第五章聚合物的转变与松弛1.以分子运动观点和分子间物理缠结概念说明非晶态聚合物随着温度升高粘弹行为的5个区域.并讨论分子量对应力松弛模量—温度曲线的影响规律
(1)玻璃态区类似玻璃,脆性,如:室温下的PS、PMMA
温度不足以克服内旋转位垒,链段以上运动“冻结”,分子运动主要限于振动和短程的旋转运动(2)玻璃—橡胶转变区远程、协同分子运动的开始
链段(约10—50个主链原子)获得了足够的热能开始以协同方式运动,不断改变构象(3)橡胶-弹性平台区分子间存在物理缠结,聚合物呈现远程橡胶弹性(蜷曲链受力扩张,产生大形变外力除去后,自发地回复到蜷曲形态)(4)粘弹转变区分子链发生解缠作用,导致由链段运动向整个分子滑移运动过渡
(5)粘流区聚合物容易流动,类似糖浆;热运动能量足以使分子链解缠蠕动,导致整链运动
讨论结晶、交联聚合物的模量-温度曲线和结晶度、交联度对曲线的影响规律
答:在轻度结晶的高聚物中,微晶体起着类似交联点的作用,这种试样仍然存在明显的玻璃化转变,随着结晶度的增加,相当于交联度的增加,非晶部分处在高弹态的结晶高聚物的硬度将逐渐增加,到结晶度大于40%后,微晶体彼此衔接,形成贯穿整个材料的连续晶相,宏观上不易察觉明显的玻璃化转变,其曲线在熔点以前不出现明显的转折
交联聚合物,不存在(4)(5)区,因为交联阻止了滑移运动,在达到聚合物的分解温度之前,一直保持在③区状态
结晶聚合物1
轻度结晶微晶体起着类似交联点的作用,存在明显的玻璃化转变,形变小于非晶b
结晶度大于40%时,无玻璃化转变,在熔点以前不出现明显的转折
•分子量不太大,TfTm熔融后→高弹态→粘流态2
处于非晶态类似于非晶态高聚物但有可能出现冷结晶现象
即T>Tg后,链段排入晶格→结晶,使形变变小
(图见讲义)3
写出四种测定聚合物玻璃化温度的方法,不同实验方法所得结果是否相同