中国科学技术大学：《高聚物的结构与性能》课程教学资源（讲稿）从高分子运动的温度依赖性看高分子运动特点

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从高分子运动的温度依赖性 看高分子运动特点 主讲 :朱平平

高分子热运动的殊性 运动单元多重:整链、链段、侧基、支链等 热运动是个速度过程,具有明显的弛豫性 (小分子的弛豫时间只有10~10秒) 温度的影响很重要

高分子热运动的特殊性： ¾运动单元多重：整链、链段、侧基、支链等 ¾热运动是个速度过程，具有明显的弛豫性 （小分子的弛豫时间只有 秒） ¾温度的影响很重要 9 1 0 10 ~ 1 0 − −

室温下的有机玻璃(PMMA)坚硬且透 明,但在Tg以上,开始出现类似橡胶的高弹 性 >室温下的橡胶是柔软而富有弹性的材料,但 在T以下,却是像玻璃一样硬而脆 飞机下降机场,其轮胎在与跑道高速接触 瞬间,弹性就要差得多

¾室温下的有机玻璃（PMMA）坚硬且透 明，但在Tg以上，开始出现类似橡胶的高弹 性 ¾室温下的橡胶是柔软而富有弹性的材料,但 在Tg以下，却是像玻璃一样硬而脆 ¾飞机下降机场，其轮胎在与跑道高速接触 瞬间，弹性就要差得多

改交的条 温度 外力作用速率 时间与温度具有等同的作用效果,可以 相互转换(时温等效原理)

改变的条件： ¾温度 ¾外力作用速率 ¾时间与温度具有等同的作用效果，可以 相互转换（时温等效原理）

一种髙聚物,是塑料还是橡胶,完全可以 由温度或时间来决定 >仅仅通过改变温度或外力作用速率,在没 有发生相态转变的情况下,其物理性能就能 发生很大的变化 为什么温度(或时间)对高聚物的性能能 有如此重要的影响?

¾一种高聚物，是塑料还是橡胶，完全可以 由温度或时间来决定 ¾仅仅通过改变温度或外力作用速率，在没 有发生相态转变的情况下，其物理性能就能 发生很大的变化 ¾为什么温度（或时间）对高聚物的性能能 有如此重要的影响？

不同的力学状本一不同的变形能力: 玻璃态 高弹态 同一种相态一液态 粘流态 注意:力学状态不是热力学状态

不同的力学状态—不同的变形能力： 玻璃态 高弹态 粘流态 同一种相态 —液态 注意：力学状态不是热力学状态

考交温度 玻璃态高弹态 高弹态粘流态 注意:T和不是相转交流度

转变温度： 玻璃态 高弹态 高弹态 粘流态 Tg Tf 注意：Tg和Tf不是相转变温度

从分子运动角度 高分子处于不同的运动状态 不同的力学状态 高聚物表现出不同的性质

从分子运动角度： 高分子处于不同的运动状态 不同的力学状态 高聚物表现出不同的性质

玻璃态: 链段运动被冻结,或>>t 只有更小的单元才能运动 性质与小分子玻璃差不多,比较坚硬, 受力时形变量很小

玻璃态： ¾链段运动被冻结，或 ¾只有更小的单元才能运动 ¾性质与小分子玻璃差不多，比较坚硬， 受力时形变量很小 τ >> t

高弹态: >链段开始可以运动,或T~t >链的构象可以发生变化 蜷曲链受力扩张,产生大形变 外力除去后,自发地回复到蜷曲形态 柔软,受力时形变量很大

高弹态： ¾链段开始可以运动，或 ¾链的构象可以发生变化 ¾蜷曲链受力扩张，产生大形变 ¾外力除去后，自发地回复到蜷曲形态 ¾柔软，受力时形变量很大 τ ~ t