聚合物成型加工第2章PPT文档格式.ppt

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大大分分子子链链段段都都被被冻冻结结，侧侧基基、支支链链、链链节节等等还还可可以以运运动动，当当温温度度比比Tg低低很很多多时时，只只有有原子振动、键角变化原子振动、键角变化高弹态高弹态TgTf1.1.模量低模量低101055101077PaPa2.2.形变大形变大100%100%1000%1000%3.3.高弹形变（与时间有关，可逆）高弹形变（与时间有关，可逆）链链段段沿沿力力作作用用方方向向作作取取向向位位移运动移运动粘流态粘流态TfTd1.1.模量很低模量很低2.2.形变很大形变很大3.3.形变不可回复，塑性变形形变不可回复，塑性变形*TfTd为为挤挤、注注射射、压压制制、压压延延、吹吹塑塑等等成成型型加加工温度范围工温度范围*TfTd宽易加工，窄难加工宽易加工，窄难加工*Tf不不仅仅与与聚聚合合物物一一次次结结构构有有关关，而而且且与与分分子子量量大大小小有有关关，分分子子量量大大，分分子子之之间间作作用用力力大大，Mn增增加加，Tf升升高高*Tf存在一温度范围存在一温度范围链链与与链链之之间间产产生生相相对对滑滑移移运运动动大大分分链链沿沿力力作作用用方方向向取取向向舒舒展展2.2结晶聚合物的力学状态一、结晶聚合物的温度一、结晶聚合物的温度形变形变曲线曲线11、由于结晶聚合物中有非结晶、由于结晶聚合物中有非结晶部分，故在曲线上看到部分，故在曲线上看到TgTg22、在在TgTgTmTm（熔点）之间，形熔点）之间，形变很小，故结晶聚合物比非结变很小，故结晶聚合物比非结晶聚合物耐热，如：

晶聚合物耐热，如：

一一般般聚聚合合法法的的非非结结晶晶PSPS，TgTg=80=80定向聚合法的结晶定向聚合法的结晶PSPS，Tm=230Tm=230240240*非结晶聚合物使用温度：

非结晶聚合物使用温度：

TxTxTgTg之间，之间，结晶聚合物使用温度：

结晶聚合物使用温度：

TxTxTmTm之间之间33、当温度进入熔限之后，如分子量不很大（如图中、当温度进入熔限之后，如分子量不很大（如图中MM11）则立即成流动状态，形变极大；

如分子量比较高则立即成流动状态，形变极大；

如分子量比较高（为图中（为图中MM22）就会出现高弹态，随着温度进一步提高，就会出现高弹态，随着温度进一步提高，才可能发生粘流（为聚四氟乙烯），由于粘流温度才可能发生粘流（为聚四氟乙烯），由于粘流温度高于分解温度，在到达粘流温度之前就分解了，故高于分解温度，在到达粘流温度之前就分解了，故一般加工方法无法使其成型，通常采用烧结法。

一般加工方法无法使其成型，通常采用烧结法。

*熔限熔限结晶聚合物从开始熔融到完全熔化有一温结晶聚合物从开始熔融到完全熔化有一温度范围，这一温度范围称之熔限，又称完全熔化时度范围，这一温度范围称之熔限，又称完全熔化时的温度为熔点的温度为熔点TTmm。

2.32.3聚合物成型加工方法与三态关系聚合物成型加工方法与三态关系玻璃态：

车、铣、钻、刨、锯等机械加工玻璃态：

车、铣、钻、刨、锯等机械加工高弹态：

热冲压、弯曲、真空成型高弹态：

热冲压、弯曲、真空成型粘流态：

挤出、注射、压迫、吹塑等成型粘流态：

挤出、注射、压迫、吹塑等成型2.4聚合物分子之间的作用力聚合物分子之间的作用力一、聚合物分子之间的作用力一、聚合物分子之间的作用力聚合物聚集态结构是分子间相互作用的结果。

聚合物聚集态结构是分子间相互作用的结果。

分子之间的作用力通常包括范德华力和氢键力。

它分子之间的作用力通常包括范德华力和氢键力。

它们是永远存在于分子之间的作用力，作用距离只能们是永远存在于分子之间的作用力，作用距离只能在几在几以内，随距离增大而很快衰减，这种作用力以内，随距离增大而很快衰减，这种作用力没有方向性和饱和性。

没有方向性和饱和性。

22、氢氢键键力力：

氢氢原原子子与与强强电电负负性性原原子子（如如FF、ClCl、OO、NN、SS等等）间间的的相相互互作作用用即即当当氢氢原原子子同同电电负负性性大大的的原原子子XX形形成成化化合合物物HXHX时时，HH原原子子上上有有多多余余的的作作用用力力，它它可可以以吸吸引引另另一一部部分分YRYR中中电电负负性性大大的的原原子子YY，生生成成分分子子之之间间的键的键XXHHYY，即为氢键。

即为氢键。

范范德德华华力力、氢氢键键力力统统称称次次价价力力、次次价价键键，数数量量级级为为0.10.11010千卡千卡/克分子克分子化化学学键键（主主键键）力力原原子子之之间间作作用用力力，数数量量级级为为100100200200千卡千卡/克分子克分子*虽然范德华力和氢键力的数量级比化学键力小两个虽然范德华力和氢键力的数量级比化学键力小两个数量级，但由于聚合物的分子量大，所以分子之间数量级，但由于聚合物的分子量大，所以分子之间的作用力是很大的。

的作用力是很大的。

二、分子之间作用力的效应二、分子之间作用力的效应11、聚聚合合物物长长链链分分子子作作用用力力很很大大，产产生生很很多多“物物理理结结点点”，形形成成“物物理理交交联联”，使使之之不不易易活活动动，构构成成一一个个聚聚集集体体，具具有有固固体体的的特特性性，而而且且有有很很高高的的粘粘度度，甚甚至至在在高高温温下也不能流动。

下也不能流动。

*“物物理理结结点点”使使分分子子链链与与链链之之间间“物物理理交交联联”起起来。

来。

*每个每个“物理结点物理结点”的力远比一个化学键的力小，但物的力远比一个化学键的力小，但物理结点总和的力比化学键力还要大，故高分子不能理结点总和的力比化学键力还要大，故高分子不能“汽化汽化”成气体，也不能从中抽出一条分子链。

成气体，也不能从中抽出一条分子链。

2、当分子内作用力大于分子之间作用力，则分子、当分子内作用力大于分子之间作用力，则分子链易卷曲成球状（叫链球），反之，则形成束状链易卷曲成球状（叫链球），反之，则形成束状结构；

在通常情况下，一般呈卷曲的形状。

结构；

三、影响物理结点数量、强度、稳定性的因素三、影响物理结点数量、强度、稳定性的因素11、与聚合物本身化学结构及组成有关、与聚合物本身化学结构及组成有关化学结构中含极性基团或拉电子能力强的原子（如化学结构中含极性基团或拉电子能力强的原子（如-FF、-ClCl、-CN-CN和和OO、SS、NN）的聚合物的结点较多；

结的聚合物的结点较多；

结构规整（或有对称结构）易结晶的聚合物（如聚乙构规整（或有对称结构）易结晶的聚合物（如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛等）结点较多。

烯、聚四氟乙烯、聚甲醛等）结点较多。

22、温温度度越越低低，结结点点的的数数目目越越多多，反反之之，随随着着温温度度提提高，结点数目减少，结点稳定性降低。

高，结点数目减少，结点稳定性降低。

四、高分子链运动的特性及高分子柔性四、高分子链运动的特性及高分子柔性高分子链运动的特性高分子链运动的特性两重性两重性高分子链可以整个分子链运动，也可以整个分子链中的一部分高分子链可以整个分子链运动，也可以整个分子链中的一部分“链段链段”运动。

运动。

这是由大分子内旋转特性决定的。

*“链段链段”指高分子链独立运动的单元，是在单键内旋转时指高分子链独立运动的单元，是在单键内旋转时沿着分子链方向被牵联的带动的部分。

主链上两个相邻的可沿着分子链方向被牵联的带动的部分。

主链上两个相邻的可内旋转的分子段称内旋转的分子段称“链段链段”。

高分子链运动模式高分子链运动模式转动和移动转动和移动高分子链的柔顺性高分子链的柔顺性高分子链能够改变高分子链能够改变其构象的性质其构象的性质由单键键合而成的高分子主链一般都是有一定内旋由单键键合而成的高分子主链一般都是有一定内旋转自由度，结构单元间的相对转动使得分子链成卷转自由度，结构单元间的相对转动使得分子链成卷曲状，这种现象称作为高分子链的柔顺性。

曲状，这种现象称作为高分子链的柔顺性。

1.高高分分子子主主链链中中的的单单键键（为为-C-C-C-C-C-）能能够够内内旋旋转转，使使分分子子链链由由一一种种形形状状变变为为另另一一种种形形状状（由由于于内内旋旋转转使使分分子子链链形形成成多多种种不不同同的的形形状状，称称为为内内旋旋转转异体，又称构象）异体，又称构象）称称“公转公转”。

*产生柔顺卷曲的原因产生柔顺卷曲的原因2.2.主主链链侧侧边边的的单单键键还还能能够够左左右右转转动动，从从而而改改变变分分子形状子形状称称“自转自转”。

3.3.高高分分子子单单键键的的内内旋旋转转指指一一个个键键可可以以绕绕着着它它邻邻近近的的键键，按按一一定定角角度度（键键角角）来来旋转。

旋转。