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2、物在有非晶区存在,非晶部分高聚物在不同温度下也要不同温度下也要发生上述二种生上述二种转变,但它的宏,但它的宏观表表现与与结晶度大小有关晶度大小有关。电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态(1)轻度度结晶聚合物晶聚合物 Xc 40%聚合物聚合物材料内部非晶区占主体,晶区以分散相形材料内部非晶区占主体,晶区以分散相形态分散分散在非晶区内,主要由在非晶区内,主要由非晶区非晶区承受外力。承受外力。微晶微晶体起着体起着类似交似交联点的作用。点的作用。试样仍然存在明仍然存在明显的玻璃的玻璃化温度化温度转变。温度上升。温度上升时,非晶部分由玻璃,非晶部分由玻璃态转变为高高弹态。但由于微晶的存在起着交但由于
3、微晶的存在起着交联点的作用,所以非晶区不会点的作用,所以非晶区不会发生很生很大的大的变形形电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 温度温度-形形变曲曲线与非晶与非晶态聚合物温度聚合物温度-形形变曲曲线的形状的形状相似相似,表,表现出三个区域和两个出三个区域和两个转变。形形变温度温度TgTf(Tm)电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态(2)重度)重度结晶聚合物晶聚合物 Xc40%晶区成晶区成为连续相,而且承担主要相,而且承担主要应力,当温度到达力,当温度到达Tg后,尽管非晶后,尽管非晶区区链段可以运段可以运动,但晶区内的,但晶区内的链段运段运动仍被晶格所限制,材料形仍被晶格所限制,材料形变
4、量量很小,宏很小,宏观上看不出明上看不出明显的玻璃化的玻璃化转变。温度温度-形形变曲曲线在熔点以前不出在熔点以前不出现明明显转折。折。结晶高聚物的晶区熔晶高聚物的晶区熔融后是不是融后是不是进入粘流入粘流态,要看,要看试样的分子量大小:的分子量大小:电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 分子量不高分子量不高在低温在低温时,晶,晶态高聚物受晶区的限制,即高聚物受晶区的限制,即使温度高于使温度高于Tg,链段不能运段不能运动,所以形,所以形变很小,一直持很小,一直持续到熔点到熔点Tm,结晶熔融后晶熔融后链段和分子段和分子链的运的运动可以可以发生,生,试样直接直接进入黏入黏流流态。分子量分子量较高高
5、结晶熔融后晶熔融后链段运段运动可以可以进行,但分子行,但分子链的整体运的整体运动仍不能仍不能发生。生。试样先先进入高入高弹态,然后随温度升高再,然后随温度升高再进入黏流入黏流态。电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 Tg 看不出看不出形形变温度温度M1M2M2 M1TmTf电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 结晶高聚物的分子量通常要控制得低一些,分子量只晶高聚物的分子量通常要控制得低一些,分子量只要能要能满足机械足机械强度要求即可。度要求即可。非晶非晶态与晶与晶态聚合物的温度聚合物的温度-形形变曲曲线总结在下一在下一张图上:上:电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 高度高度结晶晶
6、轻度度结晶晶非晶非晶态形形变温度温度电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 特例特例 (1)有的)有的结晶高聚物晶高聚物Td和和Tm都低于也就是都低于也就是说加加热到到Tf还不能流不能流动。只有加。只有加热到到Tf才流才流动,但此,但此时已超已超过Td所以已所以已经分解。分解。PTFE就是如此,所以不能注射成型,只能用就是如此,所以不能注射成型,只能用烧结法。法。电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 (2)PVA和和PAN也也是是如如此此,所所以以不不能能熔熔融融法法纺丝(在在Tm时还是是高高弹态,不不会会流流动,如如再再升升温温则到到时Tf才才会会流流动,但但已超已超过Td,已分解了,
7、所以要溶液,已分解了,所以要溶液纺丝。溶液法溶液法纺丝(因(因为有些高聚物在有些高聚物在Tm时还不会流不会流动,如果,如果再加再加热就要分解了)只能配成就要分解了)只能配成浓溶液溶液进行行纺丝或流延成膜或流延成膜。电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 (3)轻度度结晶的高聚物可使材料既晶的高聚物可使材料既处于于弹性状性状态,又不会,又不会弹性太高,因此性太高,因此处于皮革于皮革态(如(如PVC塑料地板)。微晶又相当塑料地板)。微晶又相当于交于交联点作用,使点作用,使强度达到一定要求。度达到一定要求。电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态 (4)40以以上上结晶晶的的高高聚聚物物使使材材料料变得得坚硬硬,耐耐热性性也也提高,使用温度提高,使用温度变宽。玻玻璃璃态高高聚聚物物只只能能在在脆脆化化温温度度以以上上、玻玻璃璃化化温温度度以以下下使使用用(温度太低便脆,温度太高(温度太低便脆,温度太高则软化)化)结晶晶高高聚聚物物可可以以在在脆脆化化温温度度以以上上、熔熔点点以以下下使使用用(结晶晶高聚物如果分子量不太大,高聚物如果分子量不太大,则无无 Tg)电子课件高分子物理结晶态高聚物的物理状态