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文件名称:聚合物的转变与松弛.ppt
文件大小:3.6 MB
总页数:69 页
更新时间:2025-06-16
总字数:约1.12万字
文档摘要

续5.2.3.1影响因素(3)构型几何异构:有顺反异构和旋光异构顺反异构:内双烯聚合物,主链上含有双键,双键碳原子上的取代基不能绕双键旋转,顺式柔顺性好,反式比顺式的Tg高一些顺式聚1.4-异戊二烯-73℃反式聚1.4-异戊二烯-60℃旋光异构:有不对称碳原子的存在单取代烯类:立构对Tg的影响不大双取代烯类:全同立构的Tg较低,间同立构的Tg较高PMMA:全同(等规)立构:45℃间同立构:115℃第30页,共69页,星期日,2025年,2月5日续5.2.3.1影响因素(4)分子量Tg随Mn增加而增加,到达一定程度后Tg不再明显变化PS的Tg与Mn的关系Fox-Flory导出的Tg与Mn的关系:Tg(∞)为临界分子量时聚合物的Tg,K为特征常数对于PS,Tg(∞)=100℃,K=1.8×105第31页,共69页,星期日,2025年,2月5日续5.2.3.1影响因素(5)链间的相互作用高分子链间相互作用降低了链的活动性,因而Tg增高例如,聚癸二酸丁二醇配与尼龙66的Tg相差l00℃左右,主要原因是后者存在氢键。分子链间的离子键对Tg的影响很大。例如,聚丙烯酸中加入金属离于,Tg会大大提高,其效果又随离子的价数砸定。用Na﹢使Tg从106℃提高到280℃;用Cu2﹢取代Na﹢,Tg提高到500℃。第32页,共69页,星期日,2025年,2月5日续5.2.3.1影响因素(6)作用力作用力方向性的不同,对Tg的影响也不相同,Tg是以链段运动为标志单方向的外力作用,如对高聚物进行拉伸,外力对链段运动有推动作用,Tg↓,张力与Tg的关系可以用下列经验方程表示:Tg=A-Bf围压力作用在高聚物上,使高聚物的自由体积排出一部分,高分子链的运动空间减少,链段运动困难,Tg↑,这一结论也证实了自由体积理论的预言。在常压附近的小压力变对Tg的影响可以忽略,但研究在高压下作用的高聚物时,玻璃化转变的压力效应是一个不可忽视的问题。例如在海底和其它高压下的材料,静压力可以达102~103个大气压,Tg明显升高,要考虑压力对玻璃化转变温度Tg的影响外力作用时间外力作用时间短,链段来不及发生运动,呈现出玻璃态,Tg↑外力作用时间长,对链段有推动作用,Tg↓第33页,共69页,星期日,2025年,2月5日续5.2.3.1影响因素(7)实验速率频率是单位时间化率,所以测量频率高,外力作用时间短,Tg↑频率低,外力作用时间长,Tg↓经验关系式:logγ=a-b/Tg前面讲述的测量Tg的几种方法所用频率也不同,得到的同一聚合物的Tg值也有差别压力对Tg的影响第34页,共69页,星期日,2025年,2月5日5.2.3.2调节手段(1)增塑:加入增塑剂,Tg↓PVC:Tg=87℃属硬塑料加入增塑剂,-30℃橡胶原因:(1)增塑剂上有极性基因,与―Cl相互吸引,减少了PVC分子 间–Cl与–Cl的相互作用,相当于把–Cl基因遮盖起来,起屏蔽作用(2)增塑剂是小分子的,活动较容易给大分子的链段提供了较大的空 间,使Tg↓Tg,d增塑聚合物的玻璃化温度,Tg,p分别表示纯聚合物玻璃化温度,Φ—混合的体积分数ω—质量分数第35页,共69页,星期日,2025年,2月5日续5.2.3.2调节手段(2)共聚无规共聚、交替共聚—只有一个Tg接技共聚A–g–B、嵌段共聚A–b–B——取决于A、B的相容性完全相容——一个Tg不相容——两个Tg部分相容——两个Tg靠近上式中Tg、Tg,A、Tg,B—共聚物及均聚物A、B的Tg值;ωA,ωB—共聚物中A、B的质量分数;K、R—共聚物的特征参数Don-Taylor方程Fox方程Mandelkern方程由热力学理论可得Tg与共聚物组成关系Tg=xATg,A+xBTg,B xA,xB——组分A和B的摩尔分数。第36页,共69页,星期日,2025年,2月5日续5.2.3.2调节手段(3)交联轻度交联,不影响链段运动的活性,对Tg影响较小但随着交联度的增加,链段的活动性减小Tg↑交联剂含量与Tg之间存在如下线性关系:Tg,x=Tg+Kxρx式中Tg,