华中科技大学2004无机化学试卷.doc

第六章高分子液体的流变性 The Rheology of Polymer Liquids
主要参考书:
吴其晔主编,高分子材料流变学
金日光主编,高分子物理
高分子液体
高分子溶液
高分子熔体
高分子材料熔融后
(T 大于粘流温度T f 或
熔点Tm)的凝聚状态
本章中多指高分子
浓溶液
高分子熔体和溶液具有流变性,是高分子材料可以加工成型不同形状制品的依据。
流变性
流动
变形
粘性,
不可逆过程,
耗散能量
弹性,
可逆过程,
储存能量
非线性粘弹性
研究聚合物的流变规律性,对于聚合反应工程和聚合物加工工艺的合理设计、正确操作,对于获得性能良好的制品,实现高产、优质、低耗具有重要指导意义。
一、高分子材料粘流态特征及流动机理
粘流态是指高分子材料处于流动温度( T f )和分解温度( Td )之间的一种凝聚态。
绝大多数线型高分子材料具有粘流态。
对非晶的无定型聚合物而言,温度高于流动温度即进入粘流态(参看图6-1)。
对结晶型聚合物而言,分子量低时,温度高于熔点(T m)即进入粘流态;分子量高时,熔融后可能存在高弹态,需继续升温,高于流动温度才进入粘流态(参看图6-2)。
图6-2 结晶聚合物的温度-形变曲线
非晶与结晶聚合物的温度-形变曲线
图6-1 非晶态线型聚合物
的温度-形变曲线
对非晶的无定型聚合物而言,温度
高于流动温度Tf即进入粘流态。
分子量低时,温度高于T m 即进入粘流态;
分子量高时,温度高于Tf 才进入粘流态
表6-1 部分聚合物的流动温度
聚合物
流动温度/℃
聚合物
流动温度/ ℃
天然橡胶
126-160
聚丙烯
200-220
低压聚乙烯
170-200
聚甲基丙烯酸甲酯
190-250
聚氯乙烯
165-190
尼龙66
250-270
聚苯乙烯
~170
聚甲醛
170-190
粘流态主要特征
从宏观看是在外力场作用下,熔体产生
不可逆永久变形(塑性形变和流动)
从微观看,处于粘流态的大分子链产
生了重心相对位移的整链运动
流动机理
流动单元:粘流态下大分子运动的基本
结构单元不是分子整链,而是链段
所谓大分子的整链运动,是通过链段
相继跃迁,分段位移实现的
链段