高分子聚合物结构特点与性能

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高分子材料的结构特点和性能

高分子材料的结构特点和性能

高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。

掌握高分子材料的结构与性能的关系,为正确选择、合理使用高分子材料,改善现有高分子材料的性能,合成具有指定性能的高分子材料提供可靠的依据。

高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成,高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。

因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外,还具有许多特殊的结构特点。

高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。

链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态,所以链结构又可分为近程和远程结构。

近程结构属于化学结构,也称一级结构,包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。

远程结构是指分子的尺寸、形态,链的柔顺性以及分子在环境中的构象,也称二级结构。

聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构,包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况,统称为三级结构。

1. 近程结构(1) 高分子链的组成高分子是链状结构,高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。

高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。

高分子链的化学成份及端基的化学性质对聚合物的性质都有影响。

通常主要是指有机高分子化合物,它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等元素形成主链的高聚物,即均链高聚物或杂链高聚物。

高密度聚乙烯(HDPE)结构为-[CH2CH2]n-,是高分子中分子结构最为简单的一种,它的单体是乙烯,重复单元即结构单元为CH2CH2 ,称为链节,n为链节数,亦为聚合度。

聚合物为链节相同,集合度不同的混合物,这种现象叫做聚合物分子量的多分散性。

聚合物中高分子链以何种方式相连接对聚合物的性能有比较明显的影响。

对于结构完全对称的单体(如乙烯、四氟乙烯),只有一种连接方式,然而对于CH2=CHX或CH2=CHX2类单体,由于其结构不对称,形成高分子链时可能有三种不同键接方式:头-头连接,尾-尾连接,头-尾连接。

高分子材料的结构及其性能PPT(36张)

高分子材料的结构及其性能PPT(36张)
态。 此时,只有比链段更小的结构单元如链节、侧基等能够运动。 受外力作用时,只能使主链的键长和键角有微小的改变,外力去除后形变能迅速回复,这 是一种普弹性状态。
B、高弹性 随着温度的升高,当T>Tg 时,分子的动能增加,使链段的自由旋转成为可能,此时,试
样的形变明显增加,在这一区域中,试样变成柔软的弹性体,称为高弹态。 高弹态时,弹性模量显著降低,外力去除后,变形量可以回复,有明显的时间依赖性。由
如图16-7,在间同立构高聚物中, 原子或原子团会交替分布在主链两侧; 在全同立构高聚物中,原子或原子团 则全部排列在主链同一侧;而在无规立构高聚物中,主链两侧原子分布是随机的。
这种化学成分相同,但由于不对称取代基沿分子主链分布不同的现象,就叫做 高分子的立体异构现象。
2、大分子链的构象及柔性 高聚物结构单元是通过共价键重复连接形成线型大分子,共价键的特点是键能
2、单体 高分子化合物是由低分子化合物通过聚合反应获得。
组成高分子化合物的低分子 化合物称作单体。所以我们经 常说,高分子化合物是由单体 合成的,单体是高分子化合物 的合成原料。如图16-2,聚乙 烯是由乙烯(CH2=CH2)单 体聚合而成的。 高分子化合物的相对分子质 量很大,主要呈长链形,因此 常称作大分子链或者分子链。 大分子链极长,可达几百纳米以上,而截面一般小于1nm。
物,简称高聚物材料,是以高分子化合物为主要组分的有机 材料,可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。 天然高分子材料包括如蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡 胶、淀粉和蛋白质等。 人工合成高分子材料包括如塑料、合成橡胶、胶粘剂和涂料 等。工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
一、高聚物的基本概念 1、高聚物和低聚物 高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物,其相对分子质量在5000

第一章 高分子聚合物结构特点与性能

第一章  高分子聚合物结构特点与性能

第一章高分子聚合物结构特点和性能一、概念1.塑料:塑料是以高分子聚合物为原料,在一定温度和压力条件下可塑制成形的高分子材料。

2.高分子聚合物:由成千上万个结构相同的小分子单体通过加聚或缩聚反应形成的长链大分子。

例如:聚氯乙稀就是由氯乙烯(CH2=CHCl)单体通过加聚反应形成的长链大分子。

方括号内为高聚物的结构单元,也是其重复结构单元并简称为重复单元,也是也称为链节。

n代表重复单元数,又称为平均聚合度。

第一节聚合物分子的结构特点二、高分子合成反应高分子化合物一般是利用煤或石油中得到的有机小分子化合物作为单体,通过聚合反应而合成的。

具体的合成方法有加聚反应、缩聚反应等。

1. 加聚含有重键的单体分子,如乙烯、氯乙烯等,它们可以通过加成聚合反应得到聚合物。

在此反应过程中除了生成聚合物外,再没有任何其他产物生成,聚合物中包含了单体的全部原子。

这种反应可以在同一种物质的分子间进行(其反应产物称为均聚物),也可以在不同物质的分子间进行(其反应产物为共聚体)。

(2)缩聚反应含有双官能团或多官能团的单体分子,通过分子间官能团的缩合反应把单体分子聚合起来,同时生成水、醇、氨等小分子化合物,简称缩聚反应。

如聚酰胺是用已二胺和已二酸作为单体通过缩水聚合反应形成的长链高分子,同时形成水。

三、高分子物理结构1.高分子链的近程结构(1)高分子链结构单元的化学组成通常的合成高分子是由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链,高分子链的重复结构单元数目称为聚合度,高分子链一般分为碳链高分子(-C-C-C),杂链高分子(C-C-O-C),元素有机与无机高分子(O-Si-O,侧基有无有机基团)等,高分子链的化学组成不同,高分子的化学和物理性能不同。

(2)高分子链结构单元的键接方式键接方式是结构单元在分子链中的连接方式。

在缩聚反应中结构单元的连接方式是固定的。

而在共聚物与均聚物中的键接方式比较复杂。

以氯乙烯为例,其结构单元在分子键中的键接方式可以有三种,即头-尾键接,尾-尾键接和头-头键接。

第1章 高分子聚合物的特性

第1章 高分子聚合物的特性

讨论:
§1.3 聚合物的流变学性质 a a K n1
n=1时, a K 这意味着非牛顿流体变为牛顿 流体,所以,n值可以用来反映非牛顿也体偏离牛顿流体 性质的程度。 n≠1时 ,绝对值∣1-n∣越大,流体的非牛顿性越强, 剪切速率对表观粘度的影响越强。 其中n<1时,称为假塑性液体。(在注射成型中,除 了热固性聚合物和少数热塑性聚合物外,大多数聚合物熔 体均有近似假塑性液体流变学的性质) n>1时,称为膨胀性液体。(属于膨胀性液体的主要 是一些固体含量较高的聚合物悬乳液)
§1.3 聚合物的流变学性质
流体在管道内流 动时的流动状态:层 流和湍流。
层流(黏性流动或流 线流动)特征:流体的质 点沿着平行于流道轴线的 方向相对运动,与边壁等 距离的液层以同一速度向 前移动,不存在任何宏观 的层间质点运动,所有质 点的流线均相互平行。
湍流(紊流)特征:流体 的质点除向前运动外,还在主 流动的横向上作不规则的任意 运动,质点的流线呈紊乱状态。
玻璃态
变 形 程 度
高弹态
粘流态
E
1 2
m
(熔点)
温度
b
g
f
d
(脆化温度) (玻璃化温度) (粘流温度) (热分解温度)
1—线型无定形聚合物;2—线型结晶聚合物
§1.2 聚合物的热力学性能
玻璃态:
塑料处于温度 g 以下的状态,为坚硬的固体, g 是大多数塑件的使用状态。 称为玻璃化温度,是 多数塑料使用温度的上限。
要综合考虑生产的经济性、设备和模具的可靠性 及制件的质量等因素,确保成型工艺能有最佳的 注射压力和注射温度。
(4)助剂对粘度影响
为了保证使用性能或加工需要,多数聚合物都 要添加一些助剂才能使用。聚合物中添加助剂后, 大分子间的相互作用力、熔体黏度都将发生改变。 如,增塑剂降低粘度,提高流动性。

常用高分子聚合物性质和特点介绍以及常用高分子聚合物名字缩写

常用高分子聚合物性质和特点介绍以及常用高分子聚合物名字缩写

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Terpolymer主要特点:●较好的抗冲强度和一定的耐磨性。

●耐寒性能良好,石油温度范围-40~100℃。

●良好的耐油性、耐水性和化学稳定性。

●电性能良好,其绝缘性很少受温度、湿度的影响。

●具有良好的模塑性,能着色、能电镀、能粘结。

●无毒,无臭,不透水但略透水蒸气。

●不足之处是耐气候性差,耐紫外线、耐热性不高。

主要用途:ABS用途广泛,主要用于汽车、飞机零件、机电外壳、空调机、电冰箱内衬打字机、照相机壳,电视机壳安全帽,天线放大器、车灯以及板、管、棒等。

制造方法:共聚: 将丁二烯/丙烯腈乳液加入到苯乙烯/丙烯腈乳液中,然后沉淀聚合。

接枝共聚: 将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中。

然后搅拌加热,加入水溶性引发剂进行聚合。

这样得到的接枝共聚ABS相对与共聚得到的ABS冲击强度大,但刚性和硬度低。

ABS的强度很高,密度小,用它来制造汽车部件,如保险杠,可以降低油耗,减少污染。

ABS的强度高是因为丙烯腈上的腈基有很强的极性,会相互聚集从而将ABS分子链紧密结合在一起。

同时,具有橡胶性能的聚丁二烯使ABS具有良好的韧性。

尼龙 (Nylon)Polyamide尼龙是最常见的人造纤维。

1940年用尼龙织造的长统丝袜问世时大受欢迎,尼龙从此一举成名。

此后在二战期间,尼龙被大量用于织造降落伞和绳索。

不过尼龙最初的用途是制造牙刷的刷毛。

尼龙属于聚氨酯,在它的主链上有氨基。

氨基具有极性,会因氢键的作用而相互吸引。

所以尼龙容易结晶,可以制成强度很高的纤维。

尼龙分尼龙6,6、尼龙6、尼龙1010等。

其实尼龙6和尼龙6,6,区别不大。

之所以两种都生产,只是因为杜邦公司发明尼龙6,6后申请了专利所以其它的公司为了生成尼龙,才发明出尼龙6来。

尼龙的优点与不足:Advantages and Limitations of NylonsMechanical PropertiesGood combination of mechanical properties- fatigue and creep strength, stiffness, toughness and resilience- only slightly inferior to polyacetals. Limitations are that all nylons absorb or give up moisture to achieve equilibrium with ambient conditions- moisture acts as a plasticizer and decreases tensile and creep strength and stiffness and increases impact strength and the dimensions of the component. The effect is most serious in thin-sectioned components. Because nylons depend upon moisture for impact performance, embrittlement can occur in desiccated air.WearGood abrasion resistance (ability to absorb foreign particles) and self lubricating properties are responsible for the widespread use in gears and bearings.Thermal PropertiesSuitable for prolonged service temperatures of 80-100C and this can be increased to 140 C with heat stabilized grades. Limitation is that thermal expansion varies with temperature and moisture content.Electrical PropertiesGood commercial insulator but electrical properties are greatly influenced by moisture content and/or temperature increase.EnvironmentalAll nylons are resistant to fuels, oils, fats and most other technical solvents such as aliphatic and aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, esters, ketones and alcohols. All have good alkali resistance. Limitations are that all nylons are attacked by strong mineral acids, acetic acid and dissolved phenols. Some types aredissolved by formic acid. UV attacks un-stabilized nylons causing embrittlement in a comparatively short period.Food and medicineCan be used in contact with most food stuffs at room temperature and sterilized by steam or infra-red radiation. Fillers- Wide range of fillers and additives to improve specific properties and reduce limitations of unmodified materials, e.g glass fibre filler greatly reduces effects of moisture on dimensions and properties compared with unfilled materials.ProcessingMost material types are available in grades suitable for injection, blow and rotational moulding and extrusion, with additional possibilities of fluid bed coatings, sintering and casting for special grades. The latter (casting for monomer) is particularly useful for producing large stress-free sections in small economical batches. Most nylons can be readily machined using techniques akin to those used for the light alloys. Nylons can be joined with adhesives, induction bonding and ultrasonic welding. Limitations are that nylons have a sharply defined melting point and high shrinkage values occur on moulding thick sections. Nylons are crystalline; this results in longer cycle times in moulding. Conditioning for moulding is frequently necessary.发明尼龙的故事不同种类尼龙的用途聚丙烯腈(PAN)Polyacrylonitrile玻璃化温度: 85o C. 熔点: 317oC.无定型态密度(25o C): 1.184 g/cm 3. 腈纶是我们日常生活中最常见的化学合成纤维之一。

高分子的结构和性能的关系

高分子的结构和性能的关系

高分子的结构和性能的关系高分子的结构和性能的关系高分子化合物分子的大小对化学性质影响很小,一个官能团,不管它在小分子中或大分子中,都会起反应。

大分子与小分子的不同,主要在于它的物理性质,而高分子之所以能用作材料,也正是由于这些物理性质。

下面简要讨论高分子的结构与物理性能的关系。

一、高分子的两种基本结构及其性能特点高分子的分子结构可以分为两种基本类型:第一种是线型结构,具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物。

第二种是体型结构,具有这种结构的高分子化合物称为体型高分子化合物。

此外,有些高分子是带有支链的,称为支链高分子,也属于线型结构范畴。

有些高分子虽然分子链间有交联,但交联较少,这种结构称为网状结构,属体型结构范畴。

在线型结构(包括带有支链的)高分子物质中有独立的大分子存在,这类高聚物的溶剂中或在加热熔融状态下,大分子可以彼此分离开来。

而在体形结构(分子链间大量交联的)的高分子物质中则没有独立的大分子存在,因而也没有相对分子质量的意义,只有交联度的意义。

交联很少的网状结构高分子物质也可能被分离的大分子存在(犹如一张张"鱼网"仍可以分开一样)。

应该指出,上述两种基本结构实际上是对高分子的分子模型的直观模拟,而分子的真实精细结构除了少数(如定向聚合物)外,一般并不清楚。

两种不同的结构,表现出相反的性能。

线型结构(包括支链结构)高聚物由于有独立的分子存在,故具有弹性、可塑性,在溶剂中能溶解,加热能熔融,硬度和脆性较小的特点。

体型结构高聚物由于没有独立大分子存在,故没有弹性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶胀,硬度和脆性较大。

因此从结构上看,橡胶只能是线型结构或交联很少的网状结构的高分子,纤维也只能是线型的高分子,而塑料则两种结构的高分子都有。

二、高分子化合物的聚集状态高聚物的性能不仅与高分子的相对分子质量和分子结构有关,也和分子间的互相关系,即聚集状态有关。

同属线型结构的高聚物,有的具有高弹性(如天然橡胶),有的则表现出很坚硬(如聚苯乙烯),就是由于它们的聚集状态不同的缘故。

高分子聚合物的结构特点与性能

高分子聚合物的结构特点与性能
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
1.1 高分子聚合物的结构特点 (研究高分子结构-性能关 系)
1.2 聚合物的热力学性能(研究形变-温度的关系) 1.3 聚合物的流变学性质(研究变形-流动的关系)研究 高分子聚合物的结构的意义 1.4 聚合物熔体在成型过程中的流动状态高分子材料定义 (研究流动方程) 1.5 聚合物成型过程中的物理化学变化高分子材料的结构
链节:大分子链中的重复结构单元叫链节, CH2一CHCl 聚合度:大分子链中链节的重复次数称为聚合度。n即为聚合度。 大分子链长:聚合度越高,分子链越长, 链节数越多。聚合度反映了大分子链的长短
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
1.1高分子聚合物的结构特点(研究高分子结构-性能关系 )
⑴高分子链结构特点与性能:
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
1.2.2聚合物的热力学性能
1.非晶态高聚物的热力学性能
(2)三种力学状态 ①玻璃态:当θb<θ<θg时,高 聚物呈玻璃态符合虎克定律;是塑料和 纤维使用状态。 ②高弹态:θg<θ<θf时 从玻璃态转入了能自由运动的高弹 态,是橡胶的使用状态 ③粘流态:θf<θ<θd时 从而使高聚物成为流动的粘液,进 行成型加工
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
⑵高聚物的聚集态结构特点
⒉)高聚物的聚集态结构 ②链状结构与聚集态结构关系: 线型高聚物:按结晶度可分为晶态和部分晶态两类, 体型高聚物:只能为非晶态(玻璃态) ③结晶度:用来表示聚合物中结晶区域所占的比例,聚合物结晶度 变化的范围很宽,一般从30%~80% ; 影响聚合物结晶的因素:内部结构的规整性(主链上带有的侧基体 积小,对称性高);外部的浓度、溶剂、温度等。结构越规整,越容易 结晶,反之则越不容易,成为无定型聚合物。

聚 合 物 的 结 构 与 性 能

聚 合 物 的 结 构 与 性 能

共聚物结构中的序列问题

为描述共聚物的序列结构,常用的参数有各单体单 元的平均序列长度和嵌段数R。例如下面共聚物分 子: A B AA BBB A BB AA BBBB AAA B 其中A单体9个,A序列为5段,B单体11个,B序列 为5段(短划表示序列)。 嵌段R的含义是指在100个单体单元中出现的各种嵌 段的总和。R与平均序列长度的关系是: —— —— R 200/( LA n LB n) 上例中R=50;当R为100时,表明是交替共聚;对 于嵌段共聚物,当分子无限长时,R的极限为0;无 规共聚物的R介于这两者之间。因此——R愈大愈富 有交替性,R愈小愈富有嵌段性。
这种由结构单元间的联结方式不同所产生的异构体称为 顺序异构体。
实验证明,在自由基或离子型聚合的产物中,大多数是 头——尾键接的。
支化与交联



线形高聚物可以在适当溶剂中溶解,加热可以熔 融,易于加工成型; 支化对物理机械性能的影响有时相当显著: 支化程度越高,支链结构越复杂,影响高分子材 料的使用性能越大;支化点密度或两相临支化点 之间的链的平均分子量来表示支化的程度,称为 支化度。 高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型 大分子时即成为交联结构。所谓交联度,通常用 相邻两个交联点之间的链的平均分子量 来表示。 _ 交联度越大, 越小。 Mc
第 四 章
聚合物的结构
聚 合 物 的 结 构 与 性 能
聚合物是由许多单个的高分子链聚集而成,因而其结构有 两方面的含义:(1)单个高分子链的结构;(2)许多高分子 链聚在一起表现出来的聚集态结构。可分为以下几个层次: 聚 合 物 的 结 构 一级结构 近程结构 二级结构 远程结构 结构单元的化学组成、连接顺序、 立体构型,以及支化、交联等 高分子链的形态(构象)以及 高分子的大小(分子量)

第1章高分子聚合物结构特点与性能

第1章高分子聚合物结构特点与性能

1.4 聚合物成型过程中的物理化学变化
1.4.2 聚合物在成型过程中的化学变化 1.聚合物的降解 降解是指聚合物在某些特定条件下发生的大分子链断裂、侧基的改变、 分子链结构的改变及相对分子质量降低等高聚物微观分子结构的化学变 化。 按照聚合物产生降解的不同条件可把降解分为很多种,主要有热降解、水 降解、氧化降解、应力降解等。 2.聚合物的交联 聚合物的交联通常是针对热固性塑料而言的。 热固性塑料在进行成型加工后,其内部的聚合物分子结构会发生化学变化, 聚合物的大分子与交联剂作用后,其线型分子结构能够向三维体型结构 发展,并逐渐形成巨型网状的三维体型结构,这种化学变化称为交联反 应。 热固性塑料经过合适的交联后,聚合物的强度、耐热性、化学稳定性、尺 寸稳定性均能有所提高。
非牛顿流体。
K n1 a
a K n1
1.3 聚合物的流变学性质
1.3.2 假塑性液体的流变学性质及其影响因素 1.假塑性液体的流变学性质 当n<1时,这种黏性液体称为假塑性液体。
对于假塑性流体而言,当流体处于中等剪切速率区域时,流体变形和流动所 需的切应力随剪切速率而变化,并呈指数规律增大;流体的表观黏度也随剪切 速率而变化,呈指数规律减小。这种现象称为假塑性液体的“剪切稀化”。
• 聚合物密度增加; • 使聚合物的拉伸强度增大; • 冲击强度降低; • 弹性模量变小; • 聚合物的软化温度和热变形温度提高; • 使成型的塑件脆性加大; • 表面粗糙度值增大; • 塑件的透明度降低甚至丧失。
1.4 聚合物成型过程中的物理化学变化
1.4.1 聚合物在成型过程中的物理变化 2.聚合物的取向现象 当线型高分子受到外力而充分伸展的时候,其长度远远超过其宽度, 这种结构上的不对称性,使它们在某些情况下很容易沿某特定方向做占 优势的平行排列,这种现象称为取向。 宏观上取向一般分为拉伸取向和流动取向两种类型。 聚合物取向的结果是导致高分子材料的力学性质、光学性质以及热性 能等方面发生了显著的变化。 聚合物的取向性质已被广泛应用于工业生产中,牵伸工艺、吹塑成型 工艺。

第1章高分子聚合物结构特点与性能

第1章高分子聚合物结构特点与性能

第1章高分子聚合物结构特点与性能高分子聚合物是由大量重复单元组成的大分子化合物。

它们具有独特的结构特点和性能,广泛应用于各个领域。

本章将介绍高分子聚合物的结构特点和性能。

一、高分子聚合物的结构特点1.1高分子链结构高分子聚合物的基本结构是由大量重复单元组成的链状结构。

这些单元可以是相同的,也可以是不同的。

高分子链的长度可以从几百到几百万个单元不等。

高分子链的长度和结构直接影响着高分子的性质和用途。

1.2高分子链的立体构型高分子链通常有不同的立体构型,如头尾排列、无序连续、有序排列等。

立体构型对高分子的物理性质和化学性质有重要影响。

有序排列的高分子链通常具有较高的晶澈度和熔点,而无序排列的高分子链则通常具有较低的晶澈度和熔点。

1.3二维和三维结构高分子聚合物可以形成二维或三维结构。

在二维结构中,高分子链通过静电相互作用或氢键相互作用形成具有一定结构的层状排列。

在三维结构中,高分子链通过包容物或交联等方式形成网络状结构。

这些二维和三维结构对高分子聚合物的力学性能和化学性质有重要影响。

二、高分子聚合物的性能2.1物理性能高分子聚合物通常具有较高的柔韧性、弹性和导电性能。

这些性能使得高分子聚合物在各个领域中被广泛应用,如塑料制品、橡胶制品和电子器件等。

2.2化学性能高分子聚合物通常具有较高的化学稳定性和耐酸碱性。

它们不容易与常见的溶剂、酸和碱发生反应,具有较好的耐腐蚀性。

同时,高分子聚合物还可以通过化学修饰来改变其性质和用途。

2.3热性能高分子聚合物通常具有较低的热导率和较高的热膨胀系数。

这使得高分子聚合物在高温条件下容易熔化和变形。

为了提高高分子聚合物的热性能,通常需要添加填充剂或进行交联改性。

2.4力学性能高分子聚合物的力学性能通常由其分子量、分子结构、取向和交联等因素决定。

高分子聚合物通常具有较低的弹性模量、较高的延展性和拉伸强度。

为了提高高分子聚合物的力学性能,可以通过增加分子量、调整分子结构和进行交联改性等方式进行改善。

第1章 高分子聚合物结构特点与性能

第1章  高分子聚合物结构特点与性能

牛顿流体的流变方程式为 非牛顿流体。

不服从牛顿流动规律的流动称为非牛顿型流动,具有这种流动行为的液体称为
K n 1 a a K n 1
1.3 聚合物的流变学性质
1.3.2 假塑性液体的流变学性质及其影响因素 1.假塑性液体的流变学性质
当n<1时,这种黏性液体称为假塑性液体。
对于假塑性流体而言,当流体处于中等剪切速率区域时,流体变形和流动所 需的切应力随剪切速率而变化,并呈指数规律增大;流体的表观黏度也随剪切 速率而变化,呈指数规律减小。这种现象称为假塑性液体的“剪切稀化”。
1.3 聚合物的流变学性质
1.3.2 假塑性液体的流变学性质及其影响因素 2.影响假塑性液体流变性的主要因素 (1) 聚合物本身的影响 支链程度越大,黏度就越高,则熔体的流动性就越低。 聚合物的相对分子质量较大时,宏观上表现为熔体的表观黏度加大。 聚合物中的相对分子质量分布越宽,聚合物的熔体黏度就越小,熔体流动性就 越好,但成型的塑件性能并不理想。 尽量使用相对分子质量分布较窄的材料。
1.4 聚合物成型过程中的物理化学变化
1.4.1 聚合物在成型过程中的物理变化 1.聚合物的结晶
聚合物一旦发生结晶,则其性能也将随之产生相应变化:
• • • • • • • • 聚合物密度增加; 使聚合物的拉伸强度增大; 冲击强度降低; 弹性模量变小; 聚合物的软化温度和热变形温度提高; 使成型的塑件脆性加大; 表面粗糙度值增大; 塑件的透明度降低甚至丧失。
1.1.2 高聚物的结构特点
图1.1 高聚物的结构示意图
1.1 高分子聚合物分子的结构特点
1.1.2 高聚物的结构特点 1.高分子链结构特点 2.高聚物的聚集态结构特点 (1)聚集态结构的复杂性 (2)具有交联网络结构

化学中的高分子结构与性能

化学中的高分子结构与性能

化学中的高分子结构与性能高分子是由大分子结构单元组成的材料,具有重量轻、强度高、化学稳定性强等特点,在各种领域得到了广泛应用。

高分子材料的性能取决于其结构和组成,下面将着重介绍高分子结构与性能之间的关系。

1. 高分子的结构高分子结构是指由大分子结构单元构成的分子链或网络结构。

大分子结构单元可以是单体,也可以是多个单体合成而成的共聚物或共价交联聚合物。

高分子材料的结构可以从分子量、分子形态和分子排列等方面来描述。

1.1 分子量分子量是高分子结构的一个重要参数。

分子量越大,高分子材料的物理力学性能越好。

例如,聚合物的拉伸强度是与分子量的平方根成正比的。

高分子材料的流动性和热性能也与分子量有关。

一般来说,分子量大的高分子材料的流动性较差,热稳定性和耐用度较高。

1.2 分子形态高分子的形态可以分为线性、支化、交联和网状等。

线性聚合物是由线性链段组成的,具有较大的分子量和晶化度。

支化聚合物的分子链上存在支链,分子量较小,但具有较好的物理力学性能。

交联聚合物是由多个不同的线性链连接而成的,形成了一个固定的空间结构,具有良好的横向性能和高耐热性能。

网状聚合物是交联聚合物的一种,其分子链形成了一个3D网络,具有较高的耐用性和化学稳定性。

1.3 分子排列高分子材料中,聚合物链的排列顺序对材料的性能有一定影响。

在共聚物中,单体的交替共聚会使聚合物链的排列成为均匀的随机顺序。

而若是聚合物链排列成为有序体系,则性能也会有所改变。

例如,具有一定结晶度的聚丙烯材料具有优异的强度和硬度性能。

而聚丙烯被设计为无法结晶是为了提高材料的柔韧性和针对特定应用的物化性质。

2. 高分子的性能高分子材料具有许多优秀的性能,如重量轻、耐用、良好的热稳定性和化学稳定性,以及良好的物理力学性能。

这与高分子的结构密切相关。

2.1 重量轻由于高分子材料具有大分子量,因此具有比相同体积的金属或陶瓷材料更轻的重量。

由于其重量轻,高分子材料在制备各种产品时可以提供更高的兼容性和易操作性。

高分子聚合物结构特点与性能-全文可读

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1.2.2聚合物的热力学性能
脆化温度 (θb) 高聚物呈脆性的
最高温度称脆化温度,
1. 非晶态高聚物的热力学性能
(1)典型理化性质温度
玻璃化温度 (θg ) 高聚物呈玻璃
态的最高温度为玻璃化温度; 是塑
件的最高使用温度。
粘流温度 (θf) 产生粘流态的最
低温度称为粘流温度 。是塑料的最 低成型温度。
1.3. 1 牛顿流动规律
⑵牛顿型溶体流动规律分析 流体层流模型研究: 流体流动看作许多层彼此相邻的薄液层 ,沿外力作用的
方向进行相对滑移。 剪切力F -为外部作用于整个流体的恒定剪切力; 液层面积;A -为向两端延伸的液层面积;
磨擦阻力F1 -为流体流动对所产生的 磨擦阻力 。在达到稳态流动后 ,F =-F1
⑴流体在管内的流动状态( 层流与湍流) 。 层流的特征: 流体质点的流动方向与流道轴线平行 ,其流动速度也相同 ,所有流体质 点的流动轨迹均相互平行 。Re<2300
湍流的特点: 质点的流动轨迹成紊乱状态,如图15b所示。R 。≥2300 流体的流动状态转变(由层流变为湍流)条件为
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
化学分解温度 (θd) 高聚物在高
温下开始发生化学分解的温度; 是 塑料的最高成型温度。
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
1.2.2聚合物的热力学性能 1. 非晶态高聚物的热力学性能
(2)三种力学状态
脆化温度 (θb) 玻璃化温度 (θg) 粘流温度 (θf)
①玻璃态: 当θb<θ<θg时 , 高
1 . 3 .4影响假塑性液体流变性的主要因素 ⑴聚合物结构对粘度的影响 ①链结构 :主链结构主要是由单键组成的呈现的非牛顿性较强 支链程度越大粘度就越高 ,则熔体的流动性就越低。 ②聚合物的相对分子质量及其分布 相对分子质量较大时 ,宏观上表现为熔体的表观粘度加大。 分子质量分布越宽,聚合物的熔体粘度就越小 ,熔体流动性就越好 ⑵聚合物中添加剂的影响 增塑剂的加人会使熔体粘度降低从而提高熔体的流动性 ⑶温度及压力对聚合物熔体粘度的影响 温度升高 , 降低粘度提高流动性(主要适用于:对切速率不是很敏感或其熔体

高分子材料的微观结构与物理性能研究

高分子材料的微观结构与物理性能研究

高分子材料的微观结构与物理性能研究引言:高分子材料是由大量重复单元结构组成的大分子化合物,其具有独特的物理和化学性质。

研究高分子材料的微观结构与物理性能之间的关系,对于优化材料性能、设计新材料具有重要意义。

一、高分子材料的微观结构高分子材料的微观结构是由聚合物链的排列方式和交联情况决定的。

主要有线性、支化和交联三种结构类型。

1. 线性结构线性高分子材料的聚合物链呈直线排列,没有交联点。

这种结构常见于聚乙烯、聚丙烯等材料中。

由于没有交联点的存在,线性高分子材料具有良好的可加工性和可拉伸性。

2. 支化结构支化高分子材料的聚合物链在聚合物链的主链上分支出若干侧链。

这种结构常见于聚苯乙烯、聚醚硫醚等材料中。

由于支化结构可以减少聚合物链的晶界区域,提高材料的柔韧性和热稳定性。

3. 交联结构交联高分子材料的聚合物链通过共价键交联形成三维网络结构。

这种结构常见于硅橡胶、聚氨酯等材料中。

由于交联结构的存在,材料具有较高的强度和耐热性。

二、高分子材料的物理性能高分子材料的微观结构直接影响其物理性能。

常见的物理性能包括力学性能、热性能、电性能等。

1. 力学性能高分子材料的力学性能包括强度、韧性、硬度等指标。

微观结构决定了材料的晶化程度、晶粒大小等因素,从而影响了材料的力学性能。

例如,线性高分子材料由于没有交联点,往往具有较高的韧性;而交联高分子材料由于其网络结构的存在,具有较高的强度。

2. 热性能高分子材料的热性能主要包括熔融温度、热变形温度等指标。

微观结构中的晶粒大小、晶化程度等因素影响了材料的热性能。

一般来说,材料中晶粒越大、晶化程度越高,其熔融温度和热变形温度越高。

3. 电性能高分子材料的电性能主要包括导电性、介电性等指标。

微观结构中的电荷分布和电子运动情况影响了材料的电性能。

对于具有共轭结构的高分子材料,可以实现电荷的输运和电子的共享,从而具有较好的导电性能。

三、微观结构与物理性能的关系高分子材料的微观结构对其物理性能具有非常重要的影响。

高分子聚合物结构与性能

高分子聚合物结构与性能

高分子聚合物结构与性能高分子聚合物是由许多重复单元通过化学键连接形成的巨大分子。

它们在人类社会中发挥着重要的作用,广泛应用于塑料、橡胶、纤维和膜等领域。

高分子聚合物的结构和性能紧密相关,对于理解和应用这些材料至关重要。

在本文中,我们将探讨高分子聚合物的结构特点以及它们如何影响材料的性能。

第一部分:高分子聚合物的结构高分子聚合物的结构通常由四个方面来描述:聚合度、分子量分布、链结构和侧链。

1. 聚合度聚合度是指聚合物中重复单元的数量。

聚合度高,即重复单元数量多的聚合物通常具有更大的分子量。

聚合度可以影响聚合物的物理性质,如溶解性、熔点和力学性能。

2. 分子量分布分子量分布描述了聚合物样品中分子量的分布情况。

分子量分布可以分为窄分子量分布和宽分子量分布。

窄分子量分布表示聚合物样品中分子量接近的程度,而宽分子量分布意味着分子量差异较大。

3. 链结构高分子聚合物可以存在不同的链结构,包括直线链、支化链和交联链等。

直线链是聚合物中重复单元直接相连的链结构,而支化链和交联链则有额外的支链或交联单元。

4. 侧链聚合物的侧链是指与主链相连的额外分支。

侧链的类型和长度可以对聚合物的性能产生重要影响。

例如,具有疏水性侧链的聚合物可能表现出更好的疏水性能。

第二部分:高分子聚合物的性能高分子聚合物的性能受其结构的影响。

下面将讨论结构对热性能、力学性能和光学性能的影响。

1. 热性能高分子聚合物通常具有较低的熔点和玻璃化转变温度。

聚合度高和交联度高的聚合物通常具有较高的熔融温度。

热性能对于聚合物在高温环境下的应用具有重要意义。

2. 力学性能高分子聚合物的力学性能是其在受力作用下的表现。

聚合度和交联度对力学性能有重要影响。

聚合度高的聚合物往往具有更高的拉伸强度和耐磨性。

3. 光学性能高分子聚合物的光学性能与其透明度和折射率相关。

聚合物中杂质的存在可能会导致光学性能下降。

聚合物的结构变化可以改变其在光的传输和反射方面的性能。

结论高分子聚合物的结构和性能紧密相连。

高聚物的结构与性能要点解析

高聚物的结构与性能要点解析
49
(2)侧基---取代基
①取代基极性 极性取代基将增加分子内的相互作用,使内旋转困难。侧
基的极性越大,相互作用越强,单键内旋转越困难,分子链柔 顺性越差。
分子主链上极性取代基的密度越大,其内旋转越困难,柔 性也越差。
50
②取代基的体积 空间位阻效应:对于非极性取代基, 取代基的体积
越大, 内旋转越困难, 柔性越差。 ③取代基的对称性
53
(4)支链和交联
短支链会阻碍单键内旋转,使高分子链柔顺性减小。但增大 分子链之间的距离,削弱了分子间的相互作用,提高高分子链的 柔顺性起主导作用,所以短支链对链柔性有一定改善作用;长支 链则阻碍单键内旋转起主导作用,导致柔顺性下降。
交联时,交联点附近的单键内旋转便受到很大的阻碍,分子 链的柔顺性减小。不过,当交联点的密度较低,交联点之间的链 足够长时,交联点间的距离大于链段长度,仍然能表现出相当的 柔性。如含硫2-3%的橡胶,对链的柔顺性影响不大。随着交联 密度的增加,交联点之间的链长缩短,链的柔顺性便迅速减小。 交联点密度足够高时,高分子可能完全失去柔顺性。如交联度达 到一定程度的橡胶(含硫30%以上),因不能旋转而变成硬橡胶。
例:塑料制品、橡胶制品等冬天硬、夏天软。聚苯乙烯,室 温下链的柔顺性差,聚合物可作为塑料使用,但加热至一定 温度时,也呈现一定的柔性。顺式聚1,4-丁二烯,室温时 柔顺性好可用作橡胶,但冷却至-120℃,却变得硬而脆。
56
②外力 外力作用时间长(作用速度缓慢),柔性容易显示;
外力作用时间短(外力作用速度快),高分子链来不及通 过内旋转而改变构象,柔性无法体现出来,分子链表现刚 性。
28
③ 嵌段共聚
— A—A — A—A—B — B—B—A—A — A—

塑料模具设计习题

塑料模具设计习题

《塑料成型工艺与模具设计》习题集第一章高分子聚合物结构特点与性能一.填空1、根据聚合物分子链结构特点,聚合物分为三种类型:﹑和。

2、线型聚合物随温度变化有三种物理状态:﹑和。

3、聚合物在成型过程中的物理和化学变化包括:﹑﹑﹑。

第二章塑料的组成与工艺特性一.填空1塑料的组成为和。

塑料主要特性决定于前者,而后者又有多种类型,包括、﹑﹑﹑﹑等。

2塑料按合成树脂的分子结构及特性分和。

按塑料的用途分为﹑和。

3常用的热塑性塑料有:﹑﹑﹑﹑、﹑、、。

常用的热固性塑料有:﹑、。

二.判断1、填充剂是塑料中必不可少的成分。

﹙﹚2、在塑料中加入能与树脂相容的高沸点液态或低熔点固态的有机化合物,可以增加塑料的塑性﹑流动性和柔韧性,并且可改善成型性能,降低脆性。

﹙﹚3、不同的热固性塑料其流动性不同,同一种塑料流动性是一定。

﹙﹚4根据热固性塑料的固化特性,在一定的温度和压力的成型条件下,交联反应完全结束,也就达到固化成型了。

﹙﹚5热塑性塑料的脆化温度就是玻璃化温度。

﹙﹚6不同的热塑性塑料,其粘度也不同,因此流动性不同。

粘度大,流动性差;反之,流动性好.﹙﹚7对结晶性塑料,一般只达到一定程度的结晶,结晶度大,强度、硬度、耐磨性、耐化学性和电性能好;结晶度小,则塑性、柔软性、透明性、伸长率和冲击强度大。

因此,可通过控制成型条件来控制结晶度,从而控制其使用性能。

﹙﹚8对于热敏性塑料,为防止成型过程中出现分解,一方面可在塑料中加热稳定剂,另一方面可控制成型温度和加工周期。

﹙﹚9第三章塑料成型工艺及塑料制件的结构工艺性一.填空1、注射成型工艺包括:﹑﹑。

其中完整的注射过程包括:﹑﹑﹑﹑﹑﹑、。

2、注射成型需要控制的温度参数有:﹑和。

二.判断1、压缩模塑成型主要用于热固性塑料的成型,也可用于热塑性塑料的成型。

﹙﹚1.模压热固性塑料时通常需排气1~2次,目的是排除水分﹑挥发物和化学反应产生的低分子副产物。

﹙﹚2.塑件的退火处理温度一般控制在相变温度以上10~20℃或低于热变形温度10~20℃。

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• 1)高聚物固体及其溶液的力学性质是固体弹性和液体 粘性的综合(粘弹性),而且,在一定条件下,又能 表现出相当大的可逆力学形变(高弹性);
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2)恒温下,能抽丝获制成薄膜,也就是说,高分子 材料会出现高度的各向异性;
• 3)高聚物在溶剂中能表现出溶胀特性,并形成居于 固体和液体之间的一系列中间体系;
26
吹塑成型受力:拉伸力
27
压缩成型受力:剪切力-静压力
28
(1)成型中熔体受力分析:
• 液体在平直圆管内受切应力而发生 流动的形式:
• 1)层流:液体的流动是按许多彼此 平行的流层进行的,同一层之间的 各点的速度彼此相同。如果增大流 动速度,使其超过一定的临界值, 则流动即转为紊流(湍流)。
19
体型聚合物的物理状态
• 高度交联的体型聚合物(热固性树脂)由于分子运动阻 力很大,一般随温度发生的力学状态变化较小,所以 通常不存在粘流态甚至高弹态,即遇热不熔,高温时 则分解。
20
1.3 聚合物的流变学性质
• 1.3.1 牛顿流动定律 • 1.3.2 指数流动定律 • 1.3.3 假塑性液体的流变学性质 • 1.3.4 影响聚合物流变性质的因素 • 1.3.5 热塑性和热固性聚合物流变行为
• 1)分子量的大小:聚合物的高分子含有很多原子数、相对分子质 量很高,分子是很长的巨型分子,使得聚合物在热力学的性能、 流变学的性质、成型过程的流动行为和物理化学变化等方面有着 它自身的特性。聚合物相对分子质量一般都大于104,但相对分子 质量的大小还不足以表达分子的结构特性。
• 2)高分子化合物具有多分散性: • 概 念:因同一聚合物体系内各个大分子的相对分子质量会因聚合
即:
用切应变γ代替dx/dr,式(2.2)可改写为:
式(1.3)
式中 —单位时间内的切应变,称为剪切速率(s-1)。 由1.2和1.3,速度梯度和剪切速率,两者在数值上相等。
33
牛顿流变方程
• 牛顿在研究液体流动时发现,温度一定时,低分子液体在流 动时的切应力和剪切速率之间存在着如下关系 :
——单位时间内的切应变,称为剪切速率(s-1)。 η为比例常数,称为剪切粘度亦称牛顿粘度,是液体 自身固有的属性,反映了液体的粘稠性,η的大小表征 液体抵抗外力引起变形的能力。
• 液体的η值(剪切粘度)与其分子结构和所处温 度有关。
• η越大,液体的粘稠性越大,切应变和流动越 不容易发生,如要发生则需要比较大的切应力。
36
(4)聚合物流动规律
• 由于大分子的长链结构和缠结,聚合物熔体的 流动行为远比低分子液体复杂。
• 在宽广的剪切速率范围内,这类液体流动时剪 切应力与剪切速率不再成正比,在一定的温度 下,流体的粘度已不是一个常数,它将随着剪 切速率或切应力而变化。
18
完全结晶性聚合物的物理状态
• 图1.3曲线2。 • 1)和θf对应的温度叫熔点
θm是结晶型聚合物熔融和 凝固之间的临界温度; • 2)完全结晶型聚合物在 θg~θm之间基本上不呈高 弹态(应变量基本保持不 变),并且熔点很高。 • 采用一般的成型方法难以 使其成型,例如聚四氟乙 烯塑件通常采用冷压后烧 结成型的方法制成。
第1章 聚合物结构 特点与性能
主讲:叶东
1
本章学习的内容
1.聚合物分子的结构特点 2.聚合物的热力学性能 3.聚合物的流变方程 4.聚合物熔体在成型过程中的流动状态 5.聚合物在成型过程中的物理化学变化
2
聚合物的概念
• 高分子聚合物:由成千上万的原子,主要以共价键 相连接起来的大分子组成的化合物。
21
• 流变学:研究物质变形与流动的科学称为 流变学。
• 研究对象:聚合物在外力作用下产生的应力、
应变和应变速率等力学现象与自身粘度之间的关 系,以及影响这些关系的各种因素。 • 聚合物在成型过程中的流变学性质主要指:
剪切粘度随切应力或剪切应变速率改 变而产生的变化的情况。
22
1.3.1 牛顿流动定律
分子间的作用力; • 使聚合物的强度、硬度、刚度及熔点、耐热
性和耐化学性等性能有所提高 • 与链运动有关的性能如弹性、伸长率和冲击
强度等则有所降低。
11
• 无定形聚合物的结构:其分子排列是杂乱无章的、 相互穿插交缠的。但在电子显微镜下观察,发现 无定形聚合物的质点排列不是完全无序的,而是 大距离范围内无序,小距离范围内有序,即“远 程无序,近程有序”。
9
三、固体聚合物的聚集结构
• 结晶型 • 无定形 • 结晶型聚合物由“晶
区”(分子作有规则紧密排 列的区域)和“非晶区”(分 子处于无序状态的区域)所 组成,如图1.2所示。 • 晶区所占的重量百分数称为 结晶度。
10
结晶型聚合物的性能
• 结晶对聚合物的性能有较大影响: • 由于结晶造成了分子紧密聚集状态,增强了
16
四个温度
• θb——脆化温度:当温度低于θb时,物理性能将发生变化, 在很小的外力作用下就会发生断裂,使塑料失去其使用价值, 它是塑料制件使用的下限温度。
• θg——玻璃化温度:当温度高于θg时,塑料不能保持其尺 寸的稳定性和使用性能,是塑料制件使用的上限温度。
• 从塑料制件的使用角度看,θb和θg间的范围越宽越好。 • θf——粘流化温度:聚合物在温度高于θf时处于粘流态,粘
流态也称熔融状态或熔体。 • θf和θd这一温度范围用来进行注射、压缩、压注和挤出成型
加工等。 • θd——热分解温度:当温度升高到θd时,聚合物便开始分
解,θd称为热分解温度。
17
聚合物温度与成型工艺
• θg—θf:气动成形工艺(中空吹塑、真空吸塑、 压缩气体成形);
• θf和θd:注射、压缩、压注和挤出等成型工艺。
由于F与管壁的摩擦阻力以及各液层间的粘滞阻力共同构成对液 体的剪切作用,作用于液层上的切应力为:
切应力的作用下,液体的应 变表现为液层以均匀的速度ν沿 剪切力作用方向移动。
液层间的粘性阻力和管壁的 摩擦力使相邻液层间在移动方向 上存在速度差。
管中心阻力最小,液层速度 最大;管壁液层同时受到液体粘 性阻力和管壁摩擦力的作用,速 度最小;管壁处液层的移动速度 为零(假定不产生滑动)。
• 聚合物熔体分为:牛顿型、非牛顿型 • 牛顿型的熔体可以用牛顿剪切流动规律
(亦称牛顿流动定律)描述其流变学性质。 • 大多数塑料是非牛顿型熔体!
23
聚合物熔体在成型的受力情况:
• 聚合物成型主要受到三种力: • 剪切力 • 拉伸应力 • 静压力
24
注射成型熔体受力:剪切力
25
挤出成型受力:剪切力 拉伸力
❖ 温度变化时,聚合物的受力行为也发生变化,呈现出不 同的力学状态,表现出分阶段的力学性能特点。
• 图1.3所示,线型 无定形聚合物(曲 线1)和线型结晶型 聚合物(曲线2)受 恒力作用时变形程 度与温度关系的曲 线,也称热力学曲 线。
14
聚合物的热力学曲线
三种状态 四个温度
15
三种状态
变1.玻形璃程态度:小温而度且较是低可(逆低流于的θ,g温但度弹)时性,模曲量线较基高本,上聚是合水物平处的于, 一种刚性状态,表现为玻璃态。物体受力变形符合虎克定律, 应变与应力成正比。 • 2.高弹态:当温度上升(在θg至θf之间)时,曲线开始急剧变 化,但又很快趋于水平,聚合物的体积膨胀,表现为柔软而 富有弹性的高弹态。聚合物变形量很大,而弹性模量显著降 低,如去除外力,变形量可以回复,弹性是可逆的。 • 3.粘流态:如果温度继续上升(高于θf)聚合物即产生粘性 流动,成为粘流态。聚合物的变形是不可逆的。
• 聚合物熔体的流变行为分为: 牛顿型 假塑性 膨胀性 复合性
• 大多数塑料属于——假塑性流体(非牛顿型)
37
38
1.3.2 指数流动定律
• 在注射成型中,除聚酰胺、聚碳酸脂等近似视为牛顿流体, • 绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体。
• 非牛顿流体近似地服从Qstwald—DeWaele提出的指数流动 定律,表达式为:
34
(3)牛顿流动定律的意义
• 应变随应力作用的时间线性地增加,且粘 度保持不变(定温情况下),应变具有不可 逆性质,应力解除后应变以永久变形保持 下来。
• 即:温度不变的情况下,剪切速率的变化 不影响流体的粘度。
35
牛顿型—非牛顿型液体
• 1)牛顿型液体:流动行为服从牛顿流动规律的 流体。
• 2)非牛顿型液体:流动行为不服从牛顿流动规 律的流动称为非牛顿型流动,具有这种流动行 为的液体称为非牛顿液体。
• 2)紊流(湍流):液体各点速度的大小 和方向都随时间而变化。
• 举例:流动的河水。 (平稳流动的河水——层流) (急流——紊流)
29
层流和紊流的区分
• 层流和紊流以液体的雷诺数Re区分,通常凡Re在21004000时均为层流,大于4000则为紊流(湍流)。
• 由于注射成型时聚合物熔体的雷诺数一般都远远小于 2100,故可将它们的流动形式视为液体层流。
• 树脂都属于高分子聚合物,简称高聚物或聚合物。 • 塑料的主要成分是树脂(高分子聚合物)。 • 树脂可分成天然树脂和合成树脂。 • 天然树脂:松香、虫胶等。特点:无明显熔点,受
热后逐渐软化,可熔解于溶剂而不溶于水。 • 合成树脂:用人工方法合成的树脂。塑料一般都是
以合成树脂为主要原料制成的。
3
高分子与低分子化合物的区别
• 线型聚合物——热塑性塑料 • 体型聚合物——热固性塑料 • 1.线型聚合物的物理特性:具有弹性和塑性,在适当
的溶剂中可以溶解,当温度升高时则软化至熔化状态 而流动,且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在, 因而可以反复成型。 • 2.体型聚合物的物理特性:脆性大、弹性较高和塑性 很低,成型前是可溶和可熔的,而一经硬化(化学交联 反应),就成为不溶不熔的固体,即使在再高的温度下 (甚至被烧焦碳化)也不会软化。
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