文档介绍：第三章高聚物的分子运动与转变
计划学时:6-8学时
主要参考书:《高分子物理》何曼君等
(P224-260)
《高分子物理》刘凤岐等
(P185-223)
Molecular Motion and Transition of Polymers
引言
讨论分子热运动的意义:
链结构不同的聚合物
链结构相同而凝聚态结构不同
链结构和聚集态结构都相同
可有不同的宏观物性
可有不同的宏观物性
可有不同的宏观物性
分子运动
3-1 高聚物分子运动的特点
(一)运动单元的多重性

以高分子链为一个整体作质量中心的移动,即分子链间的相对位移。
聚合物加工中的流动
聚合物使用中的尺寸不稳
定性(塑性形变、永久形变)
整链运动
的结果

由于主链σ键的内旋转,使分子中一部分链段相对于另一部分链段而运动,但可以保持分子质量中心不变(宏观上不发生塑性形变)。
高弹性:链段运动的结果(拉伸—回复)
流动性:链段协同运动,引起分子质心位移

指高分子主链上几个化学键(相当于链节)的协同运动,或杂链高分子的杂链节运动
、支链的运动
侧基、支链相对于主链的摆动、转动、自身的内旋转。

晶型的转变—不稳定的晶型向
稳定的晶型转变
晶区缺陷的运动
晶区的完善

物质从一种平衡状态
与外界条件相适
应的另一种平衡状态
外场作用下
通过分子运动
低分子是瞬变过程
此过程只需
10-9 ~ 10-10 秒。
高分子是速度过程
需要时间
松弛过程

温度升高,增加了分子热运动的能量,
当达到某一运动单元运动所需的能量时,就激发这一运动单元的运动。

温度升高,高聚物发生体积膨胀,自由空间加大。当自由空间增加到某种运动单元所需的大小时,这一运动单元便可自由运动。
3-2 高聚物的力学状态
力学状态——高聚物的力学性能随温度变化的特征状态
结构不同的高聚物ε-T曲线的形式不同
线型无定形态高聚物的温度形变曲线
结晶高聚物的温度形变曲线
交联高聚物的温度形变曲线
主要介绍

T<Tg
(2)力学特征:形变量小( ~ 1%),模量高(109 ~ 1010 Pa)。
形变与时间无关,呈普弹性。
(3)常温下处于玻璃态的聚合物通常用作塑料。PS、PMMA、PVC等。
(1)运动单元:键长、键角的改变或小尺寸单元的运动。
Td
Tf
Tg
(一).线型无定形态聚合物的ε-T曲线

(1)链段运动逐渐开始
(2)形变量ε增大,模量E降低。
(3)Tg定义:玻璃态向高弹态转变的温度,即链段开
始运动或冻结的温度。
Td
Tf
Tg