CH2拉压性能

合集下载

聚丙烯概况及性能用途

CPP生产工艺简介
• （4）原材料的机械性能直接影响薄膜的机械性能，虽然生产工艺及产品配方直接决定着薄膜的性能，但薄膜机械性能主要取决于原材料。尤其在CPP生产中。
聚丙烯编织袋生产工艺简介
• 塑料编织袋由于强度大，相对密度低、耐水、抗化学腐蚀、抗虫害及微生物侵蚀、无毒、无味，广泛应用于化肥、水泥、合成树脂、原盐、食糖、粮食等货物的包装，是聚丙烯树脂的重要用途之一，在我国聚丙烯树脂的制品中占有相当大的比例。
聚丙烯概况：聚丙烯的用途
• 1、薄膜制品：聚丙烯薄膜制品透明性好，而且有光泽，水蒸气和空气的透过率很小，根据加工工艺不同可分为吹塑薄膜、流涎薄膜（cpp）、双向拉伸薄膜(BOPP)。 • 2、注塑制品：可用于汽车、电器、机械、仪表、无线电、纺织、国防等工程配件，日用品，周转项，医疗卫生器材，建筑材料。 • 3、挤塑制品:可做管材、型材、拉丝、渔用绳索、打包带、捆扎绳、编织袋、纤维、复合涂层、片材、板材等。吹塑中空成型制品各种小型容器等。 • 4、其他：热成型、发泡、高发泡可做结构泡沫体，合成木材、层压板、合成纸。
聚合物常见性能指标
• 熔融指数的大小可以通过改变聚合反应期间氢气的浓度来进行控制，氢气在聚合反应中起链转移的作用，因此，氢气被用作PP分子量的调节剂，随氢气/丙烯比例增大，PP相应变小，熔融指数相应增大，此时催化剂活性有所提高，但立体等规度略有下降。
聚合物常见性能指标
• （2）分子量分布 • 分子量分布描述了聚合物分子链的长度及质量。如果所有的分子链都接近同样的长度和质量，就称之为分子量分布窄，反之称为分子量分布宽。分子量分布对其物理机械性能和加工性能都有重要影响，分子量分布宽，树脂的加工温度范围宽，反之则窄。对一般挤塑、注塑产品，分子量分布宽，其加工性能较好，但拉伸强度变差；对纤维树脂来说，则要分子量分布窄的一些好。

材料科学-材料性能与指标

极化形式发生极化的电介质极化的频率范围和温度的关系能量消电子位移极化一切陶瓷介质中直流光频无关没有离子位移极化离子结构介质直流红外温度升高极化增强很微弱离子松弛极化离子结构的玻璃结构不紧密的晶体及陶瓷直流超高频随温度变化有极大值电子松弛极化钛质瓷高价金属氧化物基陶瓷直流超高频随温度变化有极大值转向极化有机材料直流超高频随温度变化有极大值空间电荷极化结构不均匀的陶瓷介质直流超高随温度升高而减弱自发极化温度低于居里点的铁电体直流超高频随温度变化有显著极大值很大各种极化形式的综合比较电介质极性材料非极性材料只有位移极化的电介质有转向极化的电介质根据极化类型对电介质进行分类微观上根据参加极化的微观粒子的种类电介质的分子极化可分为三类
溶剂都可以将其溶解； • 交联型高分子在有机溶剂中不溶解，但能溶胀，使材
料体积膨胀，性能变差； • 不同的高分子材料，其分子链以及侧基不同，对各种
有机溶剂表现出不同的耐受性； • 组织结构对耐溶剂性也有较大影响。
– 例如，作为结晶性聚合物，聚乙烯在大多数有机溶剂中都难溶，因而具有很好的耐溶剂性。
2.1.4 耐老化性 (3) Chemical stability of polymers ——高分子材料面临的问题
应力-应变曲线
无明显屈服的塑性材料拉伸曲线
树脂材料拉伸曲线
(MPa)
900
800
锰钢
700
600
硬铝
500
低碳钢
400
300
200 退火球墨铸铁
100
(%)
0 10 20 30
延展性或塑性的表征
• 延伸率
elongation
l f l0 100%
l0
< 5%：
脆性材料

Ch2轴讲义向拉压13节2003

精品jing
Ch2轴向拉压13节2003
§2-1 轴向拉伸和压缩的概念
The Basic Concept of Axial Tension and Compression
Introduction :
(Axial Tension Bar ...Axial Compression Bar)
受力特点:是杆在两端各受一集中力Ｐ作用，两
（２）代替：将两部分中的任一部分留下,并把弃去部分对留下部分的作用代之以作用在截开面上的内力(力或力偶)；
（３）平衡：对留下的部分建立平衡方程,根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力。
应该注意:截开面上的内力对留下部分而言已属外力了。
§2-2 内力internal force ·截面法method of section
例２-１.求图2.3(a)所示直杆1－1,２－２，３－３截面上的内力。
解本题各外力均沿杆轴线方向作
用，称为轴向受力杆。
解题时，可先求出左端的约束反力，然后再用截面法
求各截面内力。亦可不求约束反力，而分别取各截面以右
为研究对象。
§2-2 内力internal force ·截面法method of section
·轴力axial force 及轴力图 axial forces figure
若取部分Ⅱ 为留下部分,则由作用与反作用原理可知,部分Ⅱ 在截开面上的轴力与前述部分Ｉ上的轴力数值相等而指向相反 (图2－3b、c)。当然,同样也可以从部分Ⅱ上的外力,通过平衡方程来确定轴力Ｎ。
·轴力axial force 及轴力图 axial forces figure
为了使由部分Ｉ和部分Ⅱ所得同一截面ｍ－ｍ上的轴力具有相同的正负号,联系到变形的情况,规定:

聚酯纤维涤纶简介

软化点（℃）
玻璃化温度（Tg）
比热（卡/克/℃）
导热系数（卡/厘米/秒/℃）
涤纶
255～260 238～240 67 ～ 81
0.32 2×10－4
锦纶6
215～220 180
0.46（25～200℃） 4.2×10－4
涤纶的熔点比较高，涤纶纤维的耐热性和绝热性较好。
玻璃化温度（Tg）
无定形PET：Tg为67℃ ；部分结晶PET：Tg为81℃ PET的结晶度与Tg的关系：当结晶度由零升高到30%时，Tg向较高温度移动, 当结晶度进一步升高时，Tg反而向较低温度移动。
1聚酯纤维涤纶简介目录v聚酯纤维涤纶组成v聚酯纤维涤纶的结构v聚酯纤维涤纶的性能聚酯纤维聚酯纤维涤纶涤纶polyethylenepolyethyleneterephthalateterephthalate的结构和性能的结构和性能ch2ch2ohocococh2ch2onoh分子量一般控制在1800025000左右
3.染色温度提高到200℃左右，染料升华，进入纤维
内部。
四、静电现象
不同的纺织纤维之间或纤维与其他物体之间相互摩擦时，往往会产生静电场。
两种物质结构不同的物体相互摩擦时，介电常数高的带正电荷，低的带负电荷，有关纤维带电情况如下：
Байду номын сангаас
玻人羊锦粘棉蚕钢醋维涤腈聚乙
璃发毛纶胶丝铁纤纶纶纶烯
上不变，则剥皮现象存在。
谢谢
（＋）
（－）
五、化学性能
涤纶分子中含有酯键. 涤纶耐酸性能很好。
酸的作用
碱的作用
涤纶对氧化剂、还原剂作用的稳定性很好。
涤纶在烧碱溶液中处理时，在一定温度下，不致发生较大溶胀，酯键的水解一般只能由表及里地进行。由于这种由表及里的作用特点，当表面的分子被损伤到一定程度后，便在碱液中发生溶解而产生"剥皮"。而涤纶经过烧碱溶液处理后宽度和重量都有减小，而聚合度基本

不饱和聚酯树脂的性能和应用

不饱和聚酯树脂的性能和应用1概述树脂是一种俗称，指制造塑料制品所用的高分子原料，凡未经加工的任何髙聚物都可称为树脂。

聚酯指的是二元竣酸和二元醇经缩聚反应而成的聚合物。

聚酯树脂可分为两类：一类是饱和聚酯树脂，其分子结构中没有非芳族的不饱和键・如聚对苯二甲酸乙烯酯。

这是一种热舉性树脂，可以通过喷丝头注射成型得“涤纶”纤维，也可以制成薄膜，即“涤纶”薄膜。

另一类是不饱和聚酯树脂，其分子结构中含有非芳族的不饱和键，可用适当的引发剂引发交联反应而成为一种热固性塑料。

本书中所叙述的不饱和聚酯树脂即属此类，为方便起见也常简称聚酯。

不饱和聚酯分子在固化前是长链形的分子，其相对分子质量（以下简称分子嵐）一般为100〜3000,这种长链形的分子可以与不饱和的单体交联而形成具有复杂结构的庞大的网状分子。

不饱和聚酯是增强塑料中使用最普遍的树脂。

在增强塑料领域中，热W.固性树脂用最约占75%,热塑性树脂用址正在增加。

热固性树脂的品种有多种，其中不饱和聚酯用量远远超过其他各种树脂，因为不饱和聚酯具有特别有利的加工工艺条件，而且价格便宜。

例如酚醛树脂价格虽然低于聚酯，但在加工固化时要排出水分，形成蒸汽，必须采用较高的成型压力（一般为8〜30MPa）和升温条件，因而需要较大的压机才能生产。

不饱和聚酯在加工固化时不排出水分或其他副产物，因而可在较低的压力和温度下成型。

实际上，不饱和聚酯大量使用于常温与接触压力卜加工成各种制品，这是其他树脂所不可比拟的。

聚酯和其他两种常用的热固性树脂固化后的性能对比见表卜1。

衰1-1 3种热固性树脂固化后性能对比不饱和聚酯树脂固化后虽然可成为不溶、不熔的热固性材料, 但其力学性能很低，不能满足大部分使用的要求。

如用玻璃纤维增强则成为一种复合材料，俗称玻璃钢。

它具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀、电绝缘、透微波等许多优良性能，而且成型方法简单, 可以一次成型各种大型或具有复杂构形的制品，成为一种具有很大优越性的新型材料。

甲基丙烯酸与苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯聚合物-概述说明以及解释

甲基丙烯酸与苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯聚合物-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述甲基丙烯酸与苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯是两种常见的聚合物材料，它们在工业和科学研究领域都具有广泛的应用。

这两种聚合物材料分别以甲基丙烯酸和苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯为主要单体进行聚合反应，通过不同的聚合方式得到不同结构和性质的聚合物。

甲基丙烯酸与苯乙烯聚合物具有良好的物理性质，如高强度、良好的耐热性和耐候性等。

这种聚合物在汽车制造、电子产品、建筑材料等领域中得到了广泛的应用。

它的高强度和刚性使其成为制造结构材料的理想选择，而其耐热性和耐候性则使其适用于各种恶劣环境条件下的使用。

而甲基丙烯酸与甲酯聚合物则主要具有较好的化学性质和工业应用前景。

这种聚合物在油漆涂料、粘合剂和涂层等领域中广泛使用。

其优异的附着力和抗溶剂性使其成为一种优秀的涂料材料，能够有效地保护被涂物表面，并提供良好的耐久性。

本文将深入探讨甲基丙烯酸与苯乙烯聚合物和甲基丙烯酸与甲酯聚合物的性质和应用领域。

通过对其物理性质、化学性质以及工业应用的详细介绍，旨在为读者提供更多关于这两种聚合物的了解，并展望其未来的发展前景。

在本文的后续部分，将逐一介绍这两种聚合物的特点，并总结其应用领域和未来发展的展望。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织和内容安排。

本文按照以下结构进行编写：引言部分将首先对甲基丙烯酸与苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯聚合物进行概述，简要介绍它们的特点和应用领域。

接下来，将说明文章的目的，即通过对这些聚合物的研究，探索其物理性质、化学性质和工业应用，以便更好地理解它们的特点和优势。

正文部分将包括两个主要章节：甲基丙烯酸与苯乙烯聚合物和甲基丙烯酸与甲酯聚合物。

在甲基丙烯酸与苯乙烯聚合物部分，将详细介绍这种聚合物的物理性质，例如其熔点、断裂强度和耐热性等，以及其在各个领域的应用，如塑料制品、涂料、胶粘剂等。

而甲基丙烯酸与甲酯聚合物部分将主要关注这种聚合物的化学性质，如反应活性和稳定性，以及在工业中的应用，如塑料膜、纤维素衬垫等。

聚烯烃培训教材

聚烯烃培训教材一、聚烯烃的基本概念聚烯烃（Polyolefins）是乙烯或烷基取代乙烯在过渡金属催化剂或自由基引发剂作用下聚合而得的聚合物的总称。

聚烯烃家族主要成员是聚乙烯和聚丙烯，还包括聚1－丁烯，乙烯基共聚物等。

聚乙烯的化学分子结构式为（CH2 CH2）n,英文名称为Polyethylene,简写PE。

根据密度不同，工业生产的聚乙烯有四个品种：高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯（LDPE），线性低密度聚乙烯（LLDPE ），高分子量聚乙烯（HMWPE ）；聚丙烯的化学分子结构式为（CH2（CH2）CH2）n，英文名称为Polypropylene,简称为PP。

根据高分子链立体结构不同，聚丙烯有三个品种：等规聚丙烯（均聚），无规聚丙烯，间规聚丙烯（嵌段共聚）。

二、聚乙烯的基本知识1、PE 的分类：低密度聚乙烯高压聚乙烯HP-LDPE高密度聚乙烯低压聚乙烯HDPELLDPE 线性低密度聚乙烯2、常见的物理性能（1）熔指（MI ）分子量分布的表征常见的测试条件有：190℃ 2.16kg190℃ 5kg190℃ 21.6kg（2）力学性能静力学性能拉伸强度，硬度，弯曲强度动力学性能冲击强度，蠕变，撕裂强度，穿刺3）光学性能光泽度，透明度，雾度3、分子结构以及基本指标与物理性能的关系流动性，光泽度增加耐热性，抗冲击强度，耐应力开裂，耐候性下降拉伸强度，透明度，硬度不便收缩性，刚性，拉伸强度，硬度，耐热，光泽度增加流动性，冲击强度，耐应力开裂，透明度下降耐候性不变光泽度，冲击强度，抗翘曲性增加流动性，抗应力开裂降低刚性，拉伸性能，硬度，透明度，耐热性不变冲击强度，撕裂强度，透明度增加LDPE 的基本性能：结晶度较低（55％－65％），密度较低（0.910-0.925g/cm 3），熔点较低（108－126℃），熔体指数较宽（MI=0.2-80g/10min ）. 不含极性基团，有良好的化学稳定性和电绝缘性，有良好的柔韧性，延伸性和透明性，加工性好，但力学性能和耐热性能较差。

PVDF单轴拉伸的第一性原理和分子动力学模拟

PVDF单轴拉伸的第一性原理和分子动力学模拟曾凡林;孙毅;刘一志【摘要】To obtain the behaviors of Poly ( vinylidene difluoride) (PVDF) under large tensile deformations, this paper investigates the tensile behavior of a single molecular chain of rod-like PVDF with β phase structure at zero temperature using a Density Functional Theory (DFF) calculation. We obtain the critical bond length, critical fracture energy, critical tensile force and the elastic constant when the]3 phase PVDF chain is stretched to break. Then a novel method is proposed to build the cell model of the amorphous polymer, which is used for the molecular dynamics (MD) simulations of uniaxial tensile of PVDF. During the simulations, two cases that the chains will never break and are permitted to break are considered. In the first case, the simulations with three different strain rates 10~~ s-~ , 109 S-1 , and l0s s-~ were carried out and the strain rate dependence of the stress-strain relationship, the structure deformation were analyzed as well. In the second case, the simula- tions with a strain rate of 109 s-I , 5 ~ 108 s-1 and a quasistatic strain loading were performed and the stress- strain relationship, the cell structures before and after the breaking were researched. Some key factors to influ- ence the simulation results and some important deformation information were analyzed. This is helpful to eluci- date the inherent deformation mechanisms during the tensile procedure.%为得到聚偏二氟乙烯（PVDF）的大变形拉伸特性,应用第一性原理方法模拟了β相PVDF分子链的在单轴拉伸下的能量及构型变化,得到了β相分子链拉伸过程中发生断裂时的临界键长、临界断裂能量、临界拉力以及分子链弹性系数的变化规律.接着用一种新颖的方法构造了无定形PVDF的立方元胞模型并用于单轴拉伸的分子动力学模拟.模拟中分别考虑链不被拉断和链允许被拉断两种情况.第1种情况下,拉伸应变率分别为1010,109和108s-1,得到了应力应变关系和构型变化;第2种情况下,拉伸应变率分别为109s-1,5×108s-1和准静态,得到了应力应变关系和断裂前后的构型.同时分析了一些关键的形变信息和影响模拟结果的一些关键因素.模拟结果表明,不仅对于理解PVDF 的拉伸变形机制具有较重要意义,而且对于其他无定形材料的拉伸模拟具有参考价值.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2012(044)009【总页数】5页(P46-50)【关键词】PVDF;单轴拉伸;第一性原理;分子动力学;断裂【作者】曾凡林;孙毅;刘一志【作者单位】哈尔滨工业大学航天科学与力学系,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学航天科学与力学系,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学航天科学与力学系,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】O631作为一种被广泛应用的压电聚合物，聚偏二氟乙烯(Poly(vinylidene difluoride)，PVDF)还应用于对热稳定性、耐化学腐蚀性和耐磨性有特殊要求的领域.因为有与其他聚合物相比更卓越的力学性能以及突出的压电、热电性能，PVDF一直以来都引起广大研究者的注意［1－2］.PVDF 的压电性能主要源自其分子结构中的β相和γ相.相比于其他的压电材料例如 PZT，虽然 PVDF的力——电耦合效应低于PZT，但是它的可塑性要高出10倍左右［3－4］;此外作为传感材料更重要的一个特征参数PVDF的g要比PZT高20倍左右，而且它能被制成厚度＜10 μm的薄膜，振动质量极小，具有比PZT大得多的阻尼值，因此具有产生极短波长所需的动态特性.正因为如此，PVDF正被尝试应用于各种航天智能系统结构中，例如可充气式展开天线等，有望在各类航天器智能结构中得到应用［5－6］.单轴拉伸是制备β相PVDF的传统且有效的方法.拉伸过程中，应变高达400%，使得PVDF的分子链由蜷曲的无定形态转变为直链态.然后在强电场的作用下利用CH2和CF2基团的极性，使得分子链中原先呈交错状态的CH2和CF2的相对位置发生改变，所有的H原子位于一侧，而所有的F原子则转向另一侧，使材料产生宏观的整体极性，从而具有压电性能.实验结果表明，如果分子链之间交联度较小的话，较小的拉应变即会使链和链发生分离从而产生链间断裂.因此在制备无定形的PVDF时，尽可能多地在分子链间形成相互交联的网状结构是拉伸法成功的关键.但这样会产生另外一个问题，即是相互交联的分子链中不可避免地会存在死缠接.一旦这种情况出现，即使较小的拉伸应变也会使得分子链断裂，从而在断裂处形成空位或银纹，极化时非常容易被击穿，使得材料失效.因此研究无定形的PVDF分子链间的死缠接以及拉伸过程中的分子链断裂情况，对于PVDF的制备和应用是非常有意义的.因为传统的实验手段很难观察到PVDF内部的分子链结构，更难以表征拉伸过程中链的解缠接和断裂过程，因此本文采用计算机模拟的方法.分子链的断裂需要了解单个链在拉伸过程的构型信息和能量信息从而得到临界断裂值，本文采用第一性原理来模拟单链的拉伸来进行;链间的解缠结或断裂过程则通过大规模的模拟来进行，本文采用分子动力学模拟方法.第一性原理对单链的模拟结果直接应用于大规模的分子动力学模拟中，两者结合成功地对PVDF的大变形拉伸过程进行了模拟.该方法对于其他材料的大变形分子动力学模拟同样具有参考价值.本文依据文献［7］构造了β相PVDF的分子链，如图1所示.模型采用周期性边界条件以利于实施链长方向的轴向加载.为了减少周期性边界所产生的镜像分子链对当前分子链的影响，本文将模拟元胞的垂直于链长方向(x和y方向)的尺寸设置成远远大于截断半径的1.5 nm.为了使得变形只发生在链长方向，将元胞垂直于链长方向(x和y方向)的尺寸固定.为了减少计算量，模型中只取到两个分子链的重复单元，整个模型含有12个原子，其优化后的x、y、z方向的尺寸分别为1.5nm(固定)、1.5 nm(固定)和 0.509 9 nm.链长方向的单轴拉伸过程的第一性原理模拟采用Accelrys公司的 Materials Studio软件中的Castep模块来进行.通过改变元胞的z向尺寸来实现加载过程，每步加载应变为1%，加载步数不限，直至分子链发生断裂.加载过程中x和y方向的尺寸保持不变，具体的模型及加载信息参考文献［8］.本文在计算中采用了Vanderbilt超软赝势和 LDA 的 Ceperley-Alder形式的函数［9］，布里渊区采用2×2×5的 k点取样(其收敛性设为1.0 e－8eV/原子)来进行数值积分.元胞的能量计算中收敛标准设置为1.0 eV/原子.整个模拟过程参考文献［10］方法.考虑到模型只包含单个分子链并且分子链之间的相互影响忽略不计，此外分子链只在链长方向受到约束而x和y方向形变自由，因此拉伸过程中能量的变化可看作全部由链长方向的变形所贡献.这样分子链所受到的拉力F可表示为F=－(∂ΔE/∂εzz)/d0.其中:d0为元胞的 z向原始尺寸;εzz为当前的拉伸应变;ΔE为当前拉伸加载后相对于初始结构的能量变化.同样，C-C键的弹性系数k可表示为:k= －(∂ΔF/∂εzz)/d0.其中F 为计算得到的分子链所受到的拉力.PVDF单分子链在链长方向的单轴拉伸下，能量变化如图2所示.曲线显示系统能量随着应变的增加而不断升高，当应变εzz=0.3时，能量发生突降，预示着分子链可能已经被拉断，这一点可被随后的构型观测结果证实.考虑到本文的模型选取较小，能量的变化主要来自于C-C之间的共价键作用，由此得到β相PVDF分子链上C-C键的临界断裂能约为1.14 eV.当εzz=0.29(第29步)和εzz=0.3(第30步)时，分子链构型如图3(a)、(b)所示.显然，拉伸到第30步时(εzz=0.3)分子结构已经失稳，相邻两个C-C键显示巨大差异(键长分别为0.292 6、0.131 3 nm)，键长较大的那个 C-C 键(0.292 6 nm)已经被拉断.而在此前的拉伸步(εzz=0.29)，两个相邻C-C键的键长接近(分别为0.182 5 、0.183 2 nm)，表明此时结构稳定，分子链并未被拉断.构型分析的结果与前面能量变化的结果一致，当应变εzz达到0.3时，β相PVDF单分子链将会被拉断，其临界断裂键长可认为是0.183 2 nm.拉伸过程中PVDF单分子链的拉力变化曲线和C-C键的弹性系数k的变化分别如图4(a)、(b)所示.拉力变化曲线显示，当能量发生突变时(εzz=0.3，对应分子链被拉断)拉力也发生了突变.而在εzz=0.28时拉力达最大值，为6.75 nN，显示PVDF单链在断裂之前有一个非常微小的屈服过程，屈服拉力约为6.75 nN.图4(b)的曲线显示只有当应变非常小时(εzz＜0.03，对应着弹性理论里面的小变形)，弹性系数k才可近似认为是常数，而当应变增大时，k迅速降低，在断裂之前趋于零.普通的势函数描述C-C之间的弹性能时并未考虑这一因素，而是处理成常数，由此可见普通的势函数(分子力场)只适用于弹性范围内的小变形模拟，对于大变形的模拟则必须考虑这一因素.由于第一性原理模拟的计算量大，本文的模拟所采用的模型较小，模拟所选取的精度也不是非常高.不过考虑到研究β相分子链拉伸过程中的断裂性能并用于分子动力学的模拟中，这样的计算精度是可以接受的.对单链的模拟结果表明，β相的PVDF分子链被拉伸时最终会发生链的断裂，而在这个过程中，系统能量和C-C共价键弹性系数k的变化都是非线性的.因为高分子材料的分子动力学模拟所用的分子力场如COMPASS、PCFF、MM3、UFF等都只能模拟小的弹性变形，无法描述大变形甚至断裂过程，本文所得到的这些拉伸结果及影响参数都是在利用分子动力学模拟来研究块体材料大变形拉伸性质时需要考虑并注意的问题.在以往研究中给出了高分子材料的单分子链模型和包含多个无定形分子链的元胞模型的构建方法［11－12］.为了使构建的模型更加与实际的分子链构型相符，本文采用了一种较为新颖的方法来进行.该方法主要采用Materials Studio软件中的Perl script脚本语言完成.其基本步骤及实现过程为:1)将80个聚合度为200的PVDF分子链按照1.60 g·cm－3的密度装入长方体元胞中建立具有周期性边界条件的初始长方体模型(其长宽高a、b、c分别为 a=9.335 nm、b=9.335 5 nm、c=12 nm).在这一过程中，分别将每个分子链端部的C原子设置成“活性”原子，意味着在随后的过程中，这些较短的链之间有机会相互连接而形成长链.2)在NVT系统下对第1步建立的初始模型进行分子动力学模拟.在模拟过程中，每个“活性”C原子不断地在其截断半径内(1 nm)寻找其他分子链上的“活性”原子，一旦发现有满足条件的原子，两个“活性”原子发生相互连接，同时删掉“活性”标记，变为“稳定”原子，这一过程贯穿整个动力学模拟过程，直到该“活性”原子完成连接或自始至终也无法找到可连接的原子.为了避免同一链上的两个“活性”原子相互连接而形成环链，此处又对每个原子加了一个额外标记用以记录分子链信息，那些只有来自不同的分子链上的“活性”原子才能发生反应，并且一旦发生反应后，新形成的链上的其他“活性”原子重新进行标记用以表明它们位于同一分子链上.3)检查生成的含有不同长度的分子链的模型的完整性，对不饱和C原子进行加H处理并对模型进行彻底的NVT模拟进行能量优化和弛豫后，得到的模型作为单轴拉伸的分子动力学模拟模型.本文利用这种方法最终建立的模型包含的分子链数目为30(一共是96 060个原子)，最大的聚合度为2 200(意味着该分子链由11个初始分子链连接而成)，最小的200(该分子链未和其他分子链相互连接)，更多的分子链聚合度为3～8(整体符合正态分布).这样的模型与实际情况更加吻合，因为在实际材料中，PVDF的链长是不尽相同的，从聚合度为数万到数千的都可能存在，此处建立的模型在一定程度上可以描述分子链间的这种差异.图5显示了初始模型和经过上述方法处理过的模型，可明显见到分子链数目减少且变得更长.利用无定形PVDF的元胞模型构建的模拟模型，采用LAMMPS软件和PCFF分子力场对无定形PVDF的单轴拉伸进行了分子动力学模拟，模拟的温度为300 K，最大拉伸应变设为1，常应变率模拟.模拟中模型沿着z轴(c方向)被拉伸，两端各占模型长度10%的部分被固定，3个方向都采取周期性边界条件.模拟分两种情况:第1种在拉伸过程不考虑分子链断裂(传统模拟)，模拟采用的应变率分别为1010、109和108s－1;第2种情况考虑了链的断裂情况，其应变率分别为109s－1，5×108s－1和准静态(模拟应变率为零).后一种情况下，依据PVDF单链拉伸的第一性原理模拟结果，设置C-C键的临界断裂键长为0.184 nm.实际的模拟中，依据模拟结果，实际得到的最大应变从0.22～1.00不等.因为较低的应变率下模拟需要耗费非常长的时间，本文只进行了最低应变率为108s－1的动态模拟.图6显示了不同应变率下不同情况的模拟中所得到的应力－应变曲线.当不考虑C-C键的断裂时，应变为 1010，109，108s－1的应力－应变曲线非常相似，应力能够随着应变的增加而达到非常高的值，而这与实际结果是不相吻合的.事实上在如此高的应变率下，PVDF很容易被拉断.只有在准静态拉伸下才可能达到非常高的应变.而当考虑C-C键的断裂因素时，应变率为109s－1的应力－应变曲线显示当应变达到较低的0.21时，模型即被拉断，应力急剧下降，这表明模型实际是在冲击作用下发生的断裂，109s－1的应变率实际对应着很高的冲击速度;当应变率降为5×108s－1时，实际结果相差不大，发生断裂时的应变仅仅有少许的增加.这些结果表明动态模拟PVDF的拉伸过程，因为计算速度的限制，所选择的应变率太高而难以模拟实际拉伸过程.为此本文采取了准静态模拟，并考虑键的断裂因素.从准静态所对应的应力－应变曲线上，可以发现当应变较小时，其曲线形状与其他情况下得到的结果是一致的，但是当应变在0.15附近时，应力有一个小的突降，但整个曲线走势变化不大，表明在这个应变下模型内部可能发生了某个分子链的断裂，但是直到应变达到0.85时，从应力的变化上看，整个模型都未发生断裂.这样的结果与实际情况是相吻合的.由此可见，考虑键断裂因素的准静态模拟是模拟大变形的有效途径.进一步地，当不考虑键的断裂时应变率为109s－1下和考虑键断裂时准静态下的部分模型构型如图7所示.可明显看出，当应变率为109s－1，ε=0.34时，模型中出现明显的微孔洞，而当ε=0.85时，模型中微孔洞发展成了比较大的空洞，而且银纹也已连接成大的微孔洞，模型本质上已经破坏，但因为链不断裂，所以整个模型被拉成了两部分，中间由几个分子链保持连接.而当考虑键断裂因素，在准静态加载条件下，即使当ε=0.85，模型中也仅见少量微孔洞，而未见整体断裂迹象，但是通过对每个分子链的构型进行分析，确实发现了有3个分子链已被拉断，这也证明了上述应力－应变分析的结果.由此可见在大变形的拉伸过程中，PVDF分子链确实会发生死缠接现象而被拉断，但整体体现得并不明显，即使对每个分子链都采取了较低的断裂准则(键长为0.184 nm)，整体模型在较大应变下仍未发现明显的损伤破坏.1)β相PVDF分子链在链长方向被持续拉伸会发生断裂，断裂时有一个微小的屈服过程，分子链的弹性系数只有当应变很小时才可以近似看作是常数.2)分子链被拉断时存在临界拉力、临界键长及临界断裂能，这些参数可作为大变形模拟时分子链的断裂准则.3)构造大规模无定形材料模拟模型的方法对于构造与实际构型相吻合的无定形材料的模拟模型具有很好的实用性.4)应变率是在拉伸分子动力学模拟时必须考虑的重要因素，并且只有当考虑键的断裂因素时才能够较真实地模拟材料的大变形行为，PVDF在大变形的拉伸下，存在少量分子链发生死缠接而被拉断的现象，但整体体现得并不明显.孙毅(1961—)，男，教授，博士生导师.【相关文献】［1］YEE W A，KOTAKI M，LIU Ye，et al.Morphology，polymorphism behavior and molecular orientation of electrospun poly(vinylidene fluoride)fibers［J］.Polymer，2007，48(2):512－521.［2］WANG Mian，SHI Jiahua，PRAMODA K P，et al.Microstructure，crystallization and dynamic mechanical behaviour of poly(vinylidene fluoride)composites containingpoly(methyl methacrylate)-grafted multiwalled carbon nanotubes［J］.Nanotechnology，2007，18(23)，235701.［3］黄维恒，闻建勋.铁电压电高分子材料［M］//闻建勋，王贤姗.高技术有机高分子材料进展.北京:化学工业出版社，1994:526－553.［4］陈贻瑞，王健.基础材料与新材料［M］.天津:天津大学出版社，1994.［5］TUZZOLINO A J，ECONOMOU T E，CLARK B C，et al.Dust measurements in the coma of comet 81P/Wild 2 by the dust flux monitor instrument［J］.Science，2004，304(5678):1776－1780.［6］McDONNELL J A M，BURCHELL M J，GREEN S F，et al.The stardust dust flux monitor［J］.Advances in Space Research，2000，25(2):335－338.［7］KARASAWA N，GODDARD W A.Force-fields，structures，and properties ofpoly(vinylidene fluoride)crystals［J］.Macromolecules，1992，25(26):7268 －7281. ［8］曾凡林，孙毅.PVDF单链拉伸的第一性原理模拟［C］//第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集.哈尔滨:中国力学学会，2011:111－116.［9］CEPERLEY D M，ALDER B J.Ground-state of the electron-gas by a stochastic method ［J］.Physical Review Letters，1980，45(7):566 －569.［10］FUJINAMI Akinori，OGATA Shigenobu，SHIBUTANI Yoji.Ab initio study of the tensile behavior of single polyimidemolecularchain ［J］. Polymer， 2004，45(26):9023－9028.［11］曾凡林，孙毅，周玉.有机材料的分子模拟模型(I):单分子链的构建［J］.哈尔滨工业大学学报，2009，41(10):95－99.［12］曾凡林，孙毅，周玉.有机材料的分子模拟模型(II):模拟元胞的构建［J］.哈尔滨工业大学学报，2010，42(2):281－287.。

浅析高分子材料性能与组成、结构的关系

表-1 LDPE 性能与数均相对分子质量（）的关系×1041.6浅析高分子材料性能与组成、结构的关系北京工商大学教授王锡臣一．概述1．高分子材料及其分类：相对分子质量超过10000的化合物称之高分子材料，又称高聚物或聚合物。

高分子材料可分天然高分子（如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等）和合成高分子，通常所说高分子材料指的是后者。

按其应用来分，高分子材料可分为塑料、橡胶、化纤、涂料和粘合剂五大类，有时又将塑料和橡胶合称为橡塑。

由于大量新材料的不断出现，上述分类方法并非十分合理。

2．决定高分子材料性能主要因素：（1）化学组成：高分子材料都是通过单体聚合而成，不同单体，化学组成不同，性质自然也就不一样，如聚乙烯是由乙烯单体聚合而成，聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成。

由于单体不同，聚合物的性能也就不可能完全相同。

（2）结构：同样的单体即化学组成完全相同，由于合成工艺不同，生成的聚合物结构即链结构或取代基空间取向不同，性能也不同。

如聚乙烯中的HDPE 、LDPE 和LLDPE ，它们的化学组成完全一样，由于分子链结构不同即直链与支链，或支链长短不同，其性能也就不同。

（3）聚集态高分子材料是由许许多多高分子即相同的或不相同的分子以不同的方式排列或堆砌而成的聚集体称之聚体态。

同一种组成和相同链结构的聚合物，由于成型加工条件不同，导致其聚集态结构不同，其性能也大不相同。

高分子材料最常见的聚集态是结晶态、非结晶态，又称玻璃态和橡胶态。

聚丙烯是典型的结晶态聚合物，加工工艺不同，结晶度会发生变化，结晶度越高，硬度和强度越大，但透明降低。

PP 双向拉伸膜之所以透明性好，主要原因是由于双向拉伸后降低了结晶度，使聚集态发生了变化的结果。

（4）分子量与分子量分布（相对分子质量与相对分子质量分布）：对于高分子材料来说，分子量大小将直接影响力学性能，如聚乙烯虽然都是由乙烯单体聚合而成，分子量不同，力学性能不同，分子量越大其硬度和强度也就越好。

三种特种动物纤维的结构与物理性能对比

三种特种动物纤维的结构与物理性能对比邢丽娟;刘新金;苏旭中【摘要】针对牦牛绒、羊绒、骆驼绒纤维长度短,长度及细度离散率大,纯纺高支纱难度高的问题,以研究特种动物纤维的可纺性为目的,对3种动物纤维的化学成分、表面形态结构、长度、细度、强伸性、卷曲性、吸湿性、静电性进行了测试分析,并将3种特种动物纤维的这些特性与其可纺性结合起来研究.结果表明:3种特种动物纤维的化学结构基本一致,但鳞片形态及密度不同,骆驼绒纤维缩绒性能较差;羊绒纤维长度长、细度细,更易纺高支纱;牦牛绒纤维整体强度高、卷曲性能好,纯纺难度较羊绒及骆驼绒低;牦牛绒和骆驼绒吸湿性能好,质量比电阻低于羊绒,牦牛绒和骆驼绒较羊绒不易产生静电,且制品防潮保暖性能好于羊绒制品.为特种动物纤维的开发提供一定的理论依据.【期刊名称】《毛纺科技》【年(卷),期】2019(047)004【总页数】6页(P1-6)【关键词】牦牛绒;羊绒;骆驼绒;形态结构;物理性能【作者】邢丽娟;刘新金;苏旭中【作者单位】生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡214122;生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡214122;湖北省纺织新材料与先进加工技术省部共建国家重点实验室培育基地,湖北武汉430000;生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TS102.3;TS134.1特种动物纤维产自天然生物，由于其特殊的生长环境及产量稀少，成为弥足珍贵的纺织原料[1]，其制成的织物柔软丰满、保暖性好、美观高雅，是一种理想的高档绿色纺织品。

但特种动物纤维长度短，短绒率高，长度及细度离散率大，抱合力差，极易产生静电，纯纺高支纱困难，目前对特种动物纤维高支纱的开发仍是国内外学者关注的研究方向。

侯秀良等[2]主要研究了山羊绒纤维的拉伸性能，杨锁廷等[3]主要对牦牛绒纤维拉伸细化及产品性能进行了研究，陈维国等[4]研究了骆驼绒的多色彩高档化产品的开发。

聚氨酯树脂拉挤

柔性
R
H O CH2
CH OH n
HOC H 2 C H 2 C H 2 C H 2n O H
OO H OR ' O CRCOR ' O H
刚性
H2N
CH2
NH2
H O C H 2 C H 2O H
Cl H2N
CH2
Cl NH2
HO CH2 CH OH CH3
支化
CH2 OH CH OH CH2 OH
88.0％ 84.4％
15202 77.9％
12643 64.8％
环氧树脂
311
15287
15488 10148
* 65.5％
/
/
/
/
/
/
/
/
21464 14180
* 66.1％
/
/
乙烯基酯树脂
326
18308 15807 86.3％ 15182 82.9％ 15289 83.5％ 15156 82.8％ 14844 81.1％ 14863 81.2％ 7188 39.3％
聚氨酯改性不饱和树脂耐湿热性能
弯曲强度（MPa）弯曲模量（MPa）
1D
温度
4D
（60℃）
6D
湿度
14D
（93％RH） 21D
28D
温度（60℃）
湿度（93％ RH）12hrs
温度（25℃）
湿度（93％ RH）12hrs
1Cy 4Cy 6Cy 14Cy 21Cy
28Cy
UP－PU 488
19508 19484 99.9％ 19104 97.9％ 19272 98.9％ 19146 98.1％ 19099 97.9％ 19881 102％ 19981 102％ 19674 101％ 19772 101％ 19786 101％ 19500 100％ 19778 101％

高分子物理简答题

第二章高分子的链结构1.聚合物的层次结构聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构,高分子的链结构包括近程结构一级结构和远程结构二级结构;一级结构包括化学组成,结构单元连接方式,构型,支化于交联;二级结构包括高分子链大小相对分子质量,均方末端距,均方半径和分子链形态构象,柔顺性;三级结构属于凝聚态结构,包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态结构和织态结构; 2．结构单元的键接方式,许多实验证明自由基或离子型聚合产物中大多数是头—尾键接的,链接方式对聚合物的性能有比较明显的影响;例1：纤维要求分子链中单体单元排列规整,结晶性能好,强度高,便于抽丝和拉伸例2：维尼纶纤维缩水性较大的根本原因：聚乙烯醇PVA做维尼纶只有头—尾键接才能使之与甲醛缩合生成聚乙烯醇缩甲醛;如果是头—头键接额,羟基就不易缩醛化,是产物中保留一部分羟基,羟基的数量太多会使纤维的强度下降;3．聚合物的空间构型概念：结构单元为—CH2—CHR—型的高分子,在每一个结构单元中都有一个手性碳原子,这样,每一个链节就有两种旋光异构体,高分子全部由一种旋光异构体键接而成称为全同立构,由两种旋光异构单元交替键接,称为间同立构,两种旋光异构单元完全无规键接时,则称为无规立构全同立构和间同立构的高聚物有时统称为等规高聚物高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数是指等规度由于内双键的基团在双键两侧排列的方向不同而有顺式构型与反式构型之分,他们称为几何异构体例：几何构型对聚合物的影响聚丁二烯1,2-加成的全同立构或间同立构的聚丁二烯PB,由于结构规整,容易结晶,弹性很差,只能作为塑料使用；顺式1,4-聚丁二烯链的结构也比较规整,容易结晶,在室温下是一种弹性很好的橡胶,反式1,4-聚丁二烯分子链的结构也比较规整,容易结晶,在室温下是弹性很差的塑料;4. 高分子共聚物共聚物的序列结构常用参数平均序列长度L和嵌段数R;当R=100时表明是交替共聚,R=0时表明是嵌段共聚物例1：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA分子带有极性酯基是分子间作用力比聚苯乙稀PS大,因此在高温的流动性差,不宜采取注塑成型法加工;需将PMMA和少量PS共聚可以改善树脂的高温流动性,适用于注塑成型ps. 和少量的丙烯晴AN共聚后,其冲击强度,耐热性,耐化学腐蚀性都有所提高,可供制造耐油的机械零件例2：ABS树脂在结构组成制备工艺上可提高产品的力学性能的方法ABS树脂是丙烯晴,丁二烯和苯乙烯的三元共聚物;其中丙烯晴有CN基,能使聚合物耐化学腐蚀,提高制品的抗张强度和硬度；丁二烯使聚合物呈现橡胶状韧性,这是材料抗冲击强度增高的主要因素；苯乙烯的高分流动性能好,便与加工成型,而且可以改善制品表面光洁度.,ps. ABS是一类性能优良的热塑性塑料例3：SBS在结构和组成上的特点及加工方法概述用阴离子聚合法制得的苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物SBS树脂;丁二烯常温是一种橡胶,而聚苯乙烯是硬性塑料,两者不相容,因此SBS具有两项结构;聚丁二烯段形成连续的橡胶相,聚苯乙烯是热塑性的,聚苯乙烯起交联作用高温下可以破坏也可以重组,所以SBS是一种可以注塑方法进行加工而不需要硫化的橡胶;聚氨酯与其相似,统称热塑性弹性体;5.高分子链的支化例：为什么高压聚乙烯的冲击强度好于低压聚乙烯的冲击强度支化对物理性能的影响有时相当显著,高压聚乙烯低密度聚乙烯LDPE由于支化破坏了分子的规整性,使其结晶度大大降低,低压聚乙烯高密度聚乙烯HDPE是线型分子,易于结晶,故在密度,熔点,结晶度和硬度方面都高于强者;分子链支化程度增加,分子间的距离增加,分子间的作用力减小,因而使拉伸强度降低,但冲击强度会提高;6.高分子链的交联支化高分子能够溶解,交联高分子不熔不熔,只有交联度不大的时候能在溶剂中溶胀;热固性塑料和硫化橡胶都是交联高分子例：硫化橡胶未经硫化交联的橡胶分子之间容易滑动,受力后会产生永久变形,不能回复原状,经硫化的橡胶分子间不能滑移,才有大的可逆弹性变形,所以橡胶一定要经过硫化变成交联结构后才能使用;交联度小的橡胶含硫5%一下弹性较好,交联度大的橡胶含硫20%~30%弹性就差,交联度再增加,机械强度和硬度都将增加,最终失去弹性而变脆;7.高分子链的构象概念：构象：单间内旋转而产生的分子在空间的不同排列形态,由于热运动分子的构象在时刻改变,因此高分子的键的构象是统计性的,由此可知,这种构象是不固定的;构型：大分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,这种排列是稳定的要改变构型必经过化学键的断裂和重组;构型包括单体单元的键合顺序,空间构型的规整性,支化度,交联度以及共聚物的组成及序列结构;无规线团：单键内旋转是导致分子链呈蜷曲构象的原因,内旋转愈自由,蜷曲的趋势越大,我们称这种不规则的蜷曲高分子链的构象为无规线团;理想链理想柔性链,自由链接链：高分子键的一种理想化的简单模型,假定高分子的主链由足够多的不占体积的化学键自有链接而成,这些键的取向不受键角以及相邻旋转交的限制,没有位垒的障碍,在空间上的取向几率都相等;自由旋转链：每个链都能在键角限制范围内自由旋转,不考虑空间位阻影响,有足够多的不占体积的化学键自有链接而成,这些键的取向受键角及相邻旋转交的限制,没有位垒障碍;受阻旋转链：同自由旋转链,除不能自由旋转;末端距：对于线性高分子,分子链的一端至另一端的直线距离即为末端距;均方末端距：末端距的平方的平均值,通常用来表征高分子链的尺寸;高斯链：把真实的高分子末端距模型化的一种由n个长度为l的统计单元组成,他的末端距大小分布符合高斯统计函数,这种假想链叫做高斯链Ｐｓ．末端距的计算见附录例１. 自由连接链和高斯链的区别１．高斯链的统计单元为链段,自由链接链的链接单元为化学键２．高斯链可以产生链段的回转和取向,自有链接连不能产生化学链的旋转和取向３．高斯链是实际存在的,自有链接连是不存在的４．高斯链研究高分子链的共性,自有链接链是理想化的;例２．聚丙烯是否可以通过单键的内旋转由全同立构变成间同立构,为什么答：不可以;因为全同立构和间同立构是属于构型的范畴,构型是指分子中有化学键所固定的原子在空间的排列;单键的内旋转只会改变构象,而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现;例３.为什么只有柔性高分子链才适合做橡胶答：橡胶具有高弹性,弹性模量很小,形变量很大的特点;只有处于蜷曲状态的长链分子才能在外力的作用下产生大形变,才能作为橡胶;蜷曲程度与柔性是相对应的,蜷曲程度越高,柔性越好,所以适合做香蕉的高分子必须具备相当程度的柔性;例４．试述近程相互作用和远程相互作用的含义以及它们对高分子链构象以及柔性的影响答：所谓“近程”和“远程”是根据沿大分子链的走向来区分的,并非为三维空间上的远和近;事实上,即使是沿高分子长链很远的枝节也会由于主链单间内旋转而在三维空间上相互靠的很近;近程相互排斥作用的存在使得实际高分子的内旋转受阻,是指在空间可能有的构象数远远小于自由内旋转的情况,受阻程度越大构象数就越少,高分子链的柔性就越小;远程相互作用可为斥力,也可称为引力;当大分子链中相距较远的原子或原子团由于单键的内旋转,可是其间的距离小于范德瓦尔斯半径而表现为斥力,大于范德瓦尔斯半径为引力,五轮哪种力都使单间内旋转受阻构象数减小,柔性下降,末端距变大;例5. 分子链柔顺性大小顺序聚乙烯PE,聚丙烯PP,聚丙烯晴PAN,聚氯乙烯PVC取代基极性越大,取代基之间的相互作用就越强,高分子链内旋转越困难,柔性越小;取代基的极性顺序为—CN>—CL—CH3—H,所以PE>PP>PVC>PAN例6.请排出分子间作用力的大小聚苯乙烯,聚对苯二甲酸乙二酯和尼龙66,聚乙烯尼龙66>据对苯甲酸乙二酯>聚苯乙烯>聚乙烯尼龙66分子间能形成氢键,因此分子间作用力最大；聚对苯二甲酸乙二酯含有强极性基团,分子间作用力比较大,聚苯乙烯含有侧基,连段运动较困难,分子间作用力较小,聚乙烯是非极性分子,又不含侧基,分子间作用力最小;例7. 请排出结晶难易程度的排序1聚对苯二甲酸乙二酯和聚间苯二甲酸乙二酯,聚乙二酸乙二酯2尼龙66,尼龙1010聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯,这是由于聚己二酸乙二酯的柔顺性好,聚间苯二甲酸乙二酯对称性不高,尼龙66>尼龙1010尼龙66中氢键密度大于尼龙1010第三章高分子溶液１.聚合物溶解过程和溶剂选择概念：内聚能密度：内聚能是将一摩尔液体或固体分子汽化时所需要的能量,单位体积的内聚能即为内聚能密度;δ溶度参数：溶度参数是内聚能密度的平方根;溶质与溶剂的溶度参数越接近越可能相互溶解;冻胶：是由范德瓦尓斯力交联而成的,加热可以拆散范德瓦尓斯力的交联,使冻胶溶解;凝胶：是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体;例1.聚合物的溶解过程答：聚合物的溶解过程分为两个阶段,先是溶剂分子深入聚合物内部,是聚合物体积膨胀,称为溶胀,然后才是高分子均匀分散在溶剂中形成完全溶解的分子分散的均相体系,对于交联聚合物,在与溶剂接触时也会发生溶胀,但因有交联的化学键束缚,不能再进一步使交联分子拆散,只能停留在溶胀阶段,不会溶解;例２．聚合物的溶解度与分子量的关系：溶解度与聚合物的分子量有关,分子量大的溶解度小,分子量小的溶解度大,对交联聚合物来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大;例３．非晶聚合物和结晶聚合物对溶解的影响非晶聚合物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因此溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解;静态聚合物由于分析排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子深入聚合物内部非常困难,因此晶态聚合物的溶解比非晶态聚合物困难得多;溶液的热力学性质溶解过程的自发需要满足△Ｆｍ＝△Ｈｍ－Ｔ△Ｓｍ＜０对于极性聚合物在极性溶剂中,由于高分子溶剂强烈相互作用,分子排列趋于混乱所以△Sm增加溶解时放热△Ｈｍ＜０且使体系△Ｆｍ降低所以溶解过程能自发进行非极性聚合物,溶解过程一般是吸热的△Ｈｍ＞０,故只有在升高温度Ｔ或者减小混合热△Ｈｍ才能使体系自发溶解;非极性溶液的混合热△Ｈｍ的大小取决于溶度参数,如果两种液体溶度参数接近,则混合热越小,两种液体越能互相溶解;Ｐｓ．聚丙烯腈不能溶解在溶度参数与他相接近的乙醇,甲醇,苯酚;乙二醇等溶剂中,这是因为这些溶剂的极性太弱了,只有二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺,乙腈,二甲基亚砜,丙二腈才能使其溶解;丙酮不能溶解聚苯乙烯是丙酮极性太强而聚苯乙烯是弱极性的;可以得出结论,极性聚合物,不但要求它与溶剂的溶度参数中的非极性部分接近,还要求极性部分也接近才能溶解;注：如果溶质与溶剂间能形成结晶性非极性聚合物的溶剂选择最困难,它的溶解包括两个过程：其一是结晶部分的熔融；其二是高分子与溶剂的混合,两者都是吸热的过程,所以要提高温度;除非生成氢键,因为氢键的生成是放热反应;例１.溶剂的选择原则：１）极性相近,要求溶剂的极性和高聚物极性相近,极性高聚物选择极性相当的溶剂；２）溶度参数相近原则,参数越接近,溶解可能性越大,非晶态—非极性比较合适,对于晶态的非极性高聚物需加外界条件,对晶态极性不适用；３）溶剂化原则基团的相互作用溶剂分子与高分子链之间相互吸引作用是高分子链与链之间相互分离导致高分子溶解于溶剂形成溶液;理想溶液概念：理想溶液：是指溶液中溶质分子间溶剂分子间和溶质分子间的相互作用能都相等,溶解过程没有体积变化也没有焓的变化;Huggins参数:是表示高分子溶液混合时相互作用能的变化θ温度：是高分子溶液的一个参数,当T=θ时高分子溶液中的过量化学位为零,与理想溶液中溶剂的化学位没有偏差θ条件：通过选择溶剂和温度使高分子溶液中溶剂的过量化学位为零的条件,这种条件称为θ条件或θ状态;无扰状态：高分子在稀溶液中,一个高分子很难进入另一个高分子所占的区域,即每个高分子都有一个排斥体积;如果高分子链段和溶剂分子相互作用能大于高分子链段与高分子链段的相互作用能,则高分子被溶剂化而扩张,使高分子不能彼此接近,高分子的排斥体积就很大；如果高分子链段与溶剂分子相互作用能等于高分子链段与高分子链段的相互作用能;高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近,互相贯穿,这样排斥体积为零,相当于高分子处于无扰状态;这种状态的尺寸就称为无扰尺寸;扩张因子：高分子在良溶剂中,由于溶剂化的作用,是卷曲的高分子链伸展,高分子的均方末端距和均方旋转半径扩大;扩张因子α是指高分子链的均方末端距或均方旋转半径与高分子链在θ状态下的均方末端距或均方旋转半径之比,它表示高分子链的扩张程度;溶胀比：交联高聚物在溶胀平衡时的体积与溶胀前的体积之比例1. 根据高分子的混合自由能,推导出其中溶剂的化学位变化,并讨论在什么条件下高分子溶液中溶剂的化学位变化,等与理想溶液中溶剂的化学位变化答：见附录例2. 高分子溶液在什么情况下与理想溶液的一些热力学性质相近当T=θ时;高分子溶液中溶剂的过量化学位为零；χ1=1/2,高分子处于θ状态,此时高分子溶液与理想溶液的一些热力学性质相近;例3. 什么是θ温度当高于,低于或等于θ温度时,大分子的自然构象有何不同为什么θ温度是高分子溶液的一个参数;当T=θ时,高分子溶液中溶剂△μ=0与理想溶液中的溶剂化学位没有偏差;当T＞θ时,溶剂为高分子良溶剂,在良溶剂中,高分子链由于溶剂化而扩张,高分子线团伸展,当T＜θ时,溶剂为高分子的不良溶剂,在不良溶剂中,高分子链由于溶剂化作用很弱,高分子链紧缩；当T=θ时,溶剂为高分子的θ溶剂,在θ溶剂中,高分子链段与高分子链段的相互作用能等于高分子链段与溶剂的相互作用能,高分子与高分子可以与溶剂分子一样彼此接近,互相贯穿,这样高分子链的排斥体积为零,相当与高分子链处于无干扰的无规线团;例4.试举出可判定聚合物溶解性好坏的三种热力学参数,并讨论当它们分别为何值时,溶剂是良溶剂,θ溶剂,劣溶剂：过量化学位△μ₁,Huggins参数χ₁,第二维利系数A₂可以判定聚合物溶解性的好坏的三种热力学参数,△μ₁＜0,χ₁＜1/2,A₂＞0时为良溶剂；△μ₁=0,χ₁=1/2,,A₂=0时为θ溶剂；μ₁＞0,χ₁＞1/2,A₂＜0时为劣溶剂;Ps.θ状态与真正的理想溶液还是有区别的,真正的理想溶液没有热效应,任何温度下都呈现理想行为,而在θ温度时的高分子稀溶液只是过量化学位等于0而已;偏摩尔混合热和偏摩尔混合熵都不是理想值,只是两者的非理想效应近似相互抵消;例５.临界共溶温度：是聚合物溶解曲线极大处的温度就是Tc;溶质的分子量越大,溶液的临界共溶温度越高;当温度降至Tc一下某一定值时,就会分离成稀相和浓相,当体系分成两相最终达到相平衡时,每种组分在两相间扩散达到动态平衡,这就要求每种组分在两相间的化学未达到相等;相分离的起始点就是临界点,在临界点,两个相浓度相等;简述荣章法测定聚合物的δ的原理和方法溶胀法可以测定交联聚合物的平衡溶胀比,及交联聚合物达到溶胀平衡时的体积与溶胀前的体积之比;若交联聚合物与溶剂的溶度参数越接近,高分子与溶剂的相互作用愈大,及高分子溶剂化程度愈大,交联网链愈能充分伸展,是交联聚合物的平衡溶胀比增大,若用若干种不同溶度参数的溶剂溶胀聚合物,用溶胀法分别测定聚合物在这些溶剂中的平衡溶胀比,以平衡溶胀比对溶剂的溶度参数作图,找出平衡溶胀比极大值所对应的溶度参数,此溶度参数可作为交联聚合物的溶度参数;Ｐｓ．增塑剂为了改善聚合物材料的成型加工性能和使用性能,通常在聚合物树脂中加入高沸点,低挥发性的小分子液体或低沸点固体,以降低玻璃化转变温度和粘流温度,改善树脂流动性,降低粘度石制品有较好的柔韧性,和耐寒性;第四章高分子的多组分体系高分子的相容性概念高温临界共溶温度ＵＣＳＴ：高温互容低温分相;低温临界共溶温度ＬＣＳＴ：低温互容高温分相;曲线分析见附录临界胶束浓度：将嵌段共聚物溶解在小分子溶剂中,如果溶剂溶解共聚物前段时没有很强的选择性,那么嵌段共聚物的溶液性质与一般均聚物的溶液性质没有和大的差别;但如果溶剂对其中的某一嵌段具有很强的相互吸引作用,在固定温度改变浓度或固定浓度改变温度两种条件下,嵌段共聚物类似于小分子的表面活性剂,与溶剂作用强的嵌段倾向于与溶剂混合,而另一嵌段就倾向于与其它链的相似嵌段聚集在一起,形成胶束,形成胶束的临界条件被称为临界胶束浓度,和临界胶束温度;进一步增加浓度,这些胶束逐渐发生交叠,形成物理凝胶几乎不能流动,形成凝胶的临界浓度称为临界胶束浓度静态光散射通过测定溶液中形成结构的平均分子量来估算是否形成了胶束Ｐｓ．ＵＣＳＴ,ＬＣＳＴ曲线见附录第五章聚合物的非晶态非晶态聚合物的结构模型概念无规线团模型：在非晶态聚合物本体中,分子链的构象与在溶液中的一样,成无规线团状,线团的尺寸在θ状态下高分子的尺寸相当,线团分子之间是任意相互贯穿和无规缠结的,前端的堆砌不存在任何有序的结构,因而非晶态聚合物在凝聚态结构上是均相的;玻璃化转变：玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变,对应的转变温度即玻璃化转变温度;玻璃态：当非晶聚合物在较低的温度下受外力时,有与链段运动被冻结,只能使主链的键长和键角有微小的改变,因此从宏观上来说,聚合物形变是很小的,形变与受力的大小成正比,当外力除去后,形变能立刻回复;这种力学性质称虎克型弹性体,又称普弹体,非晶态聚合物处于具有普弹性的状态,称为玻璃态;玻璃化温度：高聚物分子链开始运动或冻结的温度;它是非晶态高聚物作为塑料使用的最高温度,橡胶使用的最低温度;高弹态：在聚合物受到外力时,分子链可以通过单键的内旋转和链段的改变构象以适应外力的作用,由于这种变形是外力作用促使聚合物主链发生内旋转的过程,它需要的外力显然比聚合物在玻璃态时变形所需外力要小得多,而变形量却大得多,这种性质叫做高弹性,它是非晶态聚合物处在高弹态下特有的力学特征;粘流态：整个分子链运动,松弛时间缩短,在外力作用下发生粘性流动,它是整个分子链互相滑动的宏观表现;形变不可逆外力除去后,形变不能再自发回复自由体积理论：Fox和Flory提出,认为液体或固体物质,其体积由两部分组成：一部分是被分子占据的体积；另一部分是未被占据的自由体积;后者以“孔穴”的形式分散于整个物质之中,正是由于自由体积的存在,分子链才可能发生运动;自由体积理论认为,当聚合物冷却时,起先自由体积逐渐减少,到某一温度时,自由体积达到一最低值,这是聚合物进入玻璃态;在玻璃态下,有与链段运动被冻结,自由体积也被冻结,并保持一恒定值,自由体积“孔穴”的大小及分布也将基本上维持固定;因此对任何聚合物,玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值的温度,在这临界值一下,已经没有足够的空间进行分子链构象的调整了;因而聚合物的玻璃态可视为等自由体积状态;不管什么聚合物,发生玻璃化转变时,自由体积分数都等于2.5%;Ps. WLF方程见附录例1:：无规线团模型的实验证据1.橡胶的弹性理论完全是建立在无规线团模型基础上的,而且实验证明,橡胶的弹性模量和应力-温度系数关系并不随稀释剂的加入而有反常的改变,说明在非晶态下,分子链是完全无序的,并不存在可被进一步溶解或拆散的局部有序结构2.在非晶聚合物的本体和溶液中,分别用高能辐射是高分子发生交联,实验结果并未发现本体体系中发生分子内教练的倾向比溶液中更大,说明本体中并不存在诸如紧缩的线团或折叠连那些局部有序的结构;3用X光小角散射的实验结果,提别有力的支持了无规线团;.对于分子量相同的聚甲基丙烯酸甲酯试样,用不同的方法光散射,X光散射和中子散射,不同条件下本体或溶液中,测得分子的回转半径相近;并且本体的数据与θ溶剂氯代正丁烷的数据以及所得指向的斜率更为一致,证明非晶态本体中,分子的形态与它在θ溶剂中一样,它们的尺寸都是无扰尺寸例2.两相球粒模型1模型包含了一个无序的粒间相,从而能为橡胶弹性变形的回缩力提供必要的构象熵,因而可以解释橡胶的弹性回缩力;2实验测得许多聚合物的非晶和结晶密度比按分子链成无规线团形态的完全无序的模型计算的密度高,说明有序的粒子相与无序的粒间相并存,两相中由于嵌段的堆砌情况有差别,导致了密度的差别;3模型例子中嵌段的有序堆砌,为洁净的迅速发展准备了条件,这就不难解释许多聚合物结晶速度很快的事实;4某些非晶态聚合物缓慢冷却或热处理后密度增加,电镜下还观察到球粒的增大,这可以用粒子相有序程度的增加和粒子相的扩大来解释;例3.非晶态聚合物形变-温度曲线如果取一块非晶聚合物试样,对它施加一恒定的力,观察试样发生的形变与温度的关系,我们将所得到的曲线称为形变-温度曲线或热机械曲线;当温度较低时,试样呈刚性固体状,在外力作用下只发生非常小的形变；温度升到某一范围后,式样的形变明显的增加,并随后,并在随后的温度区间达到一相对稳定的形变,在这一个区域中,试样变成柔软的弹性体,温度继续升高,形变基本上保持不变；温度再进一步升高,则形变量又逐渐加大,试样最后完全变成粘性流体; Ps.形变温度曲线见附录例4.试用分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变在玻璃态下,由于温度较低,分子运动的能量很低,不足以克服主链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,链段处于被冻结的状态,只有那些较小的运动单元,如侧基,支链和小链节能运动,当收到外力时,由于链段处于冻结状态,只能使主链的键长和键角有微小的改变,形变很小,当外力除去后形变能立刻回复;随着温度的升高,分子热运动的能量增加,当达到某一温度Tg时,链段运动被激发,聚合物进入高弹态,在高弹态下,链段可以通过单键的内旋转和链段的运动不断地改变构象,但整个分子仍然不能运动;当受到外力时,分子链可以从蜷曲状态变为伸直状态,因而可发生较大形变;温度继续升高,整个分子链也开始运动,聚合物进入粘流态,这时高聚物在外力作用下便发生粘性流动,它是整个分子链互相滑动的宏观表现,外力去除后,形变不能自发回复;玻璃化转变就是链段有运动到冻结的转变,流动转变使整个分子链由冻结到运动的转变;例5.为什么聚合物通常有一份相对确定的玻璃化温度,却没有一个确定的粘流温度随着相对分子量的增加,玻璃化温度会升高,特别是在较低的相对分子质量范围内,这种影响较为明显,但是当相对分子质量增加到一定程度后,玻璃化温度随着相对分子质量的变化很小;而聚合物的粘流温度是整个分子链开始运动的温度,相对分子质量对粘流温度的影响比较明。

腈纶的化学名称

腈纶的化学名称
腈纶的化学名称是聚丙烯腈，简称PAN。

以下是关于腈纶的详细介绍：
1.化学结构：PAN是一种含有重复单位的高分子化合物，结构中含有
丙烯腈单体（CH2=CHCN）的共价键。

2.物理性质：PAN是一种无色透明的固体，密度为1.17 g/cm3，熔点约
为320℃，热分解温度为400℃以上。

它是一种具有强度和抗拉伸性能
的高分子材料。

3.制备过程：PAN的制备通常采用聚合反应，将丙烯腈单体与引发剂
在高压和高温条件下进行反应。

该反应通常需要一定量的溶剂和助剂，并且需要进行聚合物的纯化和后续加工处理。

4.应用领域：PAN是一种广泛应用的高分子材料，通常用于制备各种
纤维、膜和混合材料等。

其中，聚丙烯腈纤维是PAN最主要的应用领
域之一，它可以制备成各种纺织品，例如衣服、被单、手套、车座套等。

此外，PAN还可以制备成各种复合材料，例如碳纤维、难熔合纤
维等，这些材料在航空、汽车、体育器材等领域都有广泛的应用。

5.安全性：PAN对一般化学品和溶剂都有较好的耐性，但对大部分氧
化剂和酸性物质容易受到损害。

同时，PAN也有较强的腐蚀性，应当细心使用和储存。

聚乙烯的结构式

聚乙烯的结构式聚乙烯（Polyethylene）是一种具有许多应用的烃类塑料，亦称聚乙烯聚合物或乙烯聚合物。

它是由一系列的乙烯噻吩（ethene）分子形成的聚合物，是最普通的塑料之一。

具体而言，聚乙烯是一种烯烃聚合物，是在催化剂作用下由乙烯与乙烯衍生出各种分子结构的聚合物，可以分为聚乙烯醇，聚乙烯酸，聚乙烯酯等。

一、结构式聚乙烯的分子结构一般由单个乙烯双键分子构成，即：[（CH2=CH2）n]这种单个有机链上连接多个键成就了环/链聚合物的特点，其中存在着“键-反应点”（bond-site）和“嵌段”（side chain）。

二、结构类型根据不同的链结构，聚乙烯可以分为以下几种：1. 热塑性聚乙烯（HDPE）：是由乙烯基团-CH2-CH2-组成的原子分子链，它是经过特殊处理一种高分子聚乙烯，它具有优异的热稳定性、良好的抗冲击性、良好的耐水性和良好的机械性能。

2. 线性低密度聚乙烯（LLDPE）：其原子分子链的结构是由乙烯基团-CH2-CH2-链接而成的分子链, 这种分子链中存在着长链组分，具有优异的延展性和抗疲劳性，但其机械性能略低于HDPE。

3. 聚乙烯醇（PE-OH）：是以乙醇为基础的聚合物，关联点交替出现-CH2-CH2-和-CH2-CH2-O-等构造基团，使分子开放且可延展性更好，表现出高的抗微生物和耐抗酸烷度，其机械性能好于PP，延展性好于HDPE。

4. 聚乙烯酯（PE-COOH）：该聚合物采用甲酸或苯酸作为催化剂，将乙烯基团-CH2-CH2-与羧基团-CH2-CH2-COOH-相交联，具有很高的热稳定性，抗氧化性是聚乙烯的三倍以上，是高分子聚乙烯最稳定的形式。

三、特殊性能聚乙烯具有几种特殊的性能特征：1. 热稳定性：因其分子结构的独特性质，使得其具有很高的耐热性，使其可以用于热处理，同时还具有良好的机械性能；2. 化学稳定性：聚乙烯具有优异的化学稳定性，在石蜡状态有良好的抗混合性能，可以有效抑制有机污染物的污染；3. 压缩性能：在某一压力下，聚乙烯具有较高的压缩率，能耐受压缩变形；4. 良好的电绝缘性能：其内部分子构造具有良好的绝缘特性，可在较高温度下抵抗电弧穿孔；5. 良好的机械性能：聚乙烯具有优异的机械强度，良好的耐冲击性和良好的拉伸性，能够有效提升塑料件的耐用性。

无源光器件中光纤用松套管材料的性能研究

无源光器件中光纤用松套管材料的性能研究■ 李环宇1 章仕平1 柯旋2 唐伟然1（1.深圳市特发信息光网科技股份有限公司广东东莞 523407）（2.深圳市特发信息股份有限公司广东深圳 518000）本文主要对三种热塑型高分子材料的性能进行了对比研究，并对其制成的三种０．９ｍｍ松套管进行了红外光谱分析，锁定原材料配方。

同时，深入研究了三种松套管的机械拉伸性能，抗测压性能和热收缩性能，得出了实验数据，为工艺生产和材料的应用选择提供参考。

In this paper, the performance of three types of thermoplastic polymer materials was compared and studied, and the infrared spectroscopy analysis of the three 0.9mm loose tubes made of them was carried out to lock the raw material formula. At the same time, the mechanical tensile properties, compression resistance and thermal shrinkage properties of the three loose tubes are thoroughly studied, and experimental data are obtained to provide references for process production and material application.无源光器件松套管热塑型高分子性能研究passive optical device; loose tube; thermoplastic polymer; performance researchDoi:10.3969/j.issn.1673-5137.2021.01.008摘要Abstract关键词Key Words１．　前言随着5G时代的来临，通信市场对光纤光缆、无源光器件以及光模块的需求越来越多，伴着5G前传网络技术的不断成熟，运营商和集成商对光纤的使用寿命、传输性能、及光纤保护材料的要求也不断提高。

天然橡胶的结构简式

天然橡胶的结构简式
天然橡胶是一种经过自然形成的自然合成高分子物质，在生物世界中它是不可缺少的一种重要化学物质。

它表面很光滑，无色透明，有着类似于矿物油的液体状态，拉伸性能，抗拉强度和抗张强度均优于天然橡胶。

它是一种有机气体，单体中含有氢、氧等元素，结构式一般表示为：[(CH2-Ch)]n。

由于杂质的存在，其支链的功能基的H键有时还会发生消耗，或有可能会发生是间变换，以及羟基的损耗。

天然橡胶具有优越的弹性程度，柔软性，透明性，有良好的耐挤压及拉伸强度，以及耐水性，耐滑性等可靠性特性，因此会用于制造胶管、轮胎、护网、橡胶带等橡胶产品。

更重要的是，天然橡胶具有很好的耐穿透性。

一方面它可以使用在高温条件下，另一方面可以非常高效地阻隔尘埃、水等分子。

此外，天然橡胶具有极好的耐老化性的特点，能有效抵抗外界的紫外线和气候变化的侵袭，避免老化，以维持最佳性能，从而使其在很长时间内保持新鲜。

由于它含有丰富的润滑酸，因此还具有抗磨损性，可以抑制橡胶表面因磨损而损失的胶体结构。

天然橡胶一直都是工业生产中的重要材料，其无比优越的机械性能，及优质的耐久性使其广受欢迎。

因此，我们可以将天然橡胶用于制造各种橡胶制品，以及用于各种工业活动，来满足各种需求。

聚氨酯型遇水膨胀弹性材料的研制

聚氨酯型遇水膨胀弹性材料的研制2001盘赵菲等聚氯酯型遇水膨胀弹性材料的研制19聚氨酯型遇水膨胀弹性材料的研制赵菲.杨相玺,丁彩凤.刘锦春.孙学红(青岛化工学院,山东青岛266042)摘要:研究了聚氯醑型遇水磷胀弹性材料中多元醇种类及分子量,—惝基团含量,弹性材料的交联度等医素对暖水膨胀性能及力学性能的影响.关羹词:聚氯酯;吸水膨胀;密封中围分类号:TO.334.1文献标识码:B文章编q:1005—4o3o(2OO1)Ol一0019—03 遇水膨胀弹性体(俗称遇水膨胀橡胶)是一种具有弹性密封和遇水膨胀双重作用的功能弹性体￡1J,广泛应用于房屋建设,水坝修筑,隧道修建,自来水输送等防渗水,漏水中.许多吸水膨胀弹性体的制备是由高吸水性树脂与弹性体共强得到的J.这种共混体系存在一些问题:如高吸水性树脂在弹性体中的分散性不好;容易从弹性体的交联网络中流失等,而且这种材料使用时需预制成型,对形状复杂的不规则缝的施工不很方便.丽聚氨醋型遇水晦胀弹性材料由于其吸水基团直接连于弹性体的分子主链上,不存在分散不均匀,易流失等问题;而且聚氨醇可以根据需要预翻成液体状预聚物,常温下能与含活泼氢的物质(二元醇,二元胺等)反应,固化成型,实现不规则缝的现浇现周.显示出其使用的优越性.本文着重从多元醇的种类及分子量,预聚体中游离一N∞含量,交联度等方面考察了遇水膨胀材料的体积膨胀率和力学性能.吸水体积膨胀率的测定:裁取一长方形试片.在量筒中加入一定量水(以能浸投试片为宜),记录水的体积V(mL),将试片浸入后,记录体积,(mL).则试片初始体积为v0=v2一Vl(用百分数表示).将试片浸泡于常温自来水中2～3小时,按同样方法测试片膨胀后的体积vn,则试片的体积膨胀率为v0/(用百分数表示).1实验部分1.1主要原材料聚氧化丙烯醚醇(Mn=2000,f=2),天津石收稿日期:2000—1o—o8化三厂,工业品;聚乙二醇(Mn=1000,2000, 4000.f=2)天津天泰精细化学有限公司;甲苯二异氰酸酯(TDI),德国拜尔公司产,工业品;1,4一丁二醇,宜兴试剂一厂产,分析纯;二月桂酸二丁基锡,北京化工二厂产,化学纯.1.2主要仪器设备预聚物合成采用常规玻璃仪器;QLB—D400×400(ram)平板硫化机;XLD一250型电子式橡胶拉力实验机;cJ一6A型落球式回弹试验机;邵氏A橡胶硬度计.1.3遇水膨胀弹性材料盒成1.3.1盒成预聚物将计量好的低聚物多元醇置于三口烧瓶中,在100～ll0"C下脱水脱气1～1.5小时后冷却至50～60℃,加甲苯二异氰酸醋,升温并保持在8o ±2℃,反应1.5～2小时后脱气.取出反应物备用.1.3.2扩链成型称取一定量的预聚物,将计量脱气的扩链荆1,4一丁二醇及催化剂加入其中,快速混合均匀, 在平板硫化机上加压加热成型,并在】00℃下硫化1小时.2结果与讨论2.1多元辞种类对遇水膨胀性和力学性能的影响本实验采用多元醇并用的方法制备预聚物.在相同的NCO/()H比下,改变环氧丙烷醚二醇与CHsI聚乙二醇的用量比(即改变分子链中一CH—CH2—o链节与—CH2—CH2—o—链节的比例).特种橡胶制品第22卷第l期遇水膨胀弹性材料的性能变化见表1.由表1可以看出,弹性材料中的—CH2一CH2—o—链节含量愈高,其遇水膨胀性能愈好. 原因是PO中含有一个侧甲基,浸人水中后,它的位阻效应使醚基与水分子的作用减弱,而EO中不存在这样的位阻效应,使EO链节更柔顺,更易和水作用生成氢键,因此其体积膨胀率随EO链节含量的增加而增加,但力学性能中拉伸强度却随EO含量增加而降低.2.3预聚体中—N∞含■对性能的影响在相同多元醇的条件下,合成的预聚体中游离一NoO基团愈多,扩键后得到的弹性体中的硬段含量愈高,弹性体的力学性能也愈好,但同时会减少相应的软段的含量,使遇水膨胀性能下降.如表3所示.表3游离--NO3含■对遇水膨胀性能的影响表'主-_o手链节含-对逗水膨胀材料一量性能的影响…单遇水膨胀弹性材料的性能EO/PO—N黼O0i硬度/窿度/MPa率/%膨胀Ii%注:D3Po代表七0彳__(H广o}链节c}b2.2含lEO链节多元醇的分子量对性能的影响因聚氨酯的遇水膨胀性能主要与分子链中的Eo链节有关,所以含Eo链节的多元醇聚乙二醇的分子量的大小必然影响材料的遇水膨胀性能及相关的力学性能.由表2可以看出,聚乙二醇的分子量愈高,得到的弹性材料的硬度减小,力学性能及遇水膨胀率都有所提高.因为在相同的NCO%含量情况下,软段的含量随分子量的增加而增加,其与水分子的作用也增强,因此其遇水膨胀率也提高.表2含EO链节多元醇的分子■对性能的影响聚乙二醇分子量遇水膨胀弹性材料的性能游离——No.吉量邵尔A型拉仲强拉断忡长遇水体积硬度魔度/MPa卑/嘭率/%注:BO/Po:60/40遇水嘭胀弹性材料的性能EO/PO邵尔A型拉伸强拉断伸长遇水体积硬度/窿度/M率/%膨胀毕/%2.4交联程度对性能的影响根据高吸水性树脂的吸水机理L7J,高吸水性树脂除了应具有亲水的基团以外,还应该呈低交联度的三维空间网络结构.当水与高聚物表面接触时,有两种作用促成其吸水膨胀,一是水分子与高分子链中电负性强的氧原子作用形成氢键;二是高分子内部的三维空间网络问的作用,吸收部分自由水储存在高分子内,属高分子网络的物理吸附.如果用部分三官能度扩链剂如丙三醇,代替部分二官能度扩链剂1,4一丁二醇,就会在弹性体内部引人三维交联结构,形成空间网络.交联程度的大小对弹性体遇水膨胀性能和力学性能的影响示于表4中.表4交联程度对遇水膨胀材料性能的影响丙三醇郦尔A型拉伸强度拉断伸长率遘水膨胀毕/I,4一丁二醇硬度/度/MP且/%/%注:BO/P(6o/_加i丙三醇/I.4一丁二醇为当量比(下转第24页)特种橡胶制品第22卷第l期l扳社,1985.428—430[4]FrischKC.Structure-l~RelationshandMowholo~ ofIsccyanurate-Conl~ainingUrethaneEhsmmem[J].Advanc~inUretha~eScienceandTechnok~y1984,9:103.[5】捌树.嵌段聚氨睹弹性体的行为[J].聚氯睹工业.1987,8(4):2[6]划凉球.聚氪醇弹性体的耐承性售【J】弹性体1995(3):39.StudyonPolyurethaneElastomerBasedonPTMGLJULiang—bing,WENWei—dD昭.L肛,Hong—mei,YuLi—ping (ShanxiProvincial[nstituteofChemicalIndustry.Taiyuan030021,China).Abstract:Polyurethan(PU)elastomersbasedonpolytetramethyleneglycol(PTMG),4,4 methanediisoeyanate(MD1)ortolylenediisocyanate(TDI)and—diphenyl—line(MOCA)or1,4一hutanediol(BDO)werepreparedatdifferentNCO/OHratio.ThemechanicalpropertiesofP Uelas—tomerswerestudied.TheresultsshowdthathardnessandmodulusofPUjncreasedasNCO/O Hincreased.tensilestre.gthdecreasedwhi]eelongationincreasedasthemolecuhrweightofPTMGincrea sed.Keyl;l~'dsIPTMG;p0lyurethan;elastomer;mechanicalproperty(上接第2O页)由表4可以看出,适度的交联结构有利于吸水,但交联程度过高,三维网络结构的有效链长过短,网络过小,水分子不易渗人吸水膨胀性反而会下降.因此为提高吸水膨胀性,一般将交联程度控制在有效链长为10～10oA之问L,有效链长不宜过长或过短.3结论(1)分子结构中七cH2一c—0手链节含量愈高愈有利于吸水膨胀性能的提高.一般控制在EO,O=60/40～80/20之间(2)聚乙二醇分子量愈高,愈有利于吸水膨胀性能及力学性能,从工艺角度考虑,一般选分子量41700左右的聚乙二醇.(3)预聚物中游离一N∞含量控制在3.5%～4.5%.参考文献:[1]张志豪.张国等.PVA—g—PBA在氯醇型遇水膨胀椽胶中的增窖作用[J].弹性体.1998.'8):I一6.[2]王爵华.路建美.新型功睢高分子材料——高暇水性树脂[J]中国建筑防水.19%(5):19—20[3]王国建.王公葬编.功能高分子[M]上海:同济大学出版社.1995.262DevelopmentofPolyurethane??basedWater??expandingElastomerZHAOFei,Y ANGXiang—xl,DINGCai—feng,LIUJin—chun,SUNXue一/mng (QingdaoInstituteofCh.emicalTechnology,Qingdao266042?China)Abstract:Water-expandingelastomersbasedonPUwereinvestigated.Theinfluencesofthev aritiesandmoleculeweightofpol划,thefree-N~contentinprepolymersandcrosslinkdetyoftheelastomeronwa- terexpansionandmechanicalpropertywerediscussed.Keywords:polyurethane;water-expanding;sealing。

AEM参数手写

橡胶性能
乙烯丙烯酸酯橡胶即AEM，由美国杜邦公司生产，商品名为VAMAC的弹性体橡胶。

AEM的使用温度为-40℃~175℃。

它具有优异的长期耐高温性和对维护润滑剂的抗油性，同时还具有良好的低温柔韧性。

具有优异的压缩永久变形和压缩变形回复性。

具有良好的耐臭氧性能。

分子结构
（CH2-CH）n（CH2-CH）m（R）P
COOCH3COOH
产品介绍
*门尼粘度测试 **硫化仪 MDR 更多硬度、颜色可供选择ML1+10:121℃ 177℃×6MIN
试片准备
一段170℃×10min 硬度依据GB/T528-1998测试
二段170℃×4h 硬度依据GB/T531-1998 测试
1.1硫變機簡介(一)：
原理：模腔內試樣連續地承受恆定小掁幅和低頻率的正弦剪切變形，
由測力傳桿器測定剪切應力。

硫變曲線：
TS2：表示從最低扭矩上升2個單位所對應的時間。

ML：表示膠料的最小扭力值 (N□M、 LB-IN)
MH：表示膠料在規定的時間內測試之最大扭力(N□M、 LB-IN) TC60：表示膠料在60%硫化程度時之時間
TC90：表示膠料在90%硫化程度時之時間
操作影響硫變的因素：
試驗溫度、膠料樣大小
試樣承受力、轉子模腔的髒污
膠料表面隔離劑。

聚丙烯的结构、性能和应用分析

聚丙烯的结构、性能和应用一、聚丙烯（聚丙烯）的结构聚丙烯是一种高分子化合物，是一种通用合成树脂（或通用合成塑料），由于它是烯烃的聚合产物，因而又是一种聚烯烃树脂。

聚丙烯的结构是指高聚物内部组织，它有两层意义：一是指聚丙烯分子内部的组织和形态，称为分子结构，二是指这些大分子聚集在一起的形态，称为聚集态结构。

1.聚丙烯的分子结构对一般的单烯烃聚合物可用通式（CH2-CH2）n表示。

R当-R为CH3-时即为聚丙烯，按CH3-在分子中的排布（位置、配向、次序等）不同，可分为三种立构异构体，即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯，等规聚丙烯所有的甲基都排在平面的同一侧。

间规聚丙烯的甲基有规则的交互分布在平面的两侧。

无规聚丙烯的甲基无秩序地分布在平面的两侧。

在三种立体异构体中，等规和间规聚丙烯都属于有规聚丙烯，有规聚丙烯的结晶度高，根据X射线对结晶性聚丙烯的研究，测得其分子链的等同周期为6.5×10-10m，C-C键角为109°28′,C-C原子间键距为1.54×10-10m，据此设想出等规聚丙烯的三重螺旋结构。

以上所述均指聚丙烯的均聚物，聚丙烯聚合物中还有共聚物，如以丙烯为主要单体，以少量乙烯为第二单体（或称共聚单体）进行共聚而成的聚合物，共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物，制取共聚物的目的是为了改善均聚物的某些性能（如耐寒、耐温、抗冲性能等）以满足特殊用途的需要。

2.聚丙烯的聚集态结构高分子的链结构是决定高聚物基本性质的主要因素，而高分子聚集态结构是决定高聚物本体性质的主要因素，也就是说，其使用性能直接取决于加工成型过程中高分子所形成的聚集态结构。

聚丙烯和其它高分子一样，是由很多大分子聚集在一起的，分子间存在着相互作用，通常之间的作用力包括范德华力和氢键，使聚丙烯的大分子聚集在一起，并赋予它特定的性能，大分子聚集态通常有下述两种情况：（1）无定形态当很多分子在一起时，如果分子间杂乱无章，没有一定次序地相互堆在一起，这种结构称为无定型形态，这种结构比较疏松，密度低，分子容易运动，强度也低。

化纤概论——精选推荐

化纤概论试卷库⼀、名词解释合成纤维:⽤⽯油、天然⽓、煤以及农副产品为原料,经⼀系列化学反应制成合成⾼聚物、再经纺丝后处理等加⼯制得的纤维.再⽣纤维:⽤天然⾼分⼦化合物为原料,经化学处理和机械加⼯制得的纤维.复合纤维:在⼀根纤维上沿纤维轴向同时存在着两种或两种以上⾼聚物的纤维.异形纤维:⽤⾮圆形喷丝孔或中空喷丝孔纺制的纤维.初始模量:也称弹性模量,纤维在外⼒作⽤下伸长1%时所需要的应⼒.表征纤维对⼩形变的抵抗能⼒.极限氧指数:着⽕的纤维离开⽕源⽽纤维继续燃烧时,环境中氮和氧混合⽓体内含氧最低分率,表征纤维的燃烧性能.易染⾊:可以⽤不同类型的燃料染⾊,在采⽤同种燃料染⾊时,染⾊条件温和、⾊谱齐全、⾊泽均匀、坚牢度好.熔体纺丝:聚合物熔体或聚合物切⽚在螺杆挤压机中熔融以后,被压送⾄各纺丝位、经计量泵定量送⼊纺丝组件，通过喷丝孔挤出，冷却、卷绕成丝的纺丝⽅法.湿法纺丝纺丝溶液经混合、过滤和脱泡等纺前准备后，送⾄纺丝机，通过纺丝泵计量，经烛形滤器、鹅颈管进⼊喷丝头（帽），从喷丝头⽑细孔中挤出的溶液细流进⼊凝固浴，溶液细流中的溶剂向凝固浴扩散，浴中的凝固剂向细流内部扩散，于是聚合物在凝固浴中析出⽽形成初⽣纤维。

⼲法纺丝从喷丝头⽑细孔中挤出的溶液细流进⼊纺丝甬道，通过热空⽓的作⽤，溶液细流中的溶剂快速挥发，并被热空⽓流带⾛。

溶液细流在逐渐脱去溶剂的同时发⽣浓缩和固化，并在卷绕张⼒的作⽤下伸长变细⽽成为初⽣纤维。

冻胶纤维POY:m/min以下纺丝得到的预取向丝.在35003500m/minUDY:m/min以下纺丝得到的未拉伸丝.在13001300m/minPAN结晶:PAN中存在着强极性氰基,其中碳原⼦带正电荷,氮原 PAN⼦带负电荷,整体形成⼀个偶极⼦,同分⼦内的氰基极性⽅向相同相互排斥,相邻的PAN分⼦中的氰基极性相反相互吸引,这种复杂的作⽤,使PAN成为⼀种不规则的螺旋体结构是两维有序的称为准晶.⼆、化纤概论部分第⼀章基本概念及纤维主要品质指标1、何谓纤维的初始模量?2、推导回潮率和含湿率的关系.3、画图说明在应⼒－应变曲线上屈服点的三种求法第⼆章聚酯纤维1、BHET有哪⼏种⼯业化⽣产⽅法，各有何特点制备⽅法主要有三种：酯交换法、直接酯化法、直接加成法三种⼯艺路线各有特点:酯交换法：历史悠久，技术成熟，产品质量好⽽稳定，⽬前仍⼴泛采⽤，但其⼯艺过程长，设备多，投资⼤，且需要⼤量甲醇，甲醇和⼄⼆醇回收量⼤，增加设备和能量消耗。