蠕变—指材料在一定温度下,受到恒定的外力作用后,形变随时间的增加而逐渐增加的现象。普弹形变—从大分子内部结构的变化来看,当高分子材料受到外力作用时,立即发生的是大分子链内的键角、键长的变化。这种形变是在外力施加时瞬时完成的,当外力去除后,立刻恢复原状,与外力作用的时间无关。其形变符合虎克定律,这种形变量很有限,称为普弹形变。*第61页,共100页,星期日,2025年,2月5日高弹形变—蠕变过程中随后发生的是卷曲的高分子链的逐步伸展,这种形变比普弹形变要大得多,称为高弹形变。特征是:外力去除后,高弹形变能逐渐恢复。粘性流动—蠕变过程中发生的大分子链之间的相对滑移。特征是:外力去除后形变不能恢复,是一种不可逆的形变,符合牛顿定律。*第62页,共100页,星期日,2025年,2月5日聚合物蠕变行为的影响因素:结构、分子量、交联程度、温度、外力大小等有关。柔性链比刚性链聚合物的蠕变要大;随分子量或交联程度的增加蠕变将减弱;增加温度或增大外力都会使蠕变增大。为了保持橡胶可逆高弹形变的特点,一般要对生胶进行硫化,使分子间产生化学交联,防止分子链间产生滑移,使橡胶既提高强度,又富有高弹性。*第63页,共100页,星期日,2025年,2月5日11.5高分子的电、光和热学性能11.5.1高分子的电学性能是指聚合物在外加电场作用下的行为,包括介电性能和导电性能。介电性能—是研究聚合物在外加交流电压时电能的储存和损耗现象。介电性能对聚合物绝缘材料的应用是极其重要的。导电性能—是指在直流电场下导电的难易,它是高分子绝缘材料的一个重要性能指标。*第64页,共100页,星期日,2025年,2月5日高分子材料具有优良的电学性能,加之其它优良而独特的物理化学性能和加工性能,长期以来在电子和电工技术领域中作为电介质或绝缘体得到了广泛的应用,具有重要的地位。从日常的电线、电缆、绝缘材料到无线电子设备的零部件都得到了广泛的应用。11.5.1.1高分子的介电性能(1)高分子的极性和极化①高分子的极性对于一个分子来说,它是由许多化学键组成*第65页,共100页,星期日,2025年,2月5日的,分子中各原子的位置有一定的排列,所以分子中的电子云和原子核电荷也有一定的分布,虽然整个分子呈中性,但分子正负电荷中心却可重合,也可不重合。正负电荷中心不重合的叫极性分子,重合的分子叫做非极性分子。分子极性的强弱或键极性的强弱,常用一个物理量电偶极矩μ来表示,电偶极矩是两个电荷中心间的距离l和电荷q的乘积:μ=ql*第66页,共100页,星期日,2025年,2月5日电偶极矩的大小表示了分子的极性,电偶极矩为零的分子是非极性分子,电偶极矩大于零的分子为极性分子。在聚合物中,电偶极矩μ=0的非极性分子有聚苯乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等,电偶极矩μ≤0.5的弱极性分子有聚异丁烯和天然橡胶等,电偶极矩μ>0.5的中极性分子有聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和尼龙等,电偶极矩μ>0.7的较强极性分子有酚醛树脂、聚酯和聚乙烯醇等。*第67页,共100页,星期日,2025年,2月5日②高分子的极化极化现象—当极性高分子电介质置于两个电极的极板之间时,若不施加电压,没有电场的存在,极性分子虽有永久电偶极矩,但由于分子的热运动,电偶极矩倾向于各方的机会均等,各个分子的总电偶极矩还是等于零。当施加电压时,在外电场作用下,极性分子中的偶极向相反的电极方向排列,产生分子取向,这种现象称为取向极化或偶极极化(图11.58)*第68页,共100页,星期日,2025年,2月5日*第69页,共100页,星期日,2025年,2月5日非极性分子没有永久电偶极矩,因此不存在偶极取向极化。然而非极性分子也是由带正电的原子核和带负电的电子所组成。不过正负电荷中心刚好重合而已。如果加一外电场,则分子中的正电荷中心将会略向负极移动,负电荷中心则略向正极移动,即原子核和电子间发生了相对位移而产生电偶极矩,这种现象称为变形极化或诱导极化。电子极化和原子极化—是在外电场作用下原子核和电子间的相对位移,所需时间极短。在大多数情况下仅有极微量的能量损耗。*第70页,共100页,星期日,2025年,2月5日此外,晶态聚合物中还存在非晶态区,其中没有远程有序(大约2nm)。11.3.1.1聚合物的结晶结构聚合物分子可以结晶形成多种晶系的