5.1聚合物分子运动的特点5.1.3分子运动的温度依赖性(1)玻璃态区1.0280.9edD0.8在此区域内,聚合物类似13h0.7玻璃,通常是脆性的,分0.6H子运动主要限于振动和短0.5H程的旋转运动0.4线形、非晶态聚合物的模量、温度曲线室温下典型的例子:PS,PMMA
在此区域内,聚合物类似 玻璃,通常是脆性的,分 子运动主要限于振动和短 程的旋转运动 5.1聚合物分子运动的特点 5.1.3分子运动的温度依赖性 线形、非晶态聚合物的模量、温度曲线 (1)玻璃态区 室温下典型的例子:PS,PMMA
5.1聚合物分子运动的特点5.1.3分子运动的温度依赖性(2)玻璃每一橡胶转变区(theglass-rubber transitionregion此区域内,在20~30℃范围,模量下降了近1000倍,聚合物的行为与皮革相似。玻球化转变温度(T。)通常取作模量下降速度最大处的温度。玻璃一橡胶转变区可以解释为远程协同分子运动的开始T以下,运动中仅仅只有1一4个主链原子,而在转变区大约10一50个主链原子(即镀段)获得了足够的热能以协同方式运动,不断改变构象
此区域内,在20~30℃范围,模量下降了近1000倍,聚合 物的行为与皮革相似。玻球化转变温度(Tg )通常取作模量下降 速度最大处的温度。 5.1.3分子运动的温度依赖性 (2)玻璃—橡胶转变区(the glass-rubber transition region) 玻璃—橡胶转变区可以解释为远程协同分子运动的开始。 Tg以下,运动中仅仅只有1—4个主链原子,而在转变区, 大约10—50个主链原子(即镀段)获得了足够的热能以协同方 式运动,不断改变构象。 5.1聚合物分子运动的特点
5.1.3分子运动的温度依赖性(3)橡胶-弹性平台区(arubber-elasticplateauregion在此区域内,由于分子间存在物理缠结、聚合物呈现远程橡胶弹性1.0M,×10-5PB8.42123.72平台的宽度主要由聚合物的分0.931.511.024ed子量所控制,分子量越高,平台0.808越长(见图5一3)0.7?0对于交联聚合物,如图5一2中?②0.6点线所示,橡胶弹性增加,蛹变11部分已被抑制。对于半晶态聚合2001000-100T/C物,平台的高度由结晶度所控制,图5一3分子量对平台长度的影响结晶平台一直延续到聚合物的熔点(Tm)典型例子:未硫化的天然橡胶
5.1.3分子运动的温度依赖性 (3)橡胶-弹性平台区(a rubber-elastic plateau region) 图5-3 分子量对平台长度的影响 在此区域内,由于分子间存在物理 缠结、聚合物呈现远程橡胶弹性 平台的宽度主要由聚合物的分 子量所控制,分子量越高,平台 越长(见图5—3) 对于交联聚合物,如图5—2中 点线所示,橡胶弹性增加,蛹变 部分已被抑制。对于半晶态聚合 物,平台的高度由结晶度所控制, 结晶平台一直延续到聚合物的熔 点(Tm) 典型例子:未硫化的天然橡胶
5.1.3分子运动的温度依赖性(4)橡胶流动区在这个区域内,聚合物既呈现橡胶弹性,又呈现流动性实验时间短时,物理缠结来不及松弛,材料仍然表现为橡胶行为;实验时间增加,温度升高,发生解缠作用,导致整个分子产生滑移运动,即产生流动对于交联聚合物,不存在④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,如硫化橡胶
5.1.3分子运动的温度依赖性 (4)橡胶流动区 对于交联聚合物,不存在④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,如硫化 橡胶。 在这个区域内,聚合物既呈现橡胶弹性,又呈现流动性 实验时间短时,物理缠结来不及松弛,材料仍然表现为橡胶 行为;实验时间增加,温度升高,发生解缠作用,导致整个分 子产生滑移运动,即产生流动
5.1.3分子运动的温度依赖性5)液体流动区该区内,聚合物容易流动,类似糖浆热运动能量足以使分子镑解绍蠕动,这种流动是作为链段运动结果的整链运动对于半晶态聚合物,模量取决于结晶度。无定形部分经历玻璃一橡胶转变,结晶部分仍然保持坚硬达熔融温度时,模量迅速降至非晶材料的相应数值
5.1.3分子运动的温度依赖性 (5)液体流动区 达熔融温度时,模量迅速降至非晶材料的相应数值。 该区内,聚合物容易流动,类似糖浆 热运动能量足以使分子镑解绍蠕动,这种流动是作为链段 运动结果的整链运动 对于半晶态聚合物,模量取决于结晶度。无定形部分经 历玻璃—橡胶转变,结晶部分仍然保持坚硬