3 聚合物的可加工性
聚合物的基本特征
聚合物的基本特征
聚合物的基本特征:
1.具有可分割性。
低分子物质的分子不能用一般的机械方法把它分开。
如果把它分开，其性质就发牛了变化，成为另外的物质。
而高分子则不然，因为它的分子很大。
当用外力把分子推断或切开变成两个分子后，高分子化合物的性质一般没有明显的改变。
高分子结构的这种特征称为可分割性。
2.具有弹性。
所谓弹性是指材料形变的可恢复性。
高分子化合物在外力作用下发生形变，当外力解除，这种形变就可以恢复到原状。
弹性是高分子化合物重臣的特性之一。
3.具有可塑性。
高分子化合物受热达到一定温度后，先是经过一个较长的软化过程．而后才能变为粘流状态。
这是由于高分子化合物是出很长的大分了链所构成。
当链的某一部分受热时，须经过一定的时间和温度间隔，整个人分子链才会变软，这时高分子化合物具有可塑性。
这一特点对聚合物的加工成型十分重要。
4.具有绝缘性。
高分子化合物对电、热、声具冉优秀的绝缘性能。
从结构上看这是因为高分子化合物大都是有机化合物，分子中的化学键都是共价键，不能电离，因此不能传递电子，又因为大分子链呈蜷曲状态，互相纠缠在—起，在受热、受声作用之后，分子不易振动起来，因而它对热、声
也具有绝缘性。
聚合物流变学复习题参考答案
聚合物流变学复习题一、名词解释（任选5小题，每小题2分，共10分）：1、蠕变：在一定温度下，固定应力，观察应变随时间增大的现象。
应力松弛：在温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛：在一定温度下，固定应变，观察应力随时间衰减的现象。
2、时－温等效原理：升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的，可用一个转换因子αT 将 某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂：聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏的现象。
挤出胀大：对粘弹性聚合物熔体流出管口时，液流直径增大膨胀的现象。
4、熔融指数：在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到一定温度，使其完全熔融，然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出，以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体：凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体：服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体：流动很慢时，剪切粘度保持为常数，而随剪切速率或剪切应力的增大，粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体：剪切速率超过某一个临界值后，剪切粘度随剪切速率增大而增大，呈剪切变稠效应，流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能：在流动过程中，流动单元（即链段）用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞：假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度（即在切变速率很高时对应的粘度）。
9、断裂韧性K 1C ：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标，s b C E c K γπσ21==，其中，σ b 为脆性材料的拉伸强度；C 为半裂纹长度；E 为材料的弹性模量；s γ为单位表面的表面能。
10、拉伸流动：当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
或拉伸流动：质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。
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d.靠近Tf附近，聚合物粘度很大。
加工方法：压力成型、吹塑成型、弯曲和拉伸操作。
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注意：在高弹态下进行加工时，关键问题是：在保持外 力作用下，把制品的温度迅速冷却到Tg以下。也就是说 要充分考虑到加工中的可逆形变，否则就得不到符合形
状尺寸要求的制品。
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（3）在C区，粘流态。大分子除 了链段运动以外，整个大分子链 在外力作用下也产生滑移。
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四.聚合物的可延性
1.定义：可延性是指无定形或结晶固体聚合物在一个或二 个方向上受到压延或拉时伸变形的能力。
生产长径比很大的产品
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2.聚合物的拉伸过程 可延性来自于大分子的长链结构和柔性。当固体聚合 物在Tg-Tm(或Tf)间受到大于屈服强度的拉力作用时，就 会产生宏观拉伸变形。 应力-应变关系图：
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2.聚合物处于不同聚集态时与加工方法的关系
1）无定形聚合物处于不同聚集态与加工方法的关系
形 变 玻璃 态区 高弹态区 粘 流 态 区
A
B
C
Tb Tb：脆化温度 Tf：粘流温度
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Tg
Tf TD Tg：玻璃化转变温度
4
形 变 玻璃 态区 高弹态区 粘 流 态 区
在A区，玻璃态，坚硬的固体，链段处于 冻结状态，普弹形变。
第二章 聚合物的加工性质
2.1 聚集态与加工方法的关系
2.2 聚合物的加工性 一、 可模塑性 二、 可挤压性 三、 可延性 四、 可纺性
聚合物的三种分类方式
聚合物的三种分类方式在化学领域中，聚合物是一种由重复单元组成的大分子化合物。
聚合物的分类方式有多种，但其中比较常见的包括结构分类、来源分类和性质分类。
结构分类线性聚合物线性聚合物是由一条条链状重复单元按照同一方向连接形成的聚合物结构。
这种类型的聚合物具有简单的链状结构，通常具有良好的可加工性和可塑性。
常见的线性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯等。
支化聚合物支化聚合物相比于线性结构聚合物，具有在分子链上分支或侧链的结构。
这种分支结构能够提供聚合物更多的交联点，使之更加稳定。
例如，聚乙烯醋酸乙烯酯就是一种典型的支化聚合物。
交联聚合物交联聚合物是由三维网状结构组成的聚合物，分子链之间通过交联点连接在一起。
这种聚合物通常具有较高的强度和硬度，常用于制备高强度材料，如橡胶和硬化树脂等。
来源分类天然聚合物天然聚合物是来源于自然界的有机大分子材料，通常由生物合成而成。
常见的天然聚合物包括淀粉、纤维素、天然橡胶等。
这类聚合物具有可再生性和生物降解性，对环境友好。
合成聚合物合成聚合物是人工合成的大分子化合物，通过化学反应从单体合成而成。
这类聚合物种类繁多，性能可调控性强，在工业生产和科学研究中得到广泛应用。
性质分类热塑性聚合物热塑性聚合物在一定温度范围内具有良好的可塑性，可以多次加热成型，并保持稳定的性能。
常见的热塑性聚合物包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
热固性聚合物热固性聚合物在一次加热后会发生化学交联反应，形成耐高温、耐腐蚀的材料。
这类聚合物通常具有优异的机械性能和耐用性，例如环氧树脂和酚醛树脂等。
弹性体弹性体是一类特殊的聚合物，具有优异的弹性和回复性能。
弹性体可以在外力作用后快速恢复原状，如橡胶就是一种典型的弹性体材料。
通过以上三种常见的分类方式，我们可以更好地理解不同类别的聚合物在结构、来源和性质上的差异，为材料科学和工程应用提供了重要的参考依据。
聚合物的结构与性能
对应用做材料的高分子来说，关心的不是具体构型(左旋 或右旋)，而是构型在分子链中的异同，即全同(等规)、间 同或无规。
聚合物的结构与性能
Isotactic 全同立构
Syndiotactic 间同立构
Atactic 无规立构
结构规整 较规整 不规整
等规度(tacticity): 全同或间同立构单元所占的百分数
非反应性：－CH3、－OCH3， 如聚甲醛受热降解从端羟基开始，必须进行酯化或醚化以封端。
HO-CH2-O-CH2-O-CH2 CH3O-CH2-O-CH2-O-CH2
-O-CH2-O-CH2-OH 酯化
-O-CH2-O-CH2-OCH3
聚合物的结构与性能
反应性：－OH、－COOH、－NH2， 可进一步反应合成复杂结构
聚合物的结构与性能
一、（单根）高分子链的结构
高分子链结构的特点
●既简单又复杂； ●长而柔； ●分子量大而不均匀
聚合物的结构与性能
1.一级结构
1）.化学组成
结构术语
主链
支链
聚合物的结构与性能
端基
侧基
➢ 主链
(A) 碳链高分子
主链全部由碳原子组成
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
聚乙烯
聚合物的结构与性能
有机氟高分子的化学特性：
最好的化学稳定性： 高抗紫外线性、高耐候性、高耐化学性、高耐老化性 特异的表面性能—表面能最低： 拒水性好、拒油性好、耐沾污性好 理想的生物稳定性和生物相容性： 优异的光学性能： 可有低折射率、高透明性 优异的电学性能：
低介电常数、高绝缘性 有机氟高分子材料被誉为“有机材料之王”。
聚合物有哪三种物理状态分别进行哪些加工或者成型
聚合物有哪三种物理状态分别进行哪些加工或者成型聚合物是由重复单元构成的大分子化合物，其物理状态可以分为固态、流动态和橡胶弹态三种状态。
不同状态的聚合物在加工和成型时具有各自特点和适用范围。
1. 固态固态聚合物具有较高的分子链密度和交联程度，通常以固态颗粒、块状或片状形式存在。
在固态状态下，聚合物难以流动，常用于热压成型、注塑、挤出成型等加工工艺。
•热压成型：固态聚合物经过预热加热，放入热压模具中，在高温高压条件下通过挤压成型，适用于生产复杂形状的零部件如键盘键帽等。
•注塑：将固态聚合物颗粒加热熔化后注入模具中，在高压条件下冷却固化成型，广泛应用于塑料制品的生产，如包装盒、塑料杯等。
•挤出成型：固态聚合物在加热后从挤出机器中挤出，通过模具形成坯体，适用于生产管材、板材等长条形产品。
2. 流动态流动态聚合物分子链间距较大，具有较高的流动性，在受力作用下易发生形变。
流动态聚合物可采用吹塑、旋压、注塑等成型方法。
•吹塑：将熔化的聚合物颗粒通过吹塑机器成型，常用于生产塑料瓶、塑料薄膜等产品。
•旋压：将熔化的聚合物挤出后通过旋转成型，适用于生产大型中空容器如桶、桶等。
•注塑：同固态聚合物注塑法。
3. 橡胶弹态橡胶弹态聚合物具有良好的弹性和变形能力，适用于压缩变形和弹性回复多次循环的加工方法，如压缩模压、挤出成型和胶粘联接。
•压缩模压：将橡胶弹态聚合物放入模具中，通过压缩使其变形，随后释放压力，使其回复形状，适合制作橡胶密封圈、垫片等产品。
•挤出成型：适用于橡胶管材、密封条等产品的生产。
•胶粘联接：利用橡胶的黏附性质，将不同材料粘接在一起，如胶合板、橡胶地板等生产。
不同状态的聚合物在加工和成型过程中需要考虑材料性质、工艺要求和成品需求，选择合适的加工方法可以提高生产效率和产品质量。
高分子材料成型加工问答完整版
高分子材料成型加工问答完整版1.聚合物熔体的流动行为有哪些？（郑治公）假塑性：此种流体的流动曲线是非线性的，剪切速率的增加比剪切应力增加的快，并且不存在屈服应力。
流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低，此种流体称为剪切变稀的流体。
涨塑性：此种流体的流动曲线是非线性的，剪切速率的增加比剪切应力增加的慢，并且不存在屈服应力。
流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高，此种流体称为剪切增稠的流体。
宾汉流体：是指当所受的剪切应力不超过屈服应力τ时，表现出线性弹性y响应，只发生虎克变形；当所受剪切应力超过τ时，发生线性粘性流动，遵循y牛顿定律的流体，亦称为塑形流体。
触变性：剪切速率保持不变，黏度随时间而减小，或所需的剪切应力随时间减少的流体称为触变性流体。
触变性描述的是具有时间依赖性的假塑性流体的流动行为。
震凝性：剪切速率保持不变，黏度随时间而增大，或所需的剪切应力随时间增大的流体称为震凝性流体，亦称为反触变流体。
震凝性描述的是具有时间依赖性的胀塑性流体的流动行为。
2. 聚合物加工中的形变种类有哪些？拉伸取向和剪切取向有何区别？（曹淑言）形变种类：答：普弹性变：（玻璃态下）普弹形变是外力作用下，链长和键角的变化中晶格的变形扭曲而致，撤去外力形变就能恢复，形变量小。
高弹性变：链段运动，大形变，大模量，形变一定时间可恢复。
粘流形变：高分子链发生质心位移，形变大，模量小，不可恢复。
1）剪切流动取向：聚合物熔体或浓溶液中的分子链、链段或几何形状不对称的固体粒子在剪切流动时沿剪切流动的运动方向排列的现象称为剪切流动取向。
2）拉伸取向：聚合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用时沿受力方向作定向排列的现象称为拉伸取向。
如果受一个方向作用力引起的结构单元只朝一个方向取向为单轴拉伸取向。
如果同时受两个相互垂直的作用力引起的取向结构单元朝两个方向取向称双轴拉伸取向。
拉伸取向的类型：高弹拉伸、塑性拉伸和黏性拉伸。
塑料成型工艺试题
1、挤出成型——是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、熔融压缩、熔体均化，最后定量、定速和定压地通过机头口模而获得所需的挤出制品。
2、聚合物成型机械——所有能对高聚物原料进行加工和成型制品的机械设备。
3、注射量——是指注射机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。
4、锁模力——是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。
5、吹胀比——吹胀后膜管的直径与环形口模直径之比。
6、螺杆长径比——指螺杆工作部分长度L（螺杆上有螺纹部分长度，即由加料口后壁至螺纹末端之间的长度）与螺杆外径D之比，用表示。
7、挤出胀大巴拉斯效应，当高聚物熔体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时挤出物在挤出模口后膨胀使其横截面大于模口横截面的现象。
聚合物熔体在流动中产生高弹形变，在出口端，高弹形变回复引起挤出物膨胀。
8、螺杆的压缩比——通常将加料段一个螺槽的溶剂与计量段一个螺槽容积之比称为螺杆的压缩比。
9、塑化——注射成型的准备过程，是指物料在料筒内受热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。
10、中空吹塑成型—将挤出或注射成型的塑料管坯或型坯趁热于半熔融的类橡胶状时，置于各种形状的模具中，并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使其紧贴于模腔壁上成型，经冷却脱模后即得中空制品。
11、注射成型—将塑料（一般为粒料）在注射成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时，在柱塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移支，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭全模具内，经过一定时间冷却定型后，开启模具即得制品。
1、聚合物的加工性能包括：可挤压性，可模塑性，可纺性，可延性。
2、，挤出设备有_螺杆_式挤出机和柱塞式挤出机两大类，前者为连续式挤出，后者为间歇式挤出。
3、热固性塑料的注射过程包括塑化、注塑充模和固化三个大阶段。
4. 挤出机的机头口模和定型装置是管材挤出的关键部件。
5、高聚物只有在张力作用下才能产生银纹，且其方向总是与银纹面垂直。
材料成型及加工原理第一章
第一章1.聚合物材料的加工性质：可模塑性、可挤压性、可纺性、可延性。
2.什么是可挤压性？答：可挤压性是指聚合物经过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。
发生地点：主要有挤出机、注塑机料筒、压延机辊筒用、模具中等聚合物力学的状态：粘流态。
表征参数：熔融指数3.什么是可模塑性？答：可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。
发生地点：主要有挤出机、注塑机、模具中等聚合物力学状态：高弹态、粘流态表征方法：螺旋流动试验在成型加工过程中，聚合物的可模塑性常用在一定温度、压力下熔体的流动长度来表示。
4.什么是可纺性？答：可纺性是聚合物材料经过加工形成连续的固态纤维的能力。
发生地点：主要有熔融纺丝聚合物力学状态：粘流态表征方法：纺丝实验5.什么是可延性？答：可延性表示无定型或半结晶聚合物在一个或两个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。
发生地点：压延或拉伸工艺聚合物力学状态：高弹态、或玻璃态。
表征方法：拉伸试验（速率快慢、式样）可延性源于：1）大分子结构非晶高聚物单个分子空间形态：无规线团：结晶高聚物：折叠链状细而长的长链结构和巨大的长径比2）大分子链的柔性。
6.什么是粘弹性？答：粘弹性是纯弹性和纯粘性的有机组合。
A，粘性：物体受力后，形变随时间发生变化，除去外边后，形变不能回复。
B，弹性：物全受力后，发生形变，除去外力后，形变能回复1）普弹性：物体受力后，瞬时发生形变，除去外力能迅速回复，与时间无关。
（符合胡克定律）2）高弹性：物体受力后，瞬时发生形变，除去外力能回复，与时间有关。
（不符合胡克定律）7.什么是滞后效应？答：在外作用力下，聚合物分子链由于跟不上外力作用速度而造成的形变总是落后于外力作用速度的效应。
形成原因：长链结构和大分子的运动具有步性，存在松弛过程，需要松弛时间。
聚合物的可挤压性：粘度---流动性---MFR表征、表征意义及使用意义聚合物的可模塑性：可模塑性的影响因素聚合物的可延性：冷拉伸、热拉伸、滞后效应线型高聚合物的聚集态与成型加工：力学三态的特征（分子运动状态、宏观力学状态）及适应的成型加工方法重要的成型加工特征温度：Tb /Tg/Tm/Tf/Td习题：1.请用粘弹性的滞后效应相关理论解说塑料注射成型制品的变形收缩现象以及热处理的作用。
聚合物的可加工性
PP在不同温度下旳流动速率 （d=1.05 mm, L/d=4.75)
Why?
熔融指数（Melt Flow Index, [MFI] or [MI]） 在给定剪切应力作用下，一定温度旳聚合物熔体在10分 钟
内经过原则毛细管旳量（克数）。
毛细管：d 2.095 mm，L 8 mm 压力：300 kPa 温度：依聚合物而异
温度升高时，分子热运动会使被冻结旳高弹形变弹性 回复，使制品收缩（如收缩性包装薄膜）。
1.2.2 粘弹性形变旳滞后效应
聚合物在外力作用时与应力相适应旳形变不可能在瞬间 完毕。 一般将聚合物于一定温度下，从受外力作用开始， 大分子旳形变经过一系列中间态过渡到与外力相适应旳平 衡态旳过程看作是一种松弛过程，过程所需旳时间称为松 弛时间。
不易热分解
PE, PS
成型温度范围广
PE, PS
熔体粘度合适
PE, PS
注射成型周期短
PE, PS
对多种成型措施适应性 PE, PP
不必干燥
PE, PP,PS
收缩率小
非晶态高分子
结晶温度低
PE, PP
其他（脱模性、熔接强度等）
不良代表 PVC, POM PVC, POM, PET PVC, PTFE 玻纤增强PPS PTFE PA, PET 结晶性高分子 PPS
聚合物旳状态：只有处于粘流态才干经过挤压取得宏观 而有用旳形变
聚合物熔体
外力作用
形变或流动
决定原因：熔体旳粘度 加工设备和条件（剪切力大小）
熔体粘度要合适： 粘度过低，流动性好，但保持形变旳能力差； 粘度过高，流动和成型困难
粘度与温度、剪切力、压力等有关： 大多数聚合物熔体旳粘度随剪切力或剪切速率增大而降低。
常见聚合物的三个特征是什么
常见聚合物的三个特征是什么
聚合物是由许多重复单元构成的大分子化合物，广泛应用于日常生活和工业生产中。
常见的聚合物具有许多独特的特征，这些特征不仅影响着它们的性质和用途，也是我们理解和应用这些材料的重要依据。
首先，常见聚合物的第一个特征是分子量高。
由于聚合物由成百上千个单体分子通过共价键连接而成，因此其分子量通常非常大。
这使得聚合物具有较高的分子密度和分子量密度，从而表现出许多独特的物理和化学性质。
高分子量也是聚合物在工程领域广泛应用的原因之一，例如高分子量的聚乙烯可以用于制备强度较高的塑料制品。
其次，常见聚合物的第二个特征是可塑性和可加工性强。
由于聚合物分子链的柔韧性和可延展性，使得聚合物材料具有良好的可塑性和可加工性。
这使得我们可以通过各种加工方法，如挤压、注塑、吹塑等，将聚合物加工成不同形状和尺寸的制品，满足各种需求。
这也是聚合物成为广泛应用于包装、建筑、医疗等领域的重要材料之一。
最后，常见聚合物的第三个特征是化学稳定性和耐热性。
许多聚合物在一定温度范围内表现出良好的耐热性和化学稳定性，不易受到化学品和高温的影响。
这使得聚合物被广泛用于高温和腐蚀性环境下，例如聚四氟乙烯在化工领域中的应用就是一个典型的例子。
另外，一些特殊聚合物还具有耐候性和耐老化性，可以长时间保持其性能不变。
综上所述，常见聚合物的三个主要特征分别是高分子量、可塑性和可加工性强，以及化学稳定性和耐热性。
这些特征使得聚合物成为当代工业和生活中不可或缺的重要材料，为我们的生产生活带来了诸多便利和可能性。
1。
聚合物的三个特征
聚合物的三个特征在化学领域中，聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物。
它们在我们的日常生活中扮演着重要角色，从塑料到纤维再到生物大分子，聚合物无处不在。
聚合物具有许多独特的性质和特征，下面我们将讨论聚合物的三个主要特征。
高分子结构聚合物的首要特征是其高分子结构。
这意味着聚合物由大量相同或不同的简单分子单元通过化学键连接而成。
例如，聚乙烯是一种常见的聚合物，由乙烯单体分子通过共价键连接而成。
这种高分子结构导致了聚合物具有可塑性和弹性，使其成为诸如塑料制品和橡胶制品等的理想材料。
另一方面，聚合物的分子量也是其高分子结构的重要特征之一。
分子量越大，通常聚合物的性能越优异，比如耐磨、耐热性能等。
这也解释了为什么一些特定应用领域需要具有特定分子量范围的聚合物。
热稳定性和耐腐蚀性聚合物的第二个重要特征是其热稳定性和耐腐蚀性。
由于聚合物分子链的长链结构以及分子间的较弱相互作用，许多聚合物在受热时会发生分解。
因此，改进聚合物的热稳定性是工程师和科学家们的一大挑战之一。
通过添加阻燃剂或者特定的添加剂，可以提高聚合物的热稳定性，使其在高温条件下保持稳定性。
另外，聚合物的耐腐蚀性也是其受欢迎的特征之一。
许多聚合物具有很好的耐腐蚀性，可以在恶劣环境下长时间使用而不会受到损害。
这使得聚合物在化工、环保等领域得到广泛应用。
可塑性和可加工性最后一个值得关注的聚合物特征是其可塑性和可加工性。
由于聚合物具有长链结构，使得它们可以通过加热或者添加塑化剂等方法改变其形状和结构。
这种可塑性使得聚合物可以被制成各种形状和尺寸的制品，满足不同领域的需求。
另外，聚合物还具有良好的可加工性，即可以通过注塑、挤出、压延等加工方法进行加工。
这种特性使得聚合物可以广泛应用于制造业，促进了各种产品的生产和推广。
总的来说，聚合物作为一类重要的材料，具有独特的高分子结构、热稳定性和耐腐蚀性、可塑性和可加工性等特征，使得它们在各领域都有着广泛的应用前景。
聚合物分为哪三类
聚合物分为哪三类在化学领域里，聚合物是一类由大量单体分子通过共价键连接形成的化合物。
根据其结构和性质的不同，聚合物可以被分为三类：线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物。
线性聚合物线性聚合物是最常见的一类聚合物，其单体分子通过共价键成链地连接在一起。
这类聚合物通常具有直链状结构，单体分子按照线性顺序排列连接，形成长链状结构。
线性聚合物可以在制备过程中控制单体的加入顺序和量，从而获得特定的分子结构和性质。
常见的线性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
这些聚合物具有较好的延展性、柔韧性和加工性，广泛应用于塑料、纤维、包装等领域。
支化聚合物支化聚合物在分子结构上相对复杂，单体分子通过共价键连接在一起形成主链，同时在主链上连接有支链。
这些支链的引入使得支化聚合物具有分支状结构，增加了分子的空间交织度和复杂性。
支化聚合物通常具有更多的官能团，可以提供更多的反应位点，使得其性能和用途多样化。
举例而言，聚乙烯醇是一种常见的支化聚合物，其支链上含有羟基官能团，使其具有良好的亲水性和粘附性，适用于涂料、胶黏剂等领域。
交联聚合物交联聚合物是一类具有三维空间网状结构的聚合物，其单体分子通过共价键连接形成主链，同时在主链上发生交联反应形成网状结构。
这种交联结构赋予了交联聚合物独特的物理和化学性质，如高强度、高硬度、耐高温、耐化学腐蚀等。
交联聚合物通常较为致密，不易溶解，因此在制备材料的过程中往往需要在聚合物中引入交联剂或经过特殊处理，以实现交联结构。
常见的交联聚合物包括橡胶、环氧树脂、硅胶等，在橡胶制品、涂料、密封材料等领域有着广泛的应用。
综上所述，聚合物根据其结构和性质的不同可分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物。
不同类型的聚合物在材料学和化工领域具有各自独特的应用和发展前景，通过合理设计和控制聚合反应条件，可以获得具有特定性能和功能的聚合物材料，推动科技和工业领域的发展。
常见聚合物的三个特征有哪些
常见聚合物的三个特征有哪些
聚合物是由许多重复单元组成的高分子化合物，是一类具有重要应用和广泛用途的材料。
在我们的日常生活中，各种各样的聚合物产品无处不在，比如塑料制品、橡胶制品等。
而聚合物具有许多独特的特征，下面我们将讨论一下常见聚合物的三个特征。
首先，聚合物具有高分子量的特征。
所谓高分子量，指的是聚合物由大量重复单元组成，分子量较大。
这种特征使得聚合物具有很强的拉伸性和韧性，同时也具有较高的熔点和热稳定性。
高分子量的聚合物通常在工业生产中应用广泛，能够满足各种不同的需求。
其次，聚合物具有可塑性和可加工性。
由于聚合物具有链状结构，因此在一定的条件下，聚合物可以通过加热、加压等方式改变其形状和性能，从而实现塑形和加工。
这使得聚合物在制造工艺中具有很大的灵活性，能够制备出各种形状和尺寸的制品，满足不同的应用需求。
最后，聚合物具有化学稳定性和耐磨性。
由于聚合物分子链之间通常只存在较弱的范德华力等相互作用力，使得聚合物在受到化学腐蚀和磨损时表现出较好的稳定性和耐久性。
这种特征使得聚合物制品在各种恶劣环境下依然能够保持良好的性能，延长使用寿命。
总的来说，聚合物作为一类重要的高分子材料，具有高分子量、可塑性和可加工性、化学稳定性和耐磨性等几个明显的特征。
这些独特的特征使得聚合物在各个领域中有着重要的应用和价值，为我们的生活带来了诸多便利和创新。
1。
聚合物合金的名词解释
聚合物合金的名词解释引言：近年来，随着科学技术的不断发展和应用领域的不断拓宽，聚合物合金作为新兴材料备受关注。
聚合物合金是一种将两种或更多种不同高分子聚合物相互混合形成的新型材料。
本文将对聚合物合金的定义、特性、应用以及未来发展进行详细解释。
一、定义和特性：聚合物合金是将两种或多种不同的聚合物，通过物理或化学手段混合在一起，形成新材料的过程。
聚合物合金通常具有以下特性：1. 多样性：由于不同种类的聚合物可以结合在一起，聚合物合金具有丰富多样的化学和物理性质。
可以通过调整不同聚合物的比例和组成，来实现对合金材料的性质的调控。
2. 强度和韧性：聚合物合金的强度和韧性通常都比单一聚合物材料要高。
这是由于混合多种聚合物后，相互之间能够形成更多的相互作用力，从而提高材料的机械性能。
3. 耐热性和耐腐蚀性：聚合物合金可以通过选择合适的聚合物来增强材料的耐热性和耐腐蚀性。
例如，在制备高温环境下使用的材料时，可以使用聚酰亚胺和聚醚醚酮等高温聚合物作为组分。
4. 可加工性：聚合物合金具有较好的可加工性，可以通过注塑、挤出、压延等常用塑料加工方法进行成型。
这使得聚合物合金在工业生产和制造过程中更加灵活。
二、应用领域：聚合物合金由于其独特的性能，正在广泛应用于各个领域。
下面介绍几个典型的应用领域：1. 汽车工业：聚合物合金在汽车工业中扮演着重要的角色。
由于其较低的密度和良好的加工性能，可以用于制造轻量化零部件，如车身、内饰、悬挂系统等。
此外，聚合物合金还具有抗腐蚀、吸能、隔音等优势，可以提升汽车的性能和舒适性。
2. 医疗器械：聚合物合金在医疗器械领域中的应用也越来越广泛。
例如，聚合物合金可以用于制造人工关节、血管支架和牙科修复材料等，其具有良好的生物相容性和机械性能。
3. 包装材料：聚合物合金在包装材料领域中也有着广泛应用。
例如，聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）的合金材料可以制成高强度的包装薄膜，保证包装物的安全和密封性。
塑料的可塑性及可加工性分析
塑料的可塑性及可加工性分析塑料是一种常见的合成材料，由于其可塑性和可加工性，广泛应用于各个领域。
本文将对塑料的这些特性进行详细分析。
1. 可塑性分析可塑性是指塑料在受力作用下能够发生形变，同时又能保持这种形变。
塑料的可塑性主要取决于其分子结构和加工条件。
1.1 分子结构塑料分子通常由高分子化合物组成，分子间的键连接较为松弛，使得分子链能够发生相对自由的运动。
这种结构赋予了塑料较好的可塑性。
1.2 加工条件塑料的可塑性还与加工条件密切相关。
在高温下，塑料分子间的键连接会变得更加松弛，从而使得塑料更容易发生形变。
因此，塑料在热塑性加工过程中具有更好的可塑性。
2. 可加工性分析可加工性是指塑料在加工过程中易于操作和加工成各种形状的能力。
塑料的可加工性主要受到以下因素的影响。
2.1 热塑性塑料具有热塑性，即可以在一定温度范围内被加热软化，形成可加工状态。
通过热塑性加工方法，如挤出、注塑、吹塑等，可以将塑料加工成所需形状。
2.2 可挤出性挤出是一种常见的加工方法，通过将加热软化的塑料物料挤出成型。
塑料的可塑性决定了其是否适合挤出加工。
一些聚合物具有较高的可塑性，可通过挤出加工制备连续的塑料薄膜、管材等。
2.3 可注塑性注塑是将热塑性塑料加热软化后，注入模具中形成所需产品的一种加工方法。
塑料的可塑性和流动性决定了其适合注塑加工的能力。
一些聚合物具有良好的可塑性和流动性，适合用于制造各类塑料制品。
2.4 可吹塑性吹塑是一种将加热软化的塑料料坯注入到吹塑机模具中，通过气压吹塑形成所需产品的方法。
塑料的可塑性和膨胀性对吹塑加工起着重要影响。
适合吹塑加工的塑料通常具有较好的可塑性和膨胀性。
3. 塑料的应用塑料的可塑性和可加工性使得它可以广泛应用于各个领域。
3.1 包装行业塑料袋、塑料瓶、塑料泡沫等均是塑料在包装行业的应用。
塑料可塑性高，可根据不同产品的形状和尺寸需要进行定制加工，并具有较好的密封性能和保鲜效果。
3.2 汽车工业塑料在汽车内饰、外观零部件等方面的应用越来越广泛。
高分子材料与工程精讲2—聚合物的加工性质
Tg ----Tf
Tf ----TD
压力、吹塑、 注射、挤出、 热成型，纤维、 压延、热贴合、 薄膜的拉伸 熔融纺丝、生
胶和塑料的塑 炼
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2）结晶聚合物处于不同聚集态时与加工的关系： 1）A是轻度结晶聚合物曲线，形状与无定形聚合物的曲
线形状基本类似； 2）B是结晶度较高的聚合物的曲线，但分子量相对较低， 因此Tf<=Tm; 3) C是分子量较大的结晶型聚合物。 Tf>Tm，当聚合物 温度达到熔点后，还会出现高弹态，因此，只有连续提高 加工温度才能使聚合物转变为粘流态。
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注意：成型加工中，聚合物的温度达到熔点后不 一定意味着进入粘流态。
加工方法： a.Tg以下， 机械加工； b.Tg~ Tm间，当外力大于材料的屈服强度时，可进
行薄膜和纤维的拉伸操作； c.Tm以上， 主要进行熔体加工。
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2.2聚合物的加工性
一.聚合物的可挤压性
如果加热速度过快，制品表面熔融，内部仍然是固体物料， 制品强度极差。（外熟内生）
若冷却速度快，表面硬化了，而内部还处于粘流状态，制 品尺寸稳定性差。（真空泡）
③模具结构尺寸的影响
模具结构不合理会使聚合物无法成型。
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3.对可模塑性的评估
可模塑性可以通过测定聚合物的流变性 来评价，也可以采用螺旋流动试验来评定。 螺旋流动试验简介：
4
形
变 玻璃
态区
在A区，玻璃态，坚硬的固体，链段处于
A
冻结状态，普弹形变。
Tb
高弹态区
B
Tg
高分子聚合物工作原理
高分子聚合物工作原理高分子聚合物是由许多重复单元通过化学键结合而成的巨大分子。
它们在日常生活和工业应用中起着重要作用。
本文将详细探讨高分子聚合物的工作原理，包括聚合反应、分子链构象以及性能表现。
1. 聚合反应聚合反应是高分子聚合物形成的核心过程。
在聚合反应中，单体分子通过链式、步骤式或环状反应机制发生化学键的形成，最终形成长链高分子。
举个例子来说明聚合反应的过程。
假设我们以乙烯单体为例进行聚合反应。
首先，引发剂或催化剂会刺激单体分子中的一个碳-碳双键，使其斩断，形成自由基。
这个自由基会与另一个乙烯分子结合，再次形成碳-碳双键。
这一过程不断重复，直到形成非常长的聚乙烯链。
2. 分子链构象高分子聚合物是由许多重复单元通过共价键连接而成的线状或分支状结构。
分子链的构象对聚合物的性能表现有重要影响。
在理想状态下，高分子聚合物的分子链呈直线状排列，称为“全展开构象”。
然而，在现实中，由于聚合反应的复杂性和其他影响因素，分子链经常处于缠绕、折叠或扭曲的状态，称为“团聚构象”。
这些构象的变化会对聚合物的强度、柔韧性和其他物理性质产生重大影响。
3. 性能表现高分子聚合物的性能表现是工业应用中的主要考量因素。
以下列举了几个常见的高分子聚合物性能特点：3.1 强度和刚度：高分子聚合物通常具有较高的强度和刚度，使其在结构材料中得到广泛应用。
比如聚合物玻璃纤维增强复合材料具有出色的强度和刚度，被广泛用于汽车、航空航天和建筑领域。
3.2 耐磨性：许多高分子聚合物具有出色的耐磨性能。
举个例子，聚四氟乙烯（常称为特氟龙）具有低摩擦系数和出色的耐腐蚀性能，因此被广泛用于化工管道、密封件和润滑材料等领域。
3.3 热稳定性：某些高分子聚合物在高温环境下能够保持良好的结构稳定性。
例如聚酰亚胺具有出色的热稳定性和耐火性，常用于高温电气设备和航天器件。
3.4 可塑性和可加工性：高分子聚合物可通过加热和塑性变形以及多种加工工艺加工成各种形状，如薄膜、纤维和注塑制品。
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在粘流态时：以粘性形变为主，但大分子在流动中因伸 展而储藏了弹性能，外力 消除后在恢复卷曲时会产生 高弹形变，降低制品的尺寸稳定性，出现内应力。 很多加工技术都是在粘流态实现的，如注射成型、 挤出成型、熔融纺丝等。
在高弹态时：以弹性为主，但是通过增大外力、延长作 用时间，仍然可产生较大的不可逆粘性形变。 这种在 高弹态时通过较大外力和较长时间作用下强制大分子流 动产生的不可逆形变常称为塑性形变。 塑料的二次成型多在高弹态进行，如中空吹塑、拉 伸等。 温度升高时，分子热运动会使被冻结的高弹形变弹 性回复，使制品收缩（如收缩性包装薄膜）。
1.2.1 聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系 聚合物的总形变
E H V
（普弹+高弹+粘性形变）
E2 t 2 1 e t 3 E1 E2
应变 应变 b a t1 t2 c d
回复 E e 时间 H V
普弹形变：瞬时发生，键长、键 角等变化， 可逆，形变小 高弹形变：推迟发生，链段运动， 可逆. 粘性形变：与时间成正比，大分 子链运动，不可逆.
决定因素：熔体的粘度 加工设备和条件（剪切力大小） 熔体粘度要合适： 粘度过低，流动性好，但保持形变的能力差； 粘度过高，流动和成型困难
粘度与温度、剪切力、压力等有关： 大多数聚合物熔体的粘度随剪切力或剪切速率增大而降低。
温度 剪切力
粘度 粘度
Why?
PP在不同温度下的流动速率 （d=1.05 mm, L/d=4.75)
螺旋流动试验被广泛地用来判断聚合物的可模塑性
在高剪切速率下，有如下关系：
加工条件 热性能
2 Pd H L C d T 2
螺线长度L 螺线有效直径d C—常数，与螺线形状有关 ΔP —压力降 ΔT—熔体与模具温差 λ —固体聚合物的导热系数 ρ—固体聚合物的密度 η --熔体粘度
喷丝孔
稳定细流
冷却、拉伸
纤维
速率 X 粘度（大)
熔体细流的稳定性： 影响因素：
Lmax 36 d F
表面张力（小）
聚合物的流变性 熔体粘度和强度 热、化学稳定性：纺丝时熔体需在高温停retchability）
拉伸、压延成型
可延性：无定形或半结晶聚合物固体在一个方向或二个方向 上受到压延或拉伸时变形的能力。 利用聚合物的可延性，可通过拉伸或压延工艺生产薄膜、 片材、纤维等细（薄）而长的制品。
熔融指数（[MI]）实质上反映了熔体的粘度和聚合物 分子量的大小。
[MI] ∝流度φ， 而φ =1/η Flory 经验式： logη = A + B Mw1/2
( PP)
适合各种加工方法的[MI] 范围： 挤出 [MI] 通常< 1 制品：管、板、线、瓶等 注射 [MI] 1—6 涂布 [MI] 9—15
通过螺旋流动试验可以了解： 1、聚合物的流变性质 2、温度、压力、模塑周期等加工条件 3、聚合物分子量和各种添加剂对流动性和加工条件的影响 4、模具浇口和模腔的形状与尺寸对材料流动性和模塑条件的 影响
1.1.3 聚合物的可纺性（Spinnability）
纺丝
可纺性：聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。 聚合物熔体
PE, PP
PE, PP,PS 非晶态高分子
PTFE
PA, PET 结晶性高分子
PE, PP 其它（脱模性、熔接强度等）
PPS
1.2 聚合物在加工过程中的粘弹行为
加工过程： 固体 液体 固体
固体形变通常表现出弹性，液体的流动通常表现出粘性
聚合物的长链结构和大分子运动的逐步性质使得 聚合物的形变和流动不可能是纯弹性的或纯粘性 的，而是弹性和粘性的综合即粘弹性
熔融指数（Melt Flow Index, [MFI] or [MI]）
在给定剪切应力作用下，一定温度的聚合物熔体在10分 钟内通过标准毛细管的量（克数）。
毛细管：d 2.095 mm，L 8 mm 压力：300 kPa 温度：依聚合物而异 如PE 190°C，PP 230°C
[MI]测定仪结构示意图
第一章 聚合物材料的加工性质
重要成型方法举例
• 挤出成型
注射成型(注塑)
压缩模塑(模压)
吹塑成型
1.1 聚合物材料的加工性
剪切速率/s-1
103-105 103-104
102-103 Tf 10-102
Tg
1.1.1 聚合物的可挤压性（Extrudability）
挤出成型等
可挤压性：聚合物通过挤压作用产生形变而获得形状和 保持形状的能力。 聚合物的状态：只有处于粘流态才能通过挤压获得宏观 而有用的形变 聚合物熔体 外力作用 形变或流动
1.2.2 粘弹性形变的滞后效应 聚合物在外力作用时与应力相适应的形变不可能在瞬 间完成。 通常将聚合物于一定温度下，从受外力作用开 始，大分子的形变经过一系列中间态过渡到与外力相适应 的平衡态的过程看作是一个松弛过程，过程所需的时间称 为松弛时间。
E H V
E2 t 2 1 e t 3 E1 E2 t t* 1 e t E1 E2 3
温度： 温度过低时 （1）熔体粘度大、成型困难； （2）表现出弹性，使得制品形状稳定性差。 温度高时，粘度低，成型容易。 但是，温度过高时 （1）会引起分解 （2） 制品收缩率大 压力： 压力过低时，缺料 压力过高时，溢料
“加工窗口”
Process window
螺旋流动试验
Spiral Flow Test Molds
聚合物拉伸时的细颈现象
影响成型性的主要因素
优秀代表 不易热分解 成型温度范围广 PE, PS 不良代表 PVC, POM
PE, PS
PE, PS PE, PS
PVC, POM, PET
PVC, PTFE 玻纤增强PPS
熔体粘度合适
注射成型周期短 对各种成型方法适应性 不必干燥 收缩率小 结晶温度低
本质：由于线形聚合物的长链结构和柔性，当固体材料在 Tg到Tm（或Tf）温度区间受到大于屈服强度的拉力作用 时，高分子链发生解缠和滑移，从而产生宏观的塑性延伸 形变。在此过程中，高分子沿拉力方向发生取向。
冷拉伸 热拉伸
屈服点
聚合物拉伸时典型的应力—应变图
模量较小
模量较大
细颈现象：材料在拉伸时发 热，温度升高，以致形变明 显加速，在一个很短的区域 内截面积突然变细。 细颈出现后为何不会进一 步变细直至断裂？ 拉伸引起取向，大分子间的作 用力增大而硬化，形变趋于稳 定而不再发展。
t
*
2
E2
粘度（分子间作用能）
高弹模量（分子热运动能）
t* 为高弹形变松弛时间--应力松弛到最初应力的 1/e （36.79%）所需时间。
松弛时间
t
*
2
E2
粘度（分子间作用能）
高弹模量（分子热运动能）
提高温度，粘度降低，分子热运动增加，从而缩短松弛时间 滞后效应（或弹性滞后）--由于松弛过程的存在， 聚合物对外力的响应必然落后于应力的变化。 制品在储存和使用时因弹性回复产生变形；大 分子重排运动，堆积逐渐紧密，或者是逐渐结晶， 因而体积收缩。 尽量避免滞后效应的影响： 1、避免骤冷 2、在Tg—Tf （或Tm）温度范围内对制品进行热处理
思考题
1，名词解释： 聚合物的可挤压性 聚合物的可模塑性 聚合物的可纺性 聚合物的可延性 熔融指数 粘弹性 加工窗口 2，聚合物的可模塑性一般用何方法测试？
1.1.2 聚合物的可模塑性（Mouldability）
注射成型
可模塑性：材料在温度和压力作用下形变和在模具中模 制成型的能力。 聚合物熔体 （温度 T）
充模
模具 （温度 T0）
冷却
固化的制品
或交联
影响因素： 聚合物的流变性 热性能（导热系数、热焓、热容等） 加工条件（温度、压力、模具的结构和尺寸等） 化学反应性（对热固性聚合物而言）