《高分子物理》课程教学资源（PPT讲稿）第5章 聚合物的分子运动和转变

第五章聚合物的分子运动和转变

第五章 聚合物的分子运动和转变

本讲内容 聚合物分子运动的主要特点 >运动单元的多重性 >分子运动的时间依赖性 >分子运动的温度依赖性 聚合物的粘弹行为的五个区域 聚合物的玻璃化转变 >玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量 结晶行为和结晶动力学 熔融热力学

聚合物分子运动的主要特点 ➢ 运动单元的多重性 ➢ 分子运动的时间依赖性 ➢ 分子运动的温度依赖性 聚合物的玻璃化转变 ➢ 玻璃化转变现象和玻璃化温度的测量 本讲内容 结晶行为和结晶动力学 熔融热力学 聚合物的粘弹行为的五个区域

·学习本章要重点掌握 ·高聚物的分子运动的时间依赖性—松弛 时间 ·热运动的温度依赖性—WLF方程； ·聚合物的粘弹行为的五个区域： 高聚物的玻璃化转变； ·高聚物的粘性流动

• 学习本章要重点掌握 • 高聚物的分子运动的时间依赖性——松弛 时间； • 热运动的温度依赖性——WLF方程； • 聚合物的粘弹行为的五个区域； • 高聚物的玻璃化转变； • 高聚物的粘性流动

引言 链结构不同的聚合物 有不同的宏观物性 高分子链的结构 近程结构 远程结构 (一茨结构) (兰茨结构) 化学组成 趨 分子构造 共聚物序列结构 小 柔顺性

链结构不同的聚合物 有不同的宏观物性 引 言 高分子链的结构 近程结构 （一次结构） 远程结构 （二次结构） 化 学 组 成 构 型 分 子 构 造 共 聚 物 序 列 结 构 柔 顺 性 大 小

引言 链结构相同而凝聚态结构不同 有不同的宏观物性 ▣ 晶态结构 口非晶态结构 口取向态结构 口液晶态结构（属于固液之间的相态） 口高分子合金

链结构相同而凝聚态结构不同 有不同的宏观物性 引 言  晶态结构  非晶态结构  取向态结构  液晶态结构（属于固液之间的相态）  高分子合金

引言 链结构和聚集态结构都相同 有不同的宏观物性 Rubber在低温下变硬 PMMA,T>100C,变软 尽管结构无变化，但对于不同温度或外力，分子运动是不同 的，所以物理性质也不同

链结构和聚集态结构都相同 有不同的宏观物性 引 言 Rubber 在低温下变硬 PMMA, T>100C, 变软 尽管结构无变化，但对于不同温度或外力，分子运动是不同 的，所以物理性质也不同

引言 讨论分子热运动的意义： 分子运动不同 链结构不同的聚合物 可有不同的宏观物性 链结构相同而凝聚态结构不同 可有不同的宏观物性 链结构和聚集态结构都相同 可有不同的宏观物性

引 言 讨论分子热运动的意义： 链结构不同的聚合物 链结构相同而凝聚态结构不同 链结构和聚集态结构都相同 可有不同的宏观物性 可有不同的宏观物性 可有不同的宏观物性 分子运动不同

高分子物理研究核心内容 聚集态结构 分子运动 宏观表现为 性能 结构 近程结构 决定了 远程结构

远 程 结 构 分子运动 性能 结构 聚 集 态 结 构 近 程 结 构 决定了 宏观表现为 高分子物理研究核心内容

高聚物分子运动的特点 1.整链的运动 5.1.1运动单元的多重性 2.链段的运动 3.链节的运动 4.侧基、支链的运动 1.整链的运动 5.晶区内的运动 以高分子链为一个整体作质量中心的移 动，即分子链间的相对位移。 聚合物加工中的流动 整链运动 的结果 聚合物使用中的尺寸不稳 定性（塑性形变、永久形变）

高聚物分子运动的特点 5.1.1 运动单元的多重性 1.整链的运动 以高分子链为一个整体作质量中心的移 动，即分子链间的相对位移。 聚合物加工中的流动 聚合物使用中的尺寸不稳 定性(塑性形变、永久形变) 整链运动 的结果 1.整链的运动 2.链段的运动 3.链节的运动 4.侧基、支链的运动 5.晶区内的运动

运动单元的多重性 2.链段的运动 由于主链σ键的内旋转，使分子中一部分链段相对于另一部分链段而 运动，但可以保持分子质量中心不变（宏观上不发生塑性形变）。 高弹性：链段运动的结果（拉伸一回复） 流动性：链段协同运动，引起分子质心位移 3.链节的运动 指高分子主链上几个化学键（相当于链节）的协同运动，或杂链高分 子的杂链节运动（普弹形变） 4.侧基、支链的运动 侧基、支链相对于主链的摆动、转动、自身的内旋转

运动单元的多重性 2.链段的运动 由于主链σ 键的内旋转，使分子中一部分链段相对于另一部分链段而 运动，但可以保持分子质量中心不变（宏观上不发生塑性形变）。 高弹性：链段运动的结果（拉伸—回复） 流动性：链段协同运动，引起分子质心位移 3.链节的运动 指高分子主链上几个化学键（相当于链节）的协同运动，或杂链高分 子的杂链节运动(普弹形变） 4.侧基、支链的运动 侧基、支链相对于主链的摆动、转动、自身的内旋转