高聚物的力学状态作业

⒈请阐述非晶态高聚物的力学状态及原因。

随着温度的变化，高聚物的形变能力发生变化，呈现分阶段的力学状态。非晶态高聚物的力学状态分别为玻璃态、高弹态和粘流态。

①玻璃态：当温度较低时，分子热运动能量很小，链段和大分子链的运动都

被冻结。高聚物受到恒定外力作用时，仅有键长和键角的微小改变，形变量很小，弹性模量较大，此时的形变是可逆的，属于普弹形变。上述力学状态称之为玻璃态。

②高弹态：当温度进一步提高时，分子热运动能量增加，链段能够自由旋转，

但大分子链仍被冻结，此时高聚物受外力作用，链段自由运动使长链大分子卷曲和伸展，所以形变量很大，而弹性模量则较小。当外力除去后，通过链段运动又可恢复原状，因此该阶段的形变也是可逆的。这种大变形量高弹性的弹性形变的力学状态称为高弹态。

③粘流态：当分子热运动的能量继续增加，链段和大分子链均能发生运动，

此时高聚物在外力作用下，大分子链发生相对滑移，形变量急剧增加，产生很大的不可逆的流动变形，出现粘性流动现象。这种粘性流动形变状态称之为粘流态。

⒉什么是玻璃化温度？有什么特点？如何应用玻璃化温度？

ⅰ）玻璃化温度：使高聚物保持玻璃态的上限温度。常以

T表示。

g

ⅱ）玻璃化温度

T是温度升降时，高聚物由玻璃态向高弹态或由高弹态向玻

g

璃态转化的温度，其本质是高聚物的分子链运动刚被解冻或冻结的温度。

ⅲ）玻璃态是塑料的使用温度，凡室温下处于玻璃态的高聚物都可用作塑料。

⒊通过实例说明高分子材料性能的特点。

聚四氟乙烯：它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，其结构简式为-[-CF2-CF2-]n- ，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，是当今世界上耐腐蚀

性能最佳材料之一，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化，广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的场合。有密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力、耐温优异（能在+250℃至-180℃的温度下长期工作）。聚四氟乙烯本身对人没有毒性。

聚酰胺(PA，俗称尼龙)：PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。