聚合物的性质
常见聚合物的性质和应用

常见聚合物的性质和应用聚合物,也叫高分子化合物,是一种由许多小分子组成的大分子化合物。
其分子量一般在10^5 ~ 10^7之间,其特点是收缩滞后现象,即形成聚合物的反应不可逆。
在自然界和人工中都能发现聚合物,如天然橡胶、木材、DNA、塑料等。
本文将介绍几种常见聚合物的性质和应用。
一、聚乙烯:聚乙烯是一种非常重要的塑料,其优点包括耐腐蚀、耐磨损、化学稳定性好、物理性能优良等。
同时,聚乙烯便宜、易加工,应用非常广泛。
例如,超市购物袋、水管、电线电缆、瓶盖、食品包装等均可使用聚乙烯。
聚乙烯分为低密度聚乙烯和高密度聚乙烯两大类,前者柔软而具有优异的抗冲击性;后者则更硬,但更为刚性。
二、聚氯乙烯:与聚乙烯不同,聚氯乙烯的物理性能要差一些。
但正因如此,它在工业领域中的用途更广泛,如水管、电缆、地板、墙纸、医疗用品、人造皮革等。
聚氯乙烯极易在空气中退火变质,故应在生产和使用时特别注意稳定性和防腐性。
三、聚苯乙烯:聚苯乙烯具有透明、易加工、低成本等优点。
它常被用于电器外壳、包装材料、餐具、玩具等。
但聚苯乙烯脆性较强,易破裂,故在使用时需注意相关的生产标准和质量认证。
四、聚酰胺:又称尼龙,是一种高性能工程塑料。
与上述几种塑料不同,聚酰胺具有优异的强度和硬度,同时也具有极好的耐久性和化学稳定性。
它被广泛应用于机械零部件、航空器件、汽车部件、塑料袋、绳索等方面,以满足高度要求的工艺和材料性能。
五、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物:简称ABS。
ABS是一种广泛应用于日用品和工业制品的高性能工程塑料。
它是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体组成的共聚物,具有耐冲击性好、化学稳定性高、机械性能强等优点。
其应用领域广泛,如电器外壳、汽车内饰、家居用品、儿童玩具等。
综上所述,聚合物的应用非常广泛,与人们的生活息息相关。
随着科技的进步和创新,聚合物也会不断发展,创造更为优美、实用和高效的产品与工具。
因此,对于聚合物性质和应用的学习与探索,是我们不容忽视的一个重要领域。
聚合物的合成与性质

聚合物的合成与性质聚合物是由大量重复单元连接而成的高分子化合物。
其合成过程与性质研究对于我们了解聚合物的结构和特性至关重要。
本文将介绍聚合物的合成方法以及不同种类聚合物的性质。
一、聚合物的合成方法聚合物的合成主要有两种方法:添加聚合和缩合聚合。
1. 添加聚合添加聚合是指将单体逐个添加到反应体系中,通过引发剂引发聚合反应。
这种方法适用于聚合度较低的聚合物合成。
添加聚合的一个典型例子是乙烯的聚合。
聚合反应的一般过程如下:a. 单体引发剂在反应体系中引发聚合反应;b. 单体逐个加入反应体系中进行聚合;c. 聚合停止后,通过适当的方法分离纯净的聚合物。
2. 缩合聚合缩合聚合是指两个或多个具有活泼官能团的单体通过化学反应形成聚合物。
这种方法适用于聚合度较高的聚合物合成。
缩合聚合的一个典型例子是酯类聚合物的合成。
缩合聚合的一般过程如下:a. 两个或多个具有活泼官能团的单体发生酯化反应,生成聚合物;b. 聚合物沉淀或通过其他分离纯净的方法获取。
二、不同种类聚合物的性质不同种类的聚合物具有不同的性质,以下将介绍几种常见聚合物的性质。
1. 聚乙烯(Polyethylene)聚乙烯是一种具有较高密度和较高结晶度的聚合物。
其具有良好的耐热性、耐化学性和电绝缘性。
聚乙烯根据其结构可以分为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)等不同类型。
其性质和应用也有所不同。
2. 聚丙烯(Polypropylene)聚丙烯具有较高的熔点和刚度,具有良好的耐热性和化学稳定性。
聚丙烯可用于制作各种塑料制品、纤维和薄膜等。
3. 聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯是一种常见的塑料,具有良好的耐候性和电绝缘性。
根据添加剂的不同,聚氯乙烯可以制成硬质PVC和软质PVC两种不同类型。
4. 聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯是一种透明和坚硬的聚合物,具有较高的抗冲击性和刚性。
它广泛应用于电子产品包装、保温杯等领域。
5. 聚酯(Polyester)聚酯具有良好的耐热性和耐候性,适用于制作纤维和塑料制品。
化学化学聚合物性质

化学化学聚合物性质化学聚合物性质化学聚合物是由许多重复单元组成的巨大分子,它们在化学结构和物理性质方面具有独特的特点。
本文将探讨化学聚合物的一些主要性质,包括分子量、溶解性、熔点、热稳定性和机械性能等。
一、分子量化学聚合物的分子量是指其包含的重复单元的数量。
聚合度是衡量分子量的指标,它表示单链聚合物中重复单元的平均数量。
分子量越大,聚合物的物理性质通常会发生变化。
例如,高分子量聚合物通常具有更高的黏度和更高的熔点,而低分子量聚合物则具有低黏度和低熔点。
二、溶解性化学聚合物的溶解性是指其在溶剂中的溶解程度。
溶解性是由聚合物分子间相互作用力的特性决定的,如范德华力、亲水性或疏水性等。
根据聚合物结构的不同,其溶解性可大致分为两类:疏水性聚合物和亲水性聚合物。
疏水性聚合物不易溶解于水,但可溶解于非极性溶剂,而亲水性聚合物则相反。
溶解性的差异对于聚合物在应用中的使用范围和性能有着重要影响。
三、熔点化学聚合物的熔点是指其由固体向液体转变的温度。
由于聚合物是由长链形成的结晶结构,其熔点通常较高。
然而,并非所有聚合物都具有明确的熔点,一些无定形聚合物在加热时会逐渐融化而不是产生明显的熔化点。
熔点的高低会影响聚合物的加工方法和使用条件。
四、热稳定性化学聚合物的热稳定性是指其在高温条件下的稳定性。
高分子材料的热稳定性对于其应用范围至关重要。
热稳定性的高低与聚合物的化学结构和分子量有关。
一些聚合物在高温下会发生降解,导致物理性能的退化。
因此,在应用过程中,热稳定性的评估和控制是必要的。
五、机械性能化学聚合物的机械性能包括强度、韧性、刚度等方面的性能。
这些性能受分子结构和排列方式的影响。
例如,线状聚合物通常具有较高的强度和刚度,而交联聚合物则更具有韧性。
机械性能与聚合物的应用有着密切联系,对于材料的选择和设计至关重要。
总结化学聚合物具有多样的性质,包括分子量、溶解性、熔点、热稳定性和机械性能等方面。
这些性质的差异使得聚合物在不同领域具有广泛的应用。
化学化学聚合物的性质

化学化学聚合物的性质化学聚合物的性质化学聚合物是由许多化学反应连接而成的高分子化合物。
随着化学聚合物在科学和工业领域的广泛应用,对其性质的研究也日益重要。
本文将探讨化学聚合物的几个重要性质,包括物理性质、化学性质和结构性质。
一、物理性质1. 密度:化学聚合物的密度通常比较低,这是因为它们由大量的重复单元组成,单元之间的间隙较大。
因此,聚合物通常比同样重量的金属或陶瓷材料轻。
2. 熔点和玻璃转变温度:化学聚合物的熔点较低,通常在室温下是固态的。
然而,它们可以在高温下熔化成液体。
另外,聚合物还具有玻璃转变温度,即从硬玻璃态转变为可塑态的温度。
3. 弹性和柔韧性:化学聚合物通常具有良好的弹性和柔韧性,这使得它们在许多应用中可以承受拉伸、弯曲和挤压等变形而不破裂。
二、化学性质1. 溶解性:化学聚合物可以被溶解在适当的溶剂中。
这是由于聚合物链上的键可以在溶剂的作用下断裂,使聚合物与溶剂发生相互作用。
2. 稳定性:化学聚合物通常具有较好的化学稳定性,即它们在大多数化学环境下是稳定的。
然而,一些特殊条件,如高温、强酸或强碱环境下,聚合物可能会发生降解或变性。
3. 电化学性质:化学聚合物可以通过控制它们的化学结构来调节其电化学性质,如导电性、电荷传输速率等。
这些性质使得聚合物广泛应用于电解池、电池和电子器件等领域。
三、结构性质1. 分子量和分子量分布:化学聚合物的分子量通常非常大,可以达到数万至数百万。
此外,聚合物链上的分子量也可能不均匀分布,形成分子量分布。
这些参数对聚合物的性能和应用具有重要影响。
2. 分子结构:化学聚合物的分子结构决定了其物理和化学性质。
常见的聚合物结构包括线性聚合物、交联聚合物和支化聚合物等。
每种结构都会影响聚合物的力学性能、导热性能和化学活性等方面。
3. 有序性:一些聚合物具有一定的有序结构,如晶体结构或液晶相。
这种有序性可以提高聚合物的力学性能和热学性能,使其在高温和高压环境下更加稳定。
初中化学九年级下册教案:聚合物的性质和分类

初中化学九年级下册教案:聚合物的性质和分类聚合物的性质和分类聚合物是由单体分子在化学反应中经由大分子化合而成的高分子化合物,广泛应用于塑料、纤维、橡胶等材料制造中。
在教学上,初中化学九年级下册中涉及聚合物的知识点包括聚合物的性质和分类,本文将对教学内容进行探讨。
一、聚合物的主要性质1.物理性质聚合物的物理性质与其分子结构、分子量和晶体结构等因素有关。
聚合物的分子量如果较大,则聚合物更加柔韧,结果也更为坚硬,因为分子量较大的聚合物分子之间的相互作用力也更大。
另外,聚合物在不同条件下也会有不同的物理性质,例如高温下聚合物分子之间的热运动增强,会导致聚合物更加柔软,因为聚合物分子之间的相互作用力会减弱。
2.化学性质聚合物的化学性质一般包括摩擦试验、燃烧试验以及酸碱等试验。
例如,燃烧是一种化学变化,根据测量聚合物燃烧后残留物的质量及气体所出现的特点,可以判断聚合物的化学性质。
聚合物的许多物理性质和化学性质的差别是由于聚合物不同的结构所引起的,因此,在进行聚合物的分类时,常常依据聚合物的结构特征进行分类。
二、聚合物的分类聚合物根据聚合单体中存在双键的数量,可分为两类:不饱和聚合物和饱和聚合物。
1.不饱和聚合物不饱和聚合物是由含有共轭双键的单体分子在化学反应中进行大分子化合而成的聚合物。
共轭双键的分子结构使得不饱和聚合物具有一些独特的化学性质,例如对空气的氧化和紫外线的敏感性。
不饱和聚合物常见的有聚乙烯烯哎(EVA)、聚苯乙烯(PS)等。
2.饱和聚合物饱和聚合物是由含有碳-碳单键的单体分子在化学反应中进行大分子化合而成的聚合物。
由于饱和聚合物中没有共轭双键的存在,其对化学反应不太敏感,故在许多化学性质上和不饱和聚合物有所不同。
饱和聚合物常见的有聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等。
根据单体分子的不同,聚合物还可分为以下几种:1.线性聚合物线性聚合物由一连串相同的单体分子按线性结构排列而成。
2.支化聚合物支化聚合物分子结构中含有枝杈式结构,一般由一个线性单体分子反应增加分支和树枝,使得聚合物分子自成立体网状结构。
聚合物材料的物理与化学性质

聚合物材料的物理与化学性质聚合物材料是指由单体分子聚合而成的高分子材料。
由于聚合物材料具有良好的物理与化学性质,在现代工业中得到广泛应用。
本文将就聚合物材料的物理与化学性质展开探讨。
1. 聚合物材料的物理性质1.1 密度聚合物材料的密度通常较小,一般在0.9-2.2g/cm3之间。
这是因为聚合物本身具有轻质的特点。
如乙烯、丙烯、苯乙烯等单体有较小的分子量,因此聚合物的密度也相应较小。
1.2 热学性质聚合物材料的热学性质也很重要。
在使用过程中,聚合物会受到各种外界因素的影响,如温度等。
因此,要了解聚合物的热学性质对于应用其材料很重要。
聚合物材料的热稳定性通常较差。
在高温下,容易发生降解和失去原有的物理性质。
此外,聚合物的熔点通常较低,使其在加工中易于形变。
另外,聚合物的热导率也很小。
这是因为聚合物本身是非金属材料,其分子与分子之间没有电子互相吸引的作用。
因此,聚合物的热传导能力较差。
1.3 光学性质聚合物材料的光学性质也很广泛,包括折射率、透明度、色散性质等。
聚合物材料的折射率和透明度通常较高,特别是在红外波段中,透过聚合物的光线几乎100%。
此外,聚合物材料的色散性质也较好,具有一定的色散特性。
2. 聚合物材料的化学性质2.1 化学反应在聚合物材料的应用中,其化学反应的性质也占有重要的位置。
聚合物的化学反应可以通过原来的单体来维持其特征结构,并为原料的生产和加工提供反应。
聚合物的主要化学反应可以分为两类:加成反应和单体交联反应。
加成反应是指将一个或多个小分子与高分子聚合反应。
单体交联反应是通过单体的交联形成聚合物的交联分子。
2.2 化学稳定性聚合物也是有化学稳定性的。
化学稳定性是指在特定的环境下,聚合物不会发生不可逆的化学反应。
聚合物的稳定性通常与其长分子链有关。
长分子链可以形成网络结构,从而有效地预防化学反应的发生。
在使用聚合物材料时,要考虑到两种类型的降解:化学降解和暴露降解。
化学降解是指各种化学反应的过程,而暴露降解是指在日光、烟雾、能量等因素影响下材料的降解过程。
聚合物的结构和性质

聚合物的结构和性质聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物。
它们的结构和性质对于我们理解和应用于各个领域都至关重要。
在本文中,我们将探讨聚合物的结构和性质,以及它们在生活中的应用。
聚合物的结构可以分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物三类。
线性聚合物由一条长链构成,单个单元按照线性排列。
支化聚合物是在线性聚合物的基础上,通过分支链与主链相连形成的。
交联聚合物则是由多个线性聚合物或支化聚合物通过交联点连接而成。
这种结构的不同对聚合物的性质产生了显著影响。
首先,聚合物的结构决定了它们的物理性质。
线性聚合物通常具有较高的可塑性和延展性,因为它们的链状结构可以相对容易地滑动和变形。
支化聚合物则具有更高的分子间交联,使其更加坚硬和脆性。
交联聚合物由于其高度交联的结构,具有较高的强度和硬度。
因此,聚合物的结构决定了它们在材料科学中的应用范围。
其次,聚合物的结构也影响了它们的化学性质。
聚合物可以通过改变单体的种类和比例来调整其结构和性质。
例如,通过引入含有氟原子的单体,可以增加聚合物的耐腐蚀性和耐热性。
通过引入含有亲水基团的单体,可以增加聚合物的亲水性。
这种结构调控的方法使得聚合物在医学、环境保护和能源领域等多个应用中具有广泛的用途。
聚合物的性质还与其分子量有关。
分子量越大,聚合物的物理性质通常越好。
这是因为分子量较大的聚合物具有更长的聚合链,从而增加了聚合物的柔韧性和强度。
此外,分子量还影响着聚合物的熔点和溶解度。
通常来说,分子量较大的聚合物具有较高的熔点和较低的溶解度。
聚合物的结构和性质对于我们的生活有着广泛的影响和应用。
例如,聚合物在塑料制品中的应用非常普遍。
不同结构和性质的聚合物可以制成各种塑料制品,如聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。
这些塑料制品在日常生活中的包装、建筑和电子产品等领域都发挥着重要作用。
此外,聚合物还广泛应用于纺织品、涂料、胶粘剂和医疗器械等领域。
例如,聚酰胺纤维具有良好的强度和耐磨性,被广泛用于制作衣物和绳索。
聚合物之一般性质与分类

何谓聚合物聚合物依其来源分为天然聚合物和合成聚合物:天然聚合物 合成聚合物天然聚合物大部分存在于生物体中,而且是生命所必须的。
这些天然聚合物有的是重要营养素,例如蛋白质、淀粉;有的是可应用于日常用品,例如天然橡胶、纤维素;有的在生物体内能支配我们的遗传,例如核酸合成聚合物通常为高分子量有机化合物,其结构较天然聚合物简单,通常最多含两个不同单元。
如耐纶、聚氯乙烯(PVC )、新平橡胶等聚合物均由许多小单元连接构成,有的成为很长的链状,也有由链状构成网状,比较如下:常见塑料的性质和用途塑料制品是目前在我们的日常生活中,最常使用的聚合高分子有机化合物,主要含有C、H、O三种元素。
一般的塑料容器材质分为以下几类,分别是:塑料由于不易在自然情况下分解,常被称为千年公害。
有些被人随意丢弃在路边,造成景观的破坏;有些被人露天燃烧,造成空气的污染。
塑料的回收工作是当务之急。
塑料种类很多,一般并不易分辨。
因而在容器上标明号码,就是方便用户做回收分类之用。
如美国塑料工业协会(SPI)提倡一种顺时针三角形的号码标识(如图),在塑料回收的三角图形中有1至7的阿拉伯数字,显示塑料材质。
不过目前国内只有1号中的保特瓶和6号中的保丽龙餐具在做回收。
保鲜膜虽然保鲜膜的特性:(1)水蒸气不容易穿透保鲜膜,因此食物如果以保鲜膜包裹,比较不会因水分散失而干燥变硬。
(2)高温时会熔化。
(3)不溶于水但容易溶于丙酮等有机溶剂;而且只要轻轻一撕,就能为料理食物带来极大的便利,只是愈来愈多的研究发现,便利之下所带来的代价可能超乎你我的想象唷……。
为了全家人的健康,千万不可用保鲜膜包着食物,进微波炉加热烹煮!因为有些塑料膜含有干扰内分泌的物质,会扰乱人体内的荷尔蒙,引起妇女乳癌、新生儿先天缺陷、男性精虫数减低,甚至精神疾病。
根据《纽约时报》的报导,美国的环保署已开始过滤几千种化学物质,试图把可能会造成内分泌失调的凶手找出来,再进一步深入研究。
polymer聚合物

polymer聚合物摘要:一、聚合物简介1.聚合物概念2.聚合物分类3.聚合物应用领域二、聚合物性质1.物理性质2.化学性质3.力学性质三、聚合物制备方法1.聚合反应类型2.单体选择3.聚合过程控制四、聚合物改性1.聚合物改性方法2.改性目的3.改性效果与应用五、聚合物降解与环境保护1.聚合物降解原因2.降解产物与影响3.环境保护措施正文:聚合物(Polymer)是一种由许多重复单元组成的大分子化合物,这些单元通过共价键连接在一起。
聚合物具有独特的性质,使其在众多领域具有广泛的应用,如塑料、橡胶、纤维、涂料等。
一、聚合物简介聚合物是由单体(Monomer)通过聚合反应形成的高分子化合物。
根据结构特征和生产方法,聚合物可分为不同类型,如线性聚合物、支链聚合物、交联聚合物等。
聚合物广泛应用于日常生活、医药、建筑、交通、电子等领域。
二、聚合物性质聚合物具有多种物理、化学和力学性质。
物理性质包括熔点、沸点、溶解性、颜色、透明度等;化学性质包括稳定性、反应性、耐腐蚀性等;力学性质包括强度、韧性、硬度等。
这些性质决定了聚合物在不同领域的应用。
三、聚合物制备方法聚合物通常通过聚合反应制备,包括加聚反应、缩聚反应等。
单体的选择和聚合过程的控制对聚合物性能至关重要。
通过改变单体、催化剂、聚合条件等,可以调节聚合物的结构和性能。
四、聚合物改性聚合物改性是通过化学或物理方法改善聚合物性能的过程。
改性方法包括共聚、交联、填充、增强等。
改性目的主要是提高聚合物性能、扩大应用领域、降低成本等。
改性后的聚合物具有更高的性能和更广泛的应用。
五、聚合物降解与环境保护聚合物在使用过程中可能发生降解,导致环境污染。
降解的原因包括光、热、氧、微生物等。
降解产物可能对环境产生负面影响。
聚合物的结构和性质

聚合物的结构和性质聚合物是由许多单体分子连接而成的高分子化合物。
聚合物的结构相对复杂,包括链状、分支、交联以及网络结构。
这种复杂的结构赋予了聚合物独特的性质和用途。
1. 链状聚合物链状聚合物是由相同的单体分子连接而成的长链分子。
其分子链可以通过键键相连,形成线性链、弯曲链以及环状链等不同形态。
链状聚合物具有以下性质:(1) 高分子量:由于链状聚合物是由若干单体分子连接而成的,其分子量往往会非常大。
(2) 高分子稳定性:由于分子链往往是线性或弯曲的,相对稳定。
链状聚合物的热稳定性、化学稳定性等均较为优异。
(3) 高分子合成方便:链状聚合物的合成方法较为简单,容易掌握,重复性、扩展性较强。
2. 分支聚合物分支聚合物是由一个或几个核心结构上连接若干单体分子而形成的。
分支聚合物具有以下性质:(1) 分子体积大:由于分支结构紧密,空隙较小,其分子体积往往较大。
(2) 分子构造复杂:分支聚合物的结构通常是分子核心 + 分子支链,有些还包含有分子夹层等结构。
分支聚合物的结构复杂度相对较高。
(3) 物理性能特别:由于分支聚合物分子内部空间充足,分子间相互作用力较弱。
因此分支聚合物的物理性能常常非常特别,如超高分子材料等。
3. 交联聚合物交联聚合物是由可交联单体或可交联化合物单体所制备的高分子材料。
交联聚合物具有以下性质:(1) 耐火性和耐化学性较好:交联聚合物通常结构致密,交联度较高。
因此其耐火性和耐化学性均优异。
(2) 物理性质均匀:交联聚合物结构致密,分子间相互作用较强。
相当于是一个三维网状结构,物理性质较均匀。
(3) 生物相容性较差:交联聚合物一般具有化学反应性,因此在生物系统中应用较为有限。
4. 网络聚合物网络聚合物也称为化学凝胶,是由高分子单体经过交联反应在溶液或固态中形成的凝胶式高分子材料。
网络聚合物具有以下性质:(1) 密闭性极强:网络聚合物分子间交联后,形成一种网络结构,因此密闭性非常强。
(2) 可逆性预留时间较长:由于网络聚合物结构化学性质非常稳定,因此可逆性预留时间通常较长。
什么是聚合物

什么是聚合物?聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物,其中这些重复单元通过共价键连接在一起形成长链状结构。
聚合物可以是天然的,也可以是人工合成的。
它们在化学、材料科学和生物学等领域中具有广泛的应用。
一、聚合物的特点:1. 高分子量:聚合物通常具有很高的分子量,由于其由重复单元组成的长链结构,分子量可以达到数千至数百万。
2. 长链结构:聚合物的重复单元通过共价键连接在一起形成长链状结构。
这种长链结构使得聚合物具有良好的柔韧性和可塑性。
3. 多样性:由于不同的重复单元和连接方式,聚合物可以具有多样化的结构和性质。
这使得聚合物具有广泛的应用领域。
4. 可重复性:聚合物的重复单元可以通过聚合反应重复添加,从而使聚合物的长度可以进行调控。
这种可重复性使得聚合物的合成相对容易,并且可以获得具有特定性质的聚合物。
5. 物理性质:聚合物的物理性质可以根据其分子结构和化学键的性质来调控。
聚合物可以是固体、液体或溶液,可以是透明、半透明或不透明的,可以具有不同的导电性、导热性和力学性能。
二、聚合物的分类:聚合物可以根据其原料、聚合方式和聚合度等因素进行分类。
下面列出了几种常见的分类方法:1. 根据原料的来源,聚合物可以分为天然聚合物和合成聚合物。
天然聚合物是从自然界中提取的,如天然橡胶、淀粉和蛋白质等。
合成聚合物是通过人工合成得到的,如聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺等。
2. 根据聚合方式,聚合物可以分为添加聚合物和缩聚聚合物。
添加聚合物是通过将单体分子逐个加入到聚合反应中进行合成的,如聚乙烯和聚丙烯。
缩聚聚合物是通过将两个或多个小分子(单体)反应在一起形成聚合物,如聚酯和聚酰胺。
3. 根据聚合度,聚合物可以分为高聚物和低聚物。
高聚物是由大量的重复单元构成,其聚合度较高,如高聚乙烯和高聚苯乙烯。
低聚物是由较少的重复单元构成,其聚合度较低,如二聚体和三聚体。
4. 根据聚合物的化学结构,聚合物可以分为线性聚合物、支化聚合物、交联聚合物和共聚聚合物等。
polymer聚合物

Polymer聚合物1. 引言Polymer(聚合物)是由许多重复单元组成的大分子,它们通过共价键连接在一起。
聚合物在自然界和人工合成中广泛存在,具有多种重要的应用。
本文将深入探讨聚合物的结构、性质和应用领域。
2. 聚合物的结构聚合物由重复单元组成,这些重复单元通过共价键连接在一起。
聚合物可以分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物三种类型。
2.1 线性聚合物线性聚合物是由一条主链上的重复单元组成的,重复单元通过共价键连接在一起,形成一条直线状的结构。
线性聚合物具有良好的延展性和可塑性,常见的线性聚合物有聚乙烯和聚丙烯等。
2.2 支化聚合物支化聚合物是在主链上引入支链的聚合物,支链与主链通过共价键连接在一起。
支化聚合物具有更高的分子量和分子量分布,能够提高聚合物的熔点和热稳定性。
聚苯乙烯和聚苯乙烯共聚物是常见的支化聚合物。
2.3 交联聚合物交联聚合物是由主链和交联链组成的聚合物,主链和交联链通过共价键连接在一起,形成一个网状结构。
交联聚合物具有良好的强度和耐热性,常见的交联聚合物有硅橡胶和环氧树脂等。
3. 聚合物的性质聚合物具有多种特殊的性质,这些性质使得聚合物在各个领域具有广泛的应用。
3.1 高分子量聚合物的分子量通常非常高,可以达到数百万甚至数千万。
高分子量使得聚合物具有良好的力学性能和耐久性。
3.2 可变形性聚合物具有良好的可塑性和可变形性,可以通过加热、拉伸等方式改变其形状和性能。
3.3 耐热性聚合物具有较高的熔点和热稳定性,可以在高温环境下保持其结构和性能。
3.4 绝缘性能聚合物具有良好的绝缘性能,可以在电气和电子领域中广泛应用。
3.5 化学稳定性聚合物具有良好的化学稳定性,可以抵抗酸碱、溶剂和氧化剂等化学物质的侵蚀。
4. 聚合物的应用聚合物在各个领域具有广泛的应用,以下是一些常见的应用领域。
4.1 塑料制品聚合物是塑料制品的主要成分,塑料制品广泛应用于包装、建筑、汽车等领域。
4.2 纤维材料聚合物纤维材料具有良好的柔软性和耐磨性,广泛用于纺织品、绝缘材料等领域。
聚合物的性质和用途

聚合物的性质和用途聚合物是一种由许多单元分子连接而成的高分子化合物,这些单元分子可以是相同的也可以是不同的,聚合物常见于塑料、橡胶和纤维等材料中。
聚合物具有许多特殊的性质和用途,下面就让我们来深入了解一下聚合物的性质和用途。
1.聚合物的结构和性质聚合物分子可以视为一条长链,链上的每个单元分子称为单体,这些单体结合形成了聚合物分子。
聚合物的性质和结构密切相关,不同的单体组成、链长和分支度数等结构参数会影响聚合物的性质。
聚合物的一般性质包括密度、硬度、弹性、熔点、玻璃化转变温度等,这些性质取决于聚合物的材料和结构。
例如,高密度聚乙烯的密度高,硬度高,而低密度聚乙烯的密度低,硬度低;聚氯乙烯硬而脆,聚丙烯硬而软。
聚合物分子中存在许多弱力相互作用,这些作用包括分子内氢键、范德瓦尔斯相互作用和疏水相互作用。
由于这些作用的存在,聚合物分子通常具有高分子量和高相对分子量,使得聚合物在物理、化学和力学性质等方面都具有独特的特性。
2.聚合物的用途由于聚合物具有多种不同的特性和性质,它们可以用于许多不同的应用场景。
以下是几种聚合物的常见应用:a.塑料塑料是一种广泛应用的聚合物材料,它们可以通过热塑性或热固性工艺加工成各种不同形状和尺寸的制品。
塑料的优点包括轻便、坚固、耐腐蚀、耐阻燃和成本低廉等。
然而,一些塑料(例如聚氯乙烯和聚苯乙烯)也具有很多不利影响,因为它们在环境中分解缓慢,大量堆积在自然界中。
因此,环保塑料和可降解塑料在塑料工业中变得越来越重要。
b.橡胶橡胶是一种弹性体,是从聚合物中制成的,具有吸震、防滑和耐磨损等特性。
橡胶广泛用于轮胎、地垫、密封圈、管道等领域。
由于橡胶的易老化性和涂覆性较差,现在一些改进材料如烯丙基橡胶和氯丁橡胶等也在生产中逐渐得到应用。
c.纤维聚合物纤维是一种视觉、感觉和性能极佳的纤维素材料,例如聚酯、尼龙、涤纶等等。
聚合物纤维具有高强度、弹性、耐磨损、耐腐蚀等特点,并且重量轻、便于加工和清洗,使它们成为时尚和体育用品的理想材料。
聚合物名词解释

聚合物名词解释聚合物是指由相同或不同的单体分子反复重复聚合形成的大分子化合物。
它们由许多小分子单元组成所以也被称为高分子化合物。
由于其材料性质优异、加工性能良好,被广泛应用于各个领域。
本文将对聚合物的几个重要概念进行阐述。
一、聚合物结构聚合物主要由单体分子反复连接而成,在聚合过程中两个单体分子之间的化学键不断形成,这种化学键可以是共价键、离子键或氢键。
聚合物的基本结构单位被称为重复单元或聚合体,这是聚合过程中反复出现的连接单元。
聚合体的种类和组成的单体不同,聚合物的基本结构也不同。
例如,丙烯酸聚合物的聚合体是丙烯酸分子,聚乙烯的聚合体是乙烯分子,聚酰胺的聚合体是亚麻素单体等。
二、聚合物分类聚合物的分类可以根据聚合反应方式、单体种类、聚合度、空间结构和性质等多种方式。
1、聚合反应方式:根据聚合反应方式将聚合物可以分为自由基聚合物、阴离子聚合物、阳离子聚合物和离子轻转移聚合物等几种类型。
2、单体种类:根据单体种类将聚合物分为丙烯酸聚合物、聚乙烯醇聚合物、聚酯类聚合物、聚酰亚胺类聚合物等。
3、聚合度:聚合度是指聚合物中一个聚合体里的单体数目,可以通过数值或平均分子量来表达。
聚合度的高低决定了聚合物的物理性质,例如高聚合度的聚乙烯是固体,而低聚合度的聚乙烯是液体。
4、空间结构:聚合物可以分为线性聚合物、分支聚合物、交联聚合物和网络聚合物等。
三、聚合物的性质由于聚合物结构的复杂性,其性质也非常复杂,与聚合物的种类和组成密切相关。
下面列举一些主要的聚合物性质。
1、物理性质聚合物的物理性质包括电气性质、热学性质、光学性质等。
例如聚丙烯聚氯乙烯等聚合物具有良好的电气绝缘性能,聚苯乙烯具有良好的光学透明性,聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯则具有良好的热稳定性。
2、化学性质聚合物的一些化学性质包括结构稳定性、耐化学腐蚀性、耐氧化性、抗紫外线性能等。
例如聚氨酯表现出良好的化学和耐磨性能、耐氧化性,聚合物化的聚乙烯醇因为含有羟基而具有良好的亲水性。
聚合物材料的合成和性质

聚合物材料的合成和性质聚合物材料是由许多单元结构重复连接而成的高分子化合物,是材料科学中的重要分支之一。
它们具有良好的耐候性、耐久性、变形性和化学稳定性等特点,广泛应用于制作塑料、合成纤维、防水涂料、沥青和橡胶等材料。
本文将探讨聚合物材料的合成和性质。
一、聚合物材料的合成聚合物材料的合成可以通过自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合和环状聚合等方式实现。
下面分别介绍各种合成方法的原理和步骤。
1. 自由基聚合自由基聚合是一种通过自由基引发剂催化单体连接的聚合方法。
它的原理是在剂量和温度的控制下,引发剂将单体中的双键打开,生成自由基,并在自由基的引导下将单体连接起来形成高分子化合物。
自由基聚合通常需要较高的温度和高浓度单体,不过反应速度较快,适合于大规模合成。
2. 阴离子聚合阴离子聚合是一种通过阴离子引发剂催化单体连接的聚合方法。
它的原理是引发剂将单体中的带负电荷部分打开,形成自由阴离子,并在自由阴离子的引导下将单体连接起来形成高分子化合物。
阴离子聚合适用于含有阴离子官能团的单体,如苯乙烯、丙烯酸等。
该反应需要高纯度的单体和溶剂,反应速度较慢,但可以得到高分子量和分散性好的聚合物。
3. 阳离子聚合阳离子聚合是一种通过阳离子引发剂催化单体连接的聚合方法。
它的原理是引发剂将单体中的带正电荷部分打开,形成自由阳离子,并在自由阳离子的引导下将单体连接起来形成高分子化合物。
阳离子聚合适用于含有芳香或烷基等碳正离子官能团的单体,如异丁烯、乙烯丙酮等。
该反应需要紫外线或强酸作为引发剂,反应速度极快,但需要高浓度单体和溶剂。
4. 配位聚合配位聚合是一种通过于金属离子形成配合物的方式催化单体连接的聚合方法。
它的原理是金属离子催化单体中的双键打开,并与配位基团配合形成高分子量的聚合物。
配位聚合适用于化合物中带有配位基团的单体,如乙烯基吡啶、苯并咪唑等。
该反应需要高纯度的单体和金属离子作为催化剂,反应速度较慢,但可以得到高分子量和分散性好的聚合物。
生物聚合物的合成与性质研究

生物聚合物的合成与性质研究生物聚合物是指由生物体内的有机物质组成的高分子化合物。
与传统的合成聚合物相比,生物聚合物具有天然、无毒、生物可降解等特点,因此受到了广泛的研究和开发。
一、生物聚合物的合成方法1. 微生物发酵法微生物发酵法是制备聚酯类生物聚合物的主要方法之一。
通过筛选高聚物合成菌株,加入适当的培养基和条件,可以使微生物通过代谢产生酯基单体,进而合成生物聚合物。
目前已经开发出来的微生物发酵法,包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚羟基丁酸酯等。
2. 酶催化法酶催化法是利用酶催化酯化反应制备生物聚合物的一种方法。
该方法可以用于生产聚乳酸、聚酯酰胺等。
与传统的化学合成方法相比,酶催化法具有环保、高效、易操作等优点。
3. 植物提取法植物提取法是利用天然植物中所含有的高聚物提取出生物聚合物。
如可利用大豆、玉米等农作物提取出聚乳酸等生物聚合物。
该方法具有无需添加任何化学试剂,环保、可持续等优点。
二、生物聚合物的性质1. 生物可降解性生物聚合物具有天然的生物可降解性,可以被生物体内的微生物或酶降解,转化为水和二氧化碳等无害物质,降低了其对环境的影响。
2. 机械性能生物聚合物的机械性能主要取决于其合成方法和微观结构特征。
一般来说,聚乳酸等生物聚合物具有较好的力学性能,但是其强度和韧性等性能受到其结晶行为和缺陷的影响。
3. 生物活性生物聚合物具有生物活性,能够被细胞识别和附着,具有一定的组织相容性和生物相容性。
这种生物活性可以通过改变生物聚合物表面的官能团,如羟基等,来进行调控。
三、生物聚合物的应用1. 医疗领域生物聚合物具有良好的可降解性和生物相容性,因此在医疗领域具有广泛的应用前景。
可以制备成医用缝合线、骨修复材料、口腔修复材料等。
2. 包装领域生物聚合物可以用于制备生物可降解的包装材料,替代传统的塑料包装材料。
这种包装材料具有环保、可持续等优点,可以有效降低固体废弃物的污染。
3. 环保领域生物聚合物的生物可降解性和可持续性使其逐渐成为一种替代传统塑料的环保材料。
高分子化学与聚合物的性质与应用

高分子化学与聚合物的性质与应用高分子化学是研究聚合物合成、结构、性质和应用的学科。
聚合物是由大量重复单元组成的超分子大分子,具有多样的性质和广泛的应用领域。
本文将介绍高分子化学的基本概念,聚合物的性质以及其在不同领域的应用。
一、高分子化学的基本概念1. 聚合反应:聚合反应是指通过将单体分子依次加入到反应体系中,使其发生化学反应,形成聚合物的过程。
常见的聚合反应包括链聚合、环聚合和交联聚合等。
2. 单体:单体是聚合物合成中的起始物质,指能够通过聚合反应形成聚合物的小分子化合物。
3. 高分子:高分子是由大量重复单元组成的大分子,具有大分子量和长链结构,常见的高分子包括聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。
4. 分子量:分子量是衡量聚合物链长的指标,可以通过摩尔质量或者粘度来表示,分子量越大,聚合物的性质通常越优良。
二、聚合物的性质1. 结构性质:聚合物的结构决定了其性质。
聚合物的结构可以是线性的、支化的、交联的等,不同的结构对应不同的物理和化学性质。
2. 热性质:聚合物的熔点、玻璃转化温度等是其热性质的重要表征。
不同的聚合物具有不同的热性质,这也影响了聚合物在加工和应用过程中的使用温度范围。
3. 机械性能:聚合物的机械性能是其在受力条件下所表现出的性质。
强度、韧性、刚性等都是衡量聚合物机械性能的重要指标。
4. 化学稳定性:聚合物的化学稳定性是指其在不同环境下的耐化学腐蚀能力。
一些聚合物对酸、碱、溶剂等有良好的稳定性,而一些聚合物可能容易受到化学物质的侵蚀。
三、聚合物的应用1. 塑料制品:聚合物在塑料工业中有广泛的应用。
使用不同的单体和聚合方法,可以得到不同性质的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
塑料制品广泛应用于包装材料、建筑材料、日用品等领域。
2. 纤维材料:聚合物纤维材料是纺织工业中重要的原料,如聚酯纤维、尼龙纤维等。
这些纤维材料具有良好的耐磨性、耐拉伸性和染色性能,广泛用于纺织品制造。
3. 电子材料:聚合物在电子领域有着重要的应用,例如聚合物电解质用于锂电池,聚合物导电材料用于有机电子器件等。
聚合物的性质

3. 聚合物主要力学性质各参量之间的关系
从形变-温度曲线我们知道塑料和橡胶的区别是在室 温下划分的。如果升高温度,塑料能变为橡胶,例如 有机玻璃在开水中能弯曲成任意形状;相反降低温 度,橡胶也能变为塑料,例如天然橡胶的汽车轮胎, 在-40℃的高寒地区使用时就会象塑料一样脆。根据 时温等效原理,时间也能改变塑料和橡胶。同在室温 下,处于玻璃态的塑料若在几百年的时间尺度上可以 看成象橡胶一般易于变形。虽然塑料的历史还没这么 久,我们无法用实验证明这一点,但欧洲有几百年历 史的教堂上的窗玻璃能观察到上薄下厚的变化说明了 这一原理。另一方面橡胶在极短时间内观察则成为塑 料,例如飞机上的橡胶轮胎在高速下遇到外来物体的 撞击会像玻璃一样碎掉,原因就是如此。
σ= Eε
式中:σ为应力;E为弹簧的模量。
理想粘壶用于模拟粘性形变,其应变对应于充满 粘度为η的液体的圆筒同活塞的相对运动,可用 牛顿流动定律描述其应力-应变关系。
dε σ =η dt
或
σ ε = ⋅t η
1. 静态粘弹性 (3) 粘弹性的力学模型
串联模型(Maxwell模型) 模拟蠕变
并联模型(Voigt模型) 模拟应力松弛
2. 动态粘弹性
(1)滞后现象
图7-58 自行车轮胎行驶时的滞后现象
2. 动态粘弹性
(2)力学损耗(内耗) 当应力与应变有相位差时,每一次循环变化过程中要消 耗功,称为力学损耗或内耗。相位差δ又称为力学损耗 角,人们常用力学损耗角的正切tanδ来表示内耗的大 小。 从分子机理看,橡胶在受拉伸阶段外力对体系做的功, 一方面改变链段构象,另一方面克服链段间的摩擦力。 在回缩阶段体系对外做功,一方面使构象改变重新卷 曲,另一方面仍需克服链段间的摩擦力。这样在橡胶的 一次拉伸-回缩的循环中,链构象完全恢复,不损耗 功,所损耗的功全用于克服内摩擦力,转化为热。内摩 擦力越大,滞后现象越严重,消耗的功(内耗)也越 大。所以橡胶轮胎行驶一段时间后会烫手。
合成聚合物的性质与应用

合成聚合物的性质与应用合成聚合物是一种由许多单体聚合而成的高分子化合物,具有许多独特的性质和广泛的应用。
本文将探讨合成聚合物的性质及其在不同领域中的应用。
一、性质1. 高分子化合物:合成聚合物是由大量单体分子通过共聚反应或缩聚反应形成的高分子化合物。
与其他化学物质相比,合成聚合物拥有较大的分子量和复杂的分子结构。
2. 物理性质:合成聚合物具有良好的可溶性和可塑性,能够在一定温度范围内呈现固态、液态或胶态,随着温度的变化可发生相变。
此外,聚合物还具有较低的密度和热传导性能。
3. 化学性质:合成聚合物的化学性质与其分子结构密切相关。
通过合适的功能基团引入,聚合物可以具备多种化学特性,如耐碱性、耐酸性、阻燃性、光敏性等。
合成聚合物可以被不同类型的试剂改性,以获得所需的性能。
二、应用1. 材料领域:由于其独特的性质,合成聚合物在材料领域中有着广泛的应用。
例如,聚乙烯、聚丙烯等聚合物被广泛用于制造塑料制品。
同时,聚合物衍生物还可用于制备纤维、薄膜、涂料、胶粘剂等。
2. 医药领域:合成聚合物在医药领域中有着重要的应用价值。
纳米药物载体的制备常使用聚合物材料,通过调控其粒子大小、表面性质、药物释放行为等,实现药物的控制释放和靶向输送。
聚合物还被应用于制备医用缝线、组织工程支架等。
3. 环境保护:合成聚合物在环境保护领域中起着重要的作用。
一些聚合物能够有效地吸附和分解环境中的有害物质,如重金属离子、有机污染物等。
这为环境污染治理提供了新的思路和手段。
4. 能源领域:聚合物在能源存储和转换中也有重要的应用。
例如,锂离子电池中的电解质膜就是一种聚合物材料,通过控制其离子传导性能,提高电池性能和安全性。
聚合物太阳能电池、聚合物发电机等也是当前研究的热点。
5. 其他领域:合成聚合物还被广泛运用于纺织、电子、建筑等领域。
聚合物纤维具有良好的柔软性、抗拉强度和耐磨损性,被广泛用于纺织品制造。
聚合物在电子器件的封装、绝缘等方面也发挥着重要作用。
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2. 动态粘弹性
(2)力学损耗(内耗)
Tg以下,聚合物受外力产生的形变是普弹形变, 形变速度很快,能跟得上应力的变化,所以内耗 很小。Tg附近,聚合物的链段能运动,但体系的 粘度还很大,链段运动时受到的摩擦阻力比较 大,因此高弹形变显著落后于应力的变化,内耗 也大。所以在玻璃化转变区出现一个极大值,称 为内耗峰,峰值对应于Tg(图7-59)。当温度进 一步升高,链段运动比较自由,受到的摩擦阻力 小,因此内耗也小,到达粘流态时,由于分子间 互相滑移,内耗急剧增加。
2. 动态粘弹性
(2)力学损耗(内耗) 可用于测定Tg :
图7-59 内耗与温度的关系示意图
2. 动态粘弹性
(2)力学损耗(内耗)
7.3.2聚合物的力学松弛—黏弹性
理想弹性体(如弹簧)在外力作用下平衡形变瞬间 达到,与时间无关;理想黏性流体(如水)在外力作用 下形变随时间线性发展。 聚合物的形变与时间有关,但不成线性关系,两者 的关系介乎理想弹性体和理想黏性体之间,聚合物的这 种性能称为黏弹性。 聚合物的力学性能随时间的变化统称为力学松弛。 最基本的力学松弛现象包括蠕变、应力松弛、滞后和力 学损耗等。这里主要介绍蠕变和应力松弛。
ε2
t1
t2
t
蠕变中的高弹形变部分
1. 静态粘弹性
(1)蠕变
(iii)粘性流动(ε3): 受力时发生分子链的相对位移,外力除去后 粘性流动不能回复,是不可逆形变。如下图:
ε3
t1
t2
t
蠕变中的黏流部分
1. 静态粘弹性
(1)蠕变
当聚合物受力时,以上三种形变是同时发生的, 其综合结果如下图:
ε ε1 ε2+ε3 ε1 t1 t2 ε2 ε3 t
第 七 章 聚 合 物 的 性 质
7.3.2 高弹态聚合物的力学性能
高弹态聚合物最重要的力学性能是其高弹性。
高弹性的特点:
(1)弹性模量小,形变量很大; (2) 橡胶受拉伸会发热,回缩时吸热,这种现象称 为高夫-朱尔效应。普通固体正好相反,而且热效应很 小。 (3)高弹性的本质是由熵变引起的,在外力作用下, 橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态,熵减小,当外力 移去后,由于热运动,分子链自发地趋向熵增大的状 态,分子链由伸展再回复卷曲状态,因而形变可逆。内 能几乎不变,所以称为“熵弹性”。
(3) 粘弹性的力学模型
ε1
ε2
ε3 ε2 ε2 ε1
ε1
ε3
ε3
四元件模型,更好地模拟蠕变。
(3) 粘弹性的力学模型
广义Maxwell模型
广义Voigt模型
多元件模型
2. 动态粘弹性
(1)滞后现象 当外力不是静力,而是交变力(即应力大小呈周期 性变化)时,应力和应变的关系就会呈现出滞后现 象。所谓滞后现象,是指应变随时间的变化一直跟 不上应力随时间的变化的现象。 例如,自行车行驶时橡胶轮胎的某一部分一会儿着 地,一会儿离地,因而受到的是一个交变力(图758)。在这个交变力作用下,轮胎的形变也是一会 儿大一会儿小的变化。形变总是落后于应力的变 化,这种滞后现象的发生是由于链段在运动时要受 到内摩擦力的作用。当外力变化时,链段的运动跟 不上外力的变化,所以落后于应力,有一个相位差 δ。相位差越大,说明链段运动越困难。
1. 静态粘弹性
(2)应力松弛 应力松弛是指在恒定温度和形变保持不变的 情况下,聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减 的现象。如用塑料绳绑捆东西,时间久了会变松。 这是由于当聚合物被拉长时,高分子构象处于不平 衡状态,它会通过链段沿外力方向的运动来减少或 消除内部应力,以逐渐过度到平衡态构象。
1. 静态粘弹性 (2)应力松弛
7.3.2聚合物的力学松弛—黏弹性
线形聚合物
ε
理想粘性体 理想弹性体 交联聚合物
t
图7-44 线形聚合物与交联聚合物的形变-时间曲线
7.3.2聚合物的力学松弛—黏弹性
1. 静态粘弹性
(1)蠕变 在恒温下施加较小的恒定外力时,材料的形变随 时间而逐渐增大的力学松弛现象。如挂东西的塑料绳 慢慢变长。 蠕变过程包括三种形变:
(i)普弹形变(ε1): 聚合物受力时,瞬时发生 的高分子链的键长、键角变化 引起的形变,形变量较小,服 从虎克定律,当外力除去时, 普弹形变立刻完全回复。如右 图:
ε1
t1
t2
t
蠕变中的普弹形变部分
1. 静态粘弹性
(1)蠕变
(ii)高弹形变(ε2): 聚合物受力时,高分子链通过链段运动产生 的形变,形变量比普弹形变大得多,但不是瞬间完 成,形变与时间相关。当外力除去后,高弹形变逐 渐回复。如下图:
σ= Eε
式中:σ为应力;E为弹簧的模量。
理想粘壶用于模拟粘性形变,其应变对应于充满 粘度为η的液体的圆筒同活塞的相对运动,可用 牛顿流动定律描述其应力-应变关系。
dε σ =η dt
或
σ ε = ⋅t η
1. 静态粘弹性 (3) 粘弹性的力学模型
串联模型(Maxwell模型) 模拟蠕变
并联模型(Voigt模型) 模拟应力松弛
2. 动态粘弹性
(1)滞后现象
图7-58 自行车轮胎行驶时的滞后现象
2. 动态粘弹性
(2)力学损耗(内耗) 当应力与应变有相位差时,每一次循环变化过程中要消 耗功,称为力学损耗或内耗。相位差δ又称为力学损耗 角,人们常用力学损耗角的正切tanδ来表示内耗的大 小。 从分子机理看,橡胶在受拉伸阶段外力对体系做的功, 一方面改变链段构象,另一方面克服链段间的摩擦力。 在回缩阶段体系对外做功,一方面使构象改变重新卷 曲,另一方面仍需克服链段间的摩擦力。这样在橡胶的 一次拉伸-回缩的循环中,链构象完全恢复,不损耗 功,所损耗的功全用于克服内摩擦力,转化为热。内摩 擦力越大,滞后现象越严重,消耗的功(内耗)也越 大。所以橡胶轮胎行驶一段时间后会烫手。
线形
图7-49 线形聚合物与交联聚合物的应力松驰曲线
1. 静态粘弹性 (3) 粘弹性的力学模型
为了模拟聚合物的粘弹行为,采用两种基本 力学元件,即理想弹簧和理想粘壶 。
图7-51 两种基本力学元件的示意图和简化图
1. 静态粘弹性 (3) 粘弹性的力学模型
理想弹簧用于模拟普弹形变,其力学性质符合虎 克(Hooke)定律,应变达到平衡的时间很短,可 以认为应力与应变和时间无关。