的物理状态、特征温度与使用； 溶解过程、溶剂选择、相对分子质量表述与测定方法； 初步掌握高聚物的力学性能、松弛性质等，了解高聚物 的黏流特性、电、光、热、及透气性能
§5-1高聚物的物理状态 高聚物的物理状态主要随温度而变化,是某一温度下的客观表现。 线型非晶态高聚物的物理状态 ●线型非晶态高聚物的形变温度曲线 形变% A:B C D/E A-玻璃态;B-过渡区;C-高弹态;D过渡区;E黏流态 T-脆化温度;Tg玻璃化温度;Tr黏流温度 ●线型非晶态高聚物的三种物理状态 玻璃态 线型非晶高聚物的物理状态高弹态 黏流态
§5-1 高聚物的物理状态 高聚物的物理状态主要随温度而变化，是某一温度下的客观表现。 一、线型非晶态高聚物的物理状态 ●线型非晶态高聚物的形变-温度曲线 ●线型非晶态高聚物的三种物理状态 A B C D E Tb Tg T/℃ Tf 形变% A-玻璃态；B-过渡区；C-高弹态；D-过渡区；E-黏流态 Tb -脆化温度；Tg -玻璃化温度；Tf -黏流温度 玻璃态 高弹态 黏流态 线型非晶高聚物的物理状态
§5-1高聚物的物理状态 ●线型非晶态高聚物的三种物理状态的对比 种物理状态运动单元 力学行为特征 应用 玻璃态 键长、键角形变小,并且形变可逆,属于普弹性 塑料、纤维 T-T 基团 能。结构类似玻璃,弹性模量大。 高弹态 链段 形变大,形变可逆,弹性模量较小 橡胶 Tg T 黏流态 链段、大分子链形变为不可逆,属于永久形变,无强成型加工、油漆、黏合剂 度。流动取决于相对分子质量大小。 ●线型非晶态高聚物物理状态与相对分子质量的关系 图中标注数据(相对分子质量) 1-360;2-440;3-500;4-1140 5-3000;6-40000;7-120000; 8-550000;9-638000 不同相对分子质量聚苯乙烯的形变-温度曲线
§5-1 高聚物的物理状态 ●线型非晶态高聚物的三种物理状态的对比 ●线型非晶态高聚物物理状态与相对分子质量的关系 三种物理状态 运动单元 力学行为特征 应用 玻璃态 Tb～Tg 键长、键角 基团 形变小，并且形变可逆，属于普弹性 能。结构类似玻璃，弹性模量大。 塑料、纤维 高弹态 Tg～Tf 链段 形变大，形变可逆，弹性模量较小。 橡胶 黏流态 Tf～Td 链段、大分子链 形变为不可逆，属于永久形变，无强 度。流动取决于相对分子质量大小。 成型加工、油漆、黏合剂 0 40 80 120 160 温度（℃） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 形 变 （%） 不同相对分子质量聚苯乙烯的形变-温度曲线 图中标注数据（相对分子质量） 1-360；2-440；3-500；4-1140； 5-3000；6-40000；7-120000； 8-550000；9-638000
§5-1高聚物的物理状态 ●线型非晶态高聚物的物理状态与平均相对分子质量、温度的关系 「过渡区 黏流态 高弹态、黏 流态及两者 高弹态 之间的过渡 区均随相对 玻璃态 分子质量和 温度的增加 而变宽 二、结晶态高聚物的物理状态 ●结晶态高聚物的形变-温度曲线 形变% 1-相对分子质量较小 2-相对分子质量很大 Tr TPC
§5-1 高聚物的物理状态 ●线型非晶态高聚物的物理状态与平均相对分子质量、温度的关系 二、结晶态高聚物的物理状态 ●结晶态高聚物的形变-温度曲线 M T 玻璃态 高弹态 黏流态 过渡区 Tg Tf 高弹态、黏 流态及两者 之间的过渡 区均随相对 分子质量和 温度的增加 而变宽。 形变% 1 2 Tg Tm Tf T/℃ 1-相对分子质量较小 2-相对分子质量很大
§5-1高聚物的物理状态 ●结晶态高聚物的物理状态 玻璃态黏流态 M较小 结晶态高聚物的物理状态 M很大 玻璃态高弹态黏流态 注意:由于高弹态对成型加工不利,因此,一般情况下,对结晶态高聚物而言要严格 控制相对分子质量,防止很大造成的不良影响
§5-1 高聚物的物理状态 ●结晶态高聚物的物理状态 注意：由于高弹态对成型加工不利，因此，一般情况下，对结晶态高聚物而言要严格 控制相对分子质量，防止很大造成的不良影响。 结晶态高聚物的物理状态 玻璃态 黏流态 玻璃态 高弹态 黏流态 M较小 M很大