高聚物物理性能

第五章 高聚物的物理性能

第一节 高聚物的物理状态

高聚物的聚集态结构，根据链结构的规整性和能否结晶可分为两类： 结晶性高聚物（有规则排列） 非结晶性高聚物（无规则排列）

链段运动——使高聚物具有高弹性

高聚物热运动具有两重性

整个分子链运动——使高聚物象液体一样具有粘

流性

热-机械曲线——形变-温度曲线：表示高聚物材料在一定负荷下，形变大小与

温度的关系曲线。

按高聚物的结构可以分为：线型非晶高聚物形变-温度曲线

结晶态高聚物形变-温度曲线 其他类型的形变-温度曲线三种

一、线型非晶态高聚物的物理状态

1.形变-温度曲线

A B C D E T b T g 温度（℃） T f

T b －脆化温度；T g －玻璃化温度；T f －粘流温度

可分为五个区

A 区（玻璃态）：内部结构类似玻璃，大分子不能运动，链段也不能运

动，在除去外力后，形变马上消失而恢复原状，可逆形变称为普弹性形变。

C 区（高弹态或橡胶态）：除了普弹形变外，主要发生了大分子的链段

形变（%）

位移（取向）运动。但整个大分子间并未发生相对位移，形变也可以消除，所以是可逆的弹性形变。

E 区（粘流态或塑化态）：当施加负荷时，高聚物象粘性液体一样，发

生分子粘性流动，大分子能运动，链段也能运动，形变不能自动全部消除，这种不可逆特性，称为可塑性。

B 区和D 区：为过渡区。其性质介于前后两种状态之间。

玻璃态

物理力学三态

高弹态 （是一般非晶态高聚物所共有的）

粘流态

2.非晶态高聚物三种物理状态的力学行为特征和形变机理

3.三态之间的转变

随温度的变化而逐渐变化过程 玻璃态 ⇔高弹态⇔ 粘流态 4.注意问题

1/ T g 是大分子链段能运动的最低温度，高弹态的出现是链段运动的产物。 2/ T g 与柔性的关系：柔性大，T g 低，反之。刚性大，T g 高。 3/ T g 与T f 的使用价值

T g 是塑料、纤维的最高使用温度

T f 是橡胶的最低使用温度，也是高聚物成型加工温度。 5.线型非晶态高聚物的物理力学状态与相对分子质量的关系

1 2－相对分子质量很大

1/ 结晶态高聚物按成型工艺条件的不同可以处于晶态和非晶态。 2/ 晶态高聚物的形变-温度曲线可以分为 ①一般相对分子质量 结晶高聚物只有两态：

在T m 以下处于晶态，这时与非晶态的的玻璃态相似，可以作塑料或纤维使用；

在T m 以上时处于粘流态，可以进行成型加工。 ②相对分子质量很大 高聚物有三种物理力学状态：

温度在T m 以下时为玻璃态，温度在T m 与T f 之间时为高弹态，温度在T f 以上

温度（℃）

形变（%）