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聚合物聚集及結構

聚合物聚集及結構
  聚合物聚集結構是指高聚物分子鏈之間的幾何排列和堆砌結構,包括晶態結構、非晶態結構、取向態結構以及織態結構。結構規整或鏈次價力較強的聚合物容易結晶,例如,高密度聚乙烯、全同聚丙烯和聚酰胺等。結晶聚合物中往往存在一定的無定型區,即使是結晶度很高的聚合物也存在晶體缺陷,熔融溫度是結晶聚合物使用的上限溫度。結構不規整或鏈間次價力較弱的聚合物(如聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)難以結晶,一般為不定型態。無定型聚合物在一定負荷和受力速度下,于不同溫度可呈現玻璃態、高彈態和黏流態三種力學狀態(見下圖)。玻璃態到高彈態的轉變溫度稱玻璃化溫度(Tg),是無定型塑料使用的上限,橡膠使用的是下限溫度。從高彈態到黏流態的轉變溫度稱黏流溫度(Tf),是聚合物加工成型的重要參數。
  當聚合處于玻璃態時,整個大分子鏈和鏈段的運動均被凍結,宏觀性質為硬、脆、形變小,只呈現一般硬性固體的普彈形變。聚合物聚集處于高彈態時,鏈段運動高度活躍,表現出高形變能力的高彈性。當線型聚合物在黏流溫度以上時,聚合物變為熔融、黏滯的液體,受力可以流動,并兼有彈性和黏流行為,稱黏彈性。聚合熔體和濃溶液攪拌時的爬桿現象,擠出物出口模時的膨脹現象以及減阻效應等,都是黏彈行為的具體表現。其他如聚合物的蠕變、應力松弛和交變應力作用下的發熱、內耗等均屬黏彈行為。

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