什么是非晶态线型高聚物热力学三态

什么是非晶态线型高聚物热力学三态

线型非晶态高分子有多重运动单元。这是因为高分子链很长，除了高分子链是一个运动单元外，由若干个链节组成的链段也是一个个运动单元，这与小分子只有一个运动单元不同。由于这些链段的转动使线型非晶态高分子化合物具有柔性和弹性。线型非晶态高分子化合物在不同温度下处于不同的力学状态(参见图3-9-3)。这是因为在不同温度下在应力作用时高分子化合物发生的形变特点不同。当温度不高时，在受到一定的应力作用时，高分子的链段只发生微小的伸缩和转动，去掉应力后链段将恢复原形。这种形变是“普弹形变”，像玻璃受力发生形变一样。这种力学状态叫玻璃态。

升高温度，当温度超过一定值(Tg玻璃化温度)时，高分子化合物的链段可以作较大程度旋转。这时，高分子化合物在应力作用下，形变率很大。若应力取消后，分子链中链段恢复原位。这种形变叫“高弹形变”，相应的力学状态即称为高弹态。

再升高温度，当温度超过Tf
(粘流化温度)后，不仅高分子链中链段开始旋转，而且整个高分子链也开始发生位移，这时高分子化合物变成粘性流体。若把应力去掉，高分二f链发生的形变不可逆转。这种力学状态即称为粘流态。粘流态是一般高分子材料加工成型时使用的状态。高分子化合物的玻璃态温度区间是Tc—→Tg。Tc叫脆化温度，此时温度较低，高分子化合物很脆，在较大应力作用下无承受能力。高分子化合物的高弹态温度区间是T。一Tf。高分子化合物的粘流态温度区间是Tf→Td。Td是分解温度。高分子化合物的分子量很大，并且分子间相互缠绕，因此分子间作用力很大，与化学键在同一数量级上，因此当温度升高到一定程度下，高分子化合物尚未气化前，它的共价键已经断裂，发生分解反应。

常温下处在玻璃态的高分子化合物可以做塑料、纤维。Tc，越低，Tg越高，塑料、纤维的使用温度范围越大。常温下处在高弹态的高分子化合物可做橡胶。Tg越低、Tf越高橡胶的使用温度范围越大。常温下处于粘流态的高分子化合物称为流动性树脂。结晶型、体型高分子化合物的力学状态与线型非晶态高分子化合物不同，它们一般无高弹态，而体型高分子化合物无粘流态。