第三章高分子材料的物理化学性质-PPT课件
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第三章 高分子材料的物理化学性质
• 特别是溶解、溶胀、凝胶化、相变、
黏弹性、力学强度和通透性等涉及到
药物制剂辅料的处理及制剂中药物的
释放。
第一节 高分子溶液的理化性质
一．高聚物溶解过程的特点(相对复杂) 1．高聚物溶解缓慢且分两个阶段
① 溶胀：溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体
积膨胀的现象
② 溶解：高分子以分子状态均匀分散在溶剂中，
• 高聚物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛， 主要表现有：蠕变、应力松弛、内耗
1．蠕变：在一定的温度和较小的恒定外力(拉力、 压力或扭力等)作用下，材料的形变随时间的增 加而逐渐增大的现象。反映材料尺寸稳定性的优 劣。(Tg到Tg +30度之间，易观察到蠕变。蠕变与柔性有关，柔
性增加，蠕变增大，抗蠕变能力减弱。
拉断为止，断裂前试样承受的载荷 P与试样的宽
度b和厚度d的乘积的比值 冲击强度：试样受冲击载荷而破裂时单位面积所吸
收的能量，它是衡量材料韧性的一种强度指标 。
• 弯曲强度：是在规定试验条件下，对标准试样施 加静弯曲力矩，直到试样折断为止，取试验过程 中的最大载荷P，并按下式计算弯曲强度 σf =1.5Pl0/(bd2)
应力：材料发生宏观的变形时，其内部分子 间以及分子内各原子间的相对位置和距离
就要发生变化，产生了原子间及分子之间
的附加的内力，抵抗着外力，并力图恢复
到变化前的状态，达到平衡时，附加内力
与外力大小相等，方向相反。
形变有三种基本的类型：
受力方式 简单拉伸 简单剪切 均匀压缩
应力
应变
拉伸应力
拉伸应变
剪切应力
)
2．应力松弛：在恒定温度和形变恒定不变的情况 下，高聚物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的
现象。
3．内耗：是力学的能量损耗，是机械能转化 为热的现象。
• 高聚物受力时，高分子链及侧链基团按受力方向重排， 运动时内摩擦的作用使材料发热，即部分机械能转化为
热能而损失。
• 内摩擦阻力愈大，即内耗愈大。
• 内耗的大小与高聚物本身的结构有关。
改变材料实际强度的主要途径
提高材料强度的因素：
1.聚合物的化学结构：1）增加极性、形成氢键；2）主链 中引入芳杂环；3）适当交联。 2.结晶和取向 3.共聚和共混 4.材料复合 5.适度增加分子量 降低材料强度的因素： 应力集中物；惰性填料；增塑剂；老化等
(三)黏弹性
• 高分子材料的形变性质是与时间有关的，这种关 系介于理想弹性体和理想黏性体之间，即形变可 逆，但有时间依赖性 。 • 黏弹性是高分子材料的另一个重要特性，实质是 力学松弛现象 。
这种流动是不可逆的变形，外力除去后， 变形不再能自发回复。
2．线型晶态高聚物的物理状态
在轻度结晶的高聚物中，微晶体起着类似交
联点的作用，这种试样仍然存在明显的玻璃化转
变 。结晶度的增加，相当于交联度的增加 ，使 材料变得坚硬，宏观上将觉察不到它有明显的玻
璃化转变 。
(三)高分子的热转变
1．玻璃化温度(Tg)
第二节 聚合物的力学状态及高分子 材料的力学性质
一．温度与力学状态
(一)高分子分子运动的特点
寸是整个分子链，小尺寸是链段、链节、支
链和侧基。
2．高分子热运动是一个松弛过程，具有时间依赖
性。常用松弛时间(τ)作为描述松弛过程快慢的 物理量。 3．高分子热运动的温度依赖性 。温度升高使高分
就是说升高温度 T 或减小 Δ HM 才有可能使
体系自发进行。
根据经典的Hildebrand溶度公式，混合热为：
ΔHM ≈V1，2(δ1-δ2)2ψ1ψ2
注: 式中V1，2为溶液的总体积(mL)；δ为溶度参数，ψ为体
积分数，下标1和2分别表示溶剂和溶质。
只适用于非极性的溶质和溶剂的相互混合
溶质和溶剂的溶度参数愈接近（一般δ1和δ2的差值 不宜超过±1.5 ），则ΔHM愈小，愈能满足自发 的条件。
剪切应变 剪切模量
围压力
均匀压缩应 变 体积模量
弹性模量 杨氏模量
• 弹性模量：弹性模量=应力/应变，是材料发 生单位应变时的应力，它表征材料抵抗变
形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，
表示材料刚度愈大。
对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律， 即应力与应变成正比，比例常数称为弹性模量。
• 聚合物弹性模量的大小取于其链段运动的难易程 度，因此受温度的影响显著
三、药物通过聚合物的扩散
药物通过聚合物的扩散简要来说有两类模 型：贮库装置；骨架装置。药物一般是
溶解或分散在装置中，且经由装置的扩
散过程有以下几个步骤：
• • • • 药物溶出并进入周围的聚合物或孔隙 由于浓度递度驱动药物通过聚合物屏障 药物由聚合物解吸附 药物扩散进入体液或介质
• 药物的释放过程是分子扩散，很少由于对 流所产生
• 一般而言：药物在聚合物中的转运机制确
定溶质的扩散类型，而溶质分子大小和聚
合物的结构制约着溶质的扩散系数，从而 控制了溶质的释放速度
Fick扩散
药物通过聚合物的稳态扩散可用Fick第一定律描述： dC J = -D dx
形成完全溶解的分子分散的均相体系
2．交联高聚物，只能溶胀，不会溶解。交联 度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。
3. 溶解度与分子量有关，分子量大的溶解度
小，分子量小的溶解度大。 4．非晶态高聚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
易渗入高聚物的内部使之溶胀和溶解。
5.晶态高聚物由于分子排列规整，堆砌紧密， 分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗 入高聚物内部非常困难，因此晶态高聚物
生键长、键角的变化，而整个分子链和链段都不能运动，
处于被‘冻结’的状态。
• 该状态下高聚物受力后的形变是很小，形变与受力的
大小成正比，当外力除去后能立刻回复；弹性模量大；
质硬。
• 高弹态：链段运动被激发。受到外力时有 较大形变，撤力时弹性回缩 。 • 粘流态：高聚物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。
Tg<室温，可做橡胶使用，Tg 表征橡胶的耐寒性，即橡胶使用的
下限温度
影响玻璃化温度的因素：
(1)化学结构的影响 ①主链结构
• 主链由饱和单键构成或含有孤立双键的高聚物，一般Tg都不太高。 • 当主链中引入苯基、联苯基、萘基等芳杂环以后，分子链的刚性 增大，因此有利于玻璃化温度的提高。 • 共轭二烯烃聚合物中，分子链较为刚性的反式异构体具有较高的 玻璃化温度。
注：对于非晶态的极性高聚物，既要符合“溶度参数相近”的规律， 又要符合“极性相近”原则。
3．溶剂化原则
（1）亲电性溶剂能和给电子高分子进行溶剂化而易于溶解。 （2）给电子溶剂能和亲电子性高分子“溶剂化”而利于溶解。 （3）亲（给）电子性相同的溶剂与高分子之间不能进行溶剂化作 用，故不利于溶解，即使溶度参数相近也不例外。 （4）氢键实际上也是一种强烈的溶剂化作用，若溶剂与高分子之 间能生成氢键，则有利于溶解。
(二)硬度和强度
1．硬度：是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的 一种指标。硬度的大小与材料的拉伸强度和弹性 模量有关。
2. 强度: 材料抵抗外力破坏的能力,是指在一定条
件下材料所承受的最大应力。常见的强度有：拉
伸强度、弯曲强度、冲击强度等。
拉伸强度：在规定的试验温度、湿度和试验速度下， 在标准试样上沿轴向施加拉伸栽荷，直到试样被
• 柔性侧基使Tg下降。
(2)分子间作用力的影响
• 侧基的极性越大，分子间作用力越大， Tg越高 • 聚合物间若存在极性基团，则使链段运动困难，Tg升高 • 分子间氢键可使Tg显著升高
(3)其他结构因素的影响
①交联：随着交联点密度的增加， Tg升高。 ②相对分子量：分子量的增加使Tg增加。当分子量 超过一定程度以后，Tg随分子量的增加不明显。
③共聚：无规共聚物的Tg介于两种共聚组分单体的
均聚物的Tg之间。交替共聚只有一个Tg。 ④增塑剂或稀释剂：玻璃化温度较高的聚合物，加
入增塑剂可使Tg明显下降。
2．粘流温度Tf
即：高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘 流温度。
Tf的意义：高分子链开始流动的温度；材料加工成
型的下限温度。 熔融指数：在一定温度下，熔融状态的高聚物在一 定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛 细管中流出的重量(克数)。熔融指数愈大，则流
②取代基团的空间位阻和侧链的柔性
• 在―(CH2―CHX)n―中，随着取代基―X的体积增大， 分子链内旋转位阻增加，Tg将升高。 • 在―(CH2―CXY)n―中，若不对称取代时，Tg将提高。
若对称双取代，链柔顺性回升，因而Tg下降。
• 旁侧基团的极性，对分子链的内旋转和分子间的相互作
用都会产生很大的影响，侧基的极性越强，Tg越高。
的溶解比非晶态高聚物要困难得多。
6. 高分子溶液的实际制备工艺必须根据高分 子与溶剂的特性而定(P59)
二．高聚物溶解过程的热力学解释
溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互混合
的过程，在恒温恒压下，这种过程能自发
进 行 的 必 要 条 件 是 Gibbs 自 由 能 的 变 化
Δ GM<0。
即： ΔGM =ΔHM - TΔSM < 0
(注：T是溶解时的温度，Δ SM是混合熵且大于0)
1 ）极性高聚物在极性溶剂中，溶解时放热 (Δ HM <0) ， 使 体 系 的 自 由 能 降 低 (Δ GM
<0)，所以溶解过程能自发进行。
2）非极性高分子，溶解过程一般是吸热的， 即 Δ HM >0 ， 故 只 有 在 ∣ Δ HM ∣<∣
T•Δ SM∣时才能满足上式的溶解条件，也
二．药物剂型加工中高分子材料的主要 力学性能
材料：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和 物理性状的物质
材料的力学性能：外加作用力与形变及破坏的关系
如：弹性模量、拉伸强度、冲击强度等
(一)弹性模量
应变：当材料受到外力作用，而所处的条件使它不
能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生
变化，这种变化就称为应变。
动性愈好。
影响粘流温度的因素*
(1)高分子链的柔性
高分子链柔性好，运动单元链段就短，流动活化能就低。链段长，
流动的活化能就高，只有在高温下才能实现粘性流动。
(2)高分子的极性 极性聚合物的粘流温度较非极性聚合物的高 。 (3)分子量 分子量愈大，粘流温度愈高。 (4)外力大小和外力作用时间 外力愈大，在较低的温度下即能发生粘性流动。延长外力作用时 间降低粘流温度。
一般而言：若|δ 1－δ 2|<±1.5，则聚合物可以溶解
另外：可以根据公式：δ混=φ 1δ 1+ φ 2δ 2，选用恰当的混合溶剂溶解特定聚合 物
2．极性相近原则
• “极性相近”原则：是指极性大的溶质易溶于 极性大的溶剂，极性小的溶质易溶于极性小的 溶剂；既溶剂的极性与溶质的极性愈接近，溶 质与溶剂愈易互溶。“极性相近”原则对聚合 物的溶剂选择有一定的指导意义。
即：聚合物发生玻璃态与高弹态之间相互转变的温度。 折射率、介电常数等)会发生剧变，常用膨胀计法、DSC
在发生玻璃化转变前后，聚合物的许多物理性质 ( 比容、 法测定聚合物的Tg
Tg与聚合物材料使用性能的关系：
Tg>室温，可做塑料使用，Tg 表征塑料的耐热性，即塑料使用的
上限温度(结晶聚合物，Tm为使用上限温度)
注：表3-3、表3-4中的内容比较重要
四、渗透性及透气性
聚合物的渗透性及透气性与液体或气体在其中的
溶解性有关。当溶解度不大时，透过量遵循Fick第一
定律。影响聚合物的渗透性及透气性的主要因素有：
1. 聚合物结构 2. 温度 3. 极性 4. 物质分子大小 5. 链的柔性
总之：渗透性大，释药速率大，渗透性小，释药速率小
子运动能量增加；温度升高使高聚物发生体积膨
胀，加大了分子间的空隙(自由体积) 。当自由体
积增加到与某种运动单元所需的空间尺寸相配时， 这一运动单元便开始自由运动。
(二)高分子的力学状态
1．线型非晶态聚合物的力学状态
• 玻璃态：在温度较低时，分子运动的能量很低，只有那 些较小的运动单元，如侧基、短支链、链节能运动及发
• 溶度参数数值等于内聚能密度的平方 根，内聚能密度就是单位体积的内聚 能，它是反映分子间作用力大小的一
个参数。 • 聚合物的溶度参数可用粘度法或用溶
胀度法测定。
三．溶剂的选择
除了应考虑其用途、安全性、工艺、成本等因素外， 还应遵循以下原则： 1．溶度参数相近原则 对于非晶态的非极性高聚物，选择溶度参数相近的溶 剂，聚合物能很好地溶解
• 特别是溶解、溶胀、凝胶化、相变、
黏弹性、力学强度和通透性等涉及到
药物制剂辅料的处理及制剂中药物的
释放。
第一节 高分子溶液的理化性质
一．高聚物溶解过程的特点(相对复杂) 1．高聚物溶解缓慢且分两个阶段
① 溶胀：溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体
积膨胀的现象
② 溶解：高分子以分子状态均匀分散在溶剂中，
• 高聚物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛， 主要表现有：蠕变、应力松弛、内耗
1．蠕变：在一定的温度和较小的恒定外力(拉力、 压力或扭力等)作用下，材料的形变随时间的增 加而逐渐增大的现象。反映材料尺寸稳定性的优 劣。(Tg到Tg +30度之间，易观察到蠕变。蠕变与柔性有关，柔
性增加，蠕变增大，抗蠕变能力减弱。
拉断为止，断裂前试样承受的载荷 P与试样的宽
度b和厚度d的乘积的比值 冲击强度：试样受冲击载荷而破裂时单位面积所吸
收的能量，它是衡量材料韧性的一种强度指标 。
• 弯曲强度：是在规定试验条件下，对标准试样施 加静弯曲力矩，直到试样折断为止，取试验过程 中的最大载荷P，并按下式计算弯曲强度 σf =1.5Pl0/(bd2)
应力：材料发生宏观的变形时，其内部分子 间以及分子内各原子间的相对位置和距离
就要发生变化，产生了原子间及分子之间
的附加的内力，抵抗着外力，并力图恢复
到变化前的状态，达到平衡时，附加内力
与外力大小相等，方向相反。
形变有三种基本的类型：
受力方式 简单拉伸 简单剪切 均匀压缩
应力
应变
拉伸应力
拉伸应变
剪切应力
)
2．应力松弛：在恒定温度和形变恒定不变的情况 下，高聚物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的
现象。
3．内耗：是力学的能量损耗，是机械能转化 为热的现象。
• 高聚物受力时，高分子链及侧链基团按受力方向重排， 运动时内摩擦的作用使材料发热，即部分机械能转化为
热能而损失。
• 内摩擦阻力愈大，即内耗愈大。
• 内耗的大小与高聚物本身的结构有关。
改变材料实际强度的主要途径
提高材料强度的因素：
1.聚合物的化学结构：1）增加极性、形成氢键；2）主链 中引入芳杂环；3）适当交联。 2.结晶和取向 3.共聚和共混 4.材料复合 5.适度增加分子量 降低材料强度的因素： 应力集中物；惰性填料；增塑剂；老化等
(三)黏弹性
• 高分子材料的形变性质是与时间有关的，这种关 系介于理想弹性体和理想黏性体之间，即形变可 逆，但有时间依赖性 。 • 黏弹性是高分子材料的另一个重要特性，实质是 力学松弛现象 。
这种流动是不可逆的变形，外力除去后， 变形不再能自发回复。
2．线型晶态高聚物的物理状态
在轻度结晶的高聚物中，微晶体起着类似交
联点的作用，这种试样仍然存在明显的玻璃化转
变 。结晶度的增加，相当于交联度的增加 ，使 材料变得坚硬，宏观上将觉察不到它有明显的玻
璃化转变 。
(三)高分子的热转变
1．玻璃化温度(Tg)
第二节 聚合物的力学状态及高分子 材料的力学性质
一．温度与力学状态
(一)高分子分子运动的特点
寸是整个分子链，小尺寸是链段、链节、支
链和侧基。
2．高分子热运动是一个松弛过程，具有时间依赖
性。常用松弛时间(τ)作为描述松弛过程快慢的 物理量。 3．高分子热运动的温度依赖性 。温度升高使高分
就是说升高温度 T 或减小 Δ HM 才有可能使
体系自发进行。
根据经典的Hildebrand溶度公式，混合热为：
ΔHM ≈V1，2(δ1-δ2)2ψ1ψ2
注: 式中V1，2为溶液的总体积(mL)；δ为溶度参数，ψ为体
积分数，下标1和2分别表示溶剂和溶质。
只适用于非极性的溶质和溶剂的相互混合
溶质和溶剂的溶度参数愈接近（一般δ1和δ2的差值 不宜超过±1.5 ），则ΔHM愈小，愈能满足自发 的条件。
剪切应变 剪切模量
围压力
均匀压缩应 变 体积模量
弹性模量 杨氏模量
• 弹性模量：弹性模量=应力/应变，是材料发 生单位应变时的应力，它表征材料抵抗变
形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，
表示材料刚度愈大。
对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律， 即应力与应变成正比，比例常数称为弹性模量。
• 聚合物弹性模量的大小取于其链段运动的难易程 度，因此受温度的影响显著
三、药物通过聚合物的扩散
药物通过聚合物的扩散简要来说有两类模 型：贮库装置；骨架装置。药物一般是
溶解或分散在装置中，且经由装置的扩
散过程有以下几个步骤：
• • • • 药物溶出并进入周围的聚合物或孔隙 由于浓度递度驱动药物通过聚合物屏障 药物由聚合物解吸附 药物扩散进入体液或介质
• 药物的释放过程是分子扩散，很少由于对 流所产生
• 一般而言：药物在聚合物中的转运机制确
定溶质的扩散类型，而溶质分子大小和聚
合物的结构制约着溶质的扩散系数，从而 控制了溶质的释放速度
Fick扩散
药物通过聚合物的稳态扩散可用Fick第一定律描述： dC J = -D dx
形成完全溶解的分子分散的均相体系
2．交联高聚物，只能溶胀，不会溶解。交联 度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。
3. 溶解度与分子量有关，分子量大的溶解度
小，分子量小的溶解度大。 4．非晶态高聚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
易渗入高聚物的内部使之溶胀和溶解。
5.晶态高聚物由于分子排列规整，堆砌紧密， 分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗 入高聚物内部非常困难，因此晶态高聚物
生键长、键角的变化，而整个分子链和链段都不能运动，
处于被‘冻结’的状态。
• 该状态下高聚物受力后的形变是很小，形变与受力的
大小成正比，当外力除去后能立刻回复；弹性模量大；
质硬。
• 高弹态：链段运动被激发。受到外力时有 较大形变，撤力时弹性回缩 。 • 粘流态：高聚物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。
Tg<室温，可做橡胶使用，Tg 表征橡胶的耐寒性，即橡胶使用的
下限温度
影响玻璃化温度的因素：
(1)化学结构的影响 ①主链结构
• 主链由饱和单键构成或含有孤立双键的高聚物，一般Tg都不太高。 • 当主链中引入苯基、联苯基、萘基等芳杂环以后，分子链的刚性 增大，因此有利于玻璃化温度的提高。 • 共轭二烯烃聚合物中，分子链较为刚性的反式异构体具有较高的 玻璃化温度。
注：对于非晶态的极性高聚物，既要符合“溶度参数相近”的规律， 又要符合“极性相近”原则。
3．溶剂化原则
（1）亲电性溶剂能和给电子高分子进行溶剂化而易于溶解。 （2）给电子溶剂能和亲电子性高分子“溶剂化”而利于溶解。 （3）亲（给）电子性相同的溶剂与高分子之间不能进行溶剂化作 用，故不利于溶解，即使溶度参数相近也不例外。 （4）氢键实际上也是一种强烈的溶剂化作用，若溶剂与高分子之 间能生成氢键，则有利于溶解。
(二)硬度和强度
1．硬度：是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的 一种指标。硬度的大小与材料的拉伸强度和弹性 模量有关。
2. 强度: 材料抵抗外力破坏的能力,是指在一定条
件下材料所承受的最大应力。常见的强度有：拉
伸强度、弯曲强度、冲击强度等。
拉伸强度：在规定的试验温度、湿度和试验速度下， 在标准试样上沿轴向施加拉伸栽荷，直到试样被
• 柔性侧基使Tg下降。
(2)分子间作用力的影响
• 侧基的极性越大，分子间作用力越大， Tg越高 • 聚合物间若存在极性基团，则使链段运动困难，Tg升高 • 分子间氢键可使Tg显著升高
(3)其他结构因素的影响
①交联：随着交联点密度的增加， Tg升高。 ②相对分子量：分子量的增加使Tg增加。当分子量 超过一定程度以后，Tg随分子量的增加不明显。
③共聚：无规共聚物的Tg介于两种共聚组分单体的
均聚物的Tg之间。交替共聚只有一个Tg。 ④增塑剂或稀释剂：玻璃化温度较高的聚合物，加
入增塑剂可使Tg明显下降。
2．粘流温度Tf
即：高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘 流温度。
Tf的意义：高分子链开始流动的温度；材料加工成
型的下限温度。 熔融指数：在一定温度下，熔融状态的高聚物在一 定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛 细管中流出的重量(克数)。熔融指数愈大，则流
②取代基团的空间位阻和侧链的柔性
• 在―(CH2―CHX)n―中，随着取代基―X的体积增大， 分子链内旋转位阻增加，Tg将升高。 • 在―(CH2―CXY)n―中，若不对称取代时，Tg将提高。
若对称双取代，链柔顺性回升，因而Tg下降。
• 旁侧基团的极性，对分子链的内旋转和分子间的相互作
用都会产生很大的影响，侧基的极性越强，Tg越高。
的溶解比非晶态高聚物要困难得多。
6. 高分子溶液的实际制备工艺必须根据高分 子与溶剂的特性而定(P59)
二．高聚物溶解过程的热力学解释
溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互混合
的过程，在恒温恒压下，这种过程能自发
进 行 的 必 要 条 件 是 Gibbs 自 由 能 的 变 化
Δ GM<0。
即： ΔGM =ΔHM - TΔSM < 0
(注：T是溶解时的温度，Δ SM是混合熵且大于0)
1 ）极性高聚物在极性溶剂中，溶解时放热 (Δ HM <0) ， 使 体 系 的 自 由 能 降 低 (Δ GM
<0)，所以溶解过程能自发进行。
2）非极性高分子，溶解过程一般是吸热的， 即 Δ HM >0 ， 故 只 有 在 ∣ Δ HM ∣<∣
T•Δ SM∣时才能满足上式的溶解条件，也
二．药物剂型加工中高分子材料的主要 力学性能
材料：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和 物理性状的物质
材料的力学性能：外加作用力与形变及破坏的关系
如：弹性模量、拉伸强度、冲击强度等
(一)弹性模量
应变：当材料受到外力作用，而所处的条件使它不
能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生
变化，这种变化就称为应变。
动性愈好。
影响粘流温度的因素*
(1)高分子链的柔性
高分子链柔性好，运动单元链段就短，流动活化能就低。链段长，
流动的活化能就高，只有在高温下才能实现粘性流动。
(2)高分子的极性 极性聚合物的粘流温度较非极性聚合物的高 。 (3)分子量 分子量愈大，粘流温度愈高。 (4)外力大小和外力作用时间 外力愈大，在较低的温度下即能发生粘性流动。延长外力作用时 间降低粘流温度。
一般而言：若|δ 1－δ 2|<±1.5，则聚合物可以溶解
另外：可以根据公式：δ混=φ 1δ 1+ φ 2δ 2，选用恰当的混合溶剂溶解特定聚合 物
2．极性相近原则
• “极性相近”原则：是指极性大的溶质易溶于 极性大的溶剂，极性小的溶质易溶于极性小的 溶剂；既溶剂的极性与溶质的极性愈接近，溶 质与溶剂愈易互溶。“极性相近”原则对聚合 物的溶剂选择有一定的指导意义。
即：聚合物发生玻璃态与高弹态之间相互转变的温度。 折射率、介电常数等)会发生剧变，常用膨胀计法、DSC
在发生玻璃化转变前后，聚合物的许多物理性质 ( 比容、 法测定聚合物的Tg
Tg与聚合物材料使用性能的关系：
Tg>室温，可做塑料使用，Tg 表征塑料的耐热性，即塑料使用的
上限温度(结晶聚合物，Tm为使用上限温度)
注：表3-3、表3-4中的内容比较重要
四、渗透性及透气性
聚合物的渗透性及透气性与液体或气体在其中的
溶解性有关。当溶解度不大时，透过量遵循Fick第一
定律。影响聚合物的渗透性及透气性的主要因素有：
1. 聚合物结构 2. 温度 3. 极性 4. 物质分子大小 5. 链的柔性
总之：渗透性大，释药速率大，渗透性小，释药速率小
子运动能量增加；温度升高使高聚物发生体积膨
胀，加大了分子间的空隙(自由体积) 。当自由体
积增加到与某种运动单元所需的空间尺寸相配时， 这一运动单元便开始自由运动。
(二)高分子的力学状态
1．线型非晶态聚合物的力学状态
• 玻璃态：在温度较低时，分子运动的能量很低，只有那 些较小的运动单元，如侧基、短支链、链节能运动及发
• 溶度参数数值等于内聚能密度的平方 根，内聚能密度就是单位体积的内聚 能，它是反映分子间作用力大小的一
个参数。 • 聚合物的溶度参数可用粘度法或用溶
胀度法测定。
三．溶剂的选择
除了应考虑其用途、安全性、工艺、成本等因素外， 还应遵循以下原则： 1．溶度参数相近原则 对于非晶态的非极性高聚物，选择溶度参数相近的溶 剂，聚合物能很好地溶解