第一章 聚合物的加工性质
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第一章 聚合物加工的理论基础加工性:聚合物加工是将聚合物转变成实用材料或制品的一种工程技术。
可挤压性:指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形变的能力。
熔融指数:用定温下2180克重物挤出时10分钟内聚合物从出料孔挤出的重量(克)来表示,其数值称为熔融指数(MI 或MFI )。
可模塑性:材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。
可纺性:聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。
可延性:无定形或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力第二章 聚合物的流变性质宾汉液体:当τ>τy 时,液体表现出与牛顿流体相似的复合型流体。
表观粘度:由于假塑性流体的粘度随γ′和σ而变化,所以人们用流动曲线上某一点的σ与γ′的比值,来表示在某一值时的粘度,这种粘度称为表观粘度,用ηa 表示指数定律:切力变稀:表观粘度随剪切速率增大而降低切力变稠:剪切作用使液体中有新的结构形成,引起阻力增加,表观粘度增大,并伴有体积膨大触变性液体(摇溶性流体):定温下表观粘度随剪切持续时间增加而降低的液体。
震凝性液体(反触变性液体):表观粘度随剪切时间的增加而增大的液体。
热塑性和热固性聚合物流变行为的比较:影响聚合物流变行为的主要因素:一、温度对粘度的影响当T 处于粘流温度以上不宽的温度范围内时:T 升高, η呈指数方式降低。
二、压力对粘度的影响在压力变化很小时,体积收缩不大,自由体积变化小,粘度变化也不大。
事实上,一种聚合物在正常的加工温度范围内,增加压力对粘度的影响和降低温度的影响有相似性。
这种在加工过程中通过改变压力或温度,都能获得同样的粘度变化效应称∙===n n n K dt d K dr dv K γγτ)()(∙-∙∙∙===1n n a K K γγγγτη为压力—温度等效性。
三、粘度对剪切速率或剪切力的依赖性当剪切速率增加时,大多数聚合物熔体的粘度下降,但不同种类的聚合物对剪切速率的敏感性有差别四、聚合物结构因素和组成对粘度的影响I.聚合物的链柔性柔性大,缠结多,解缠难,非牛顿性强,γ敏感性强;刚性大,η对T的敏感性强,升高T有利于加工。
第一章高分子聚合物结构特点和性能一、概念1.塑料:塑料是以高分子聚合物为原料,在一定温度和压力条件下可塑制成形的高分子材料。
2.高分子聚合物:由成千上万个结构相同的小分子单体通过加聚或缩聚反应形成的长链大分子。
例如:聚氯乙稀就是由氯乙烯(CH2=CHCl)单体通过加聚反应形成的长链大分子。
方括号内为高聚物的结构单元,也是其重复结构单元并简称为重复单元,也是也称为链节。
n代表重复单元数,又称为平均聚合度。
第一节聚合物分子的结构特点二、高分子合成反应高分子化合物一般是利用煤或石油中得到的有机小分子化合物作为单体,通过聚合反应而合成的。
具体的合成方法有加聚反应、缩聚反应等。
1. 加聚含有重键的单体分子,如乙烯、氯乙烯等,它们可以通过加成聚合反应得到聚合物。
在此反应过程中除了生成聚合物外,再没有任何其他产物生成,聚合物中包含了单体的全部原子。
这种反应可以在同一种物质的分子间进行(其反应产物称为均聚物),也可以在不同物质的分子间进行(其反应产物为共聚体)。
(2)缩聚反应含有双官能团或多官能团的单体分子,通过分子间官能团的缩合反应把单体分子聚合起来,同时生成水、醇、氨等小分子化合物,简称缩聚反应。
如聚酰胺是用已二胺和已二酸作为单体通过缩水聚合反应形成的长链高分子,同时形成水。
三、高分子物理结构1.高分子链的近程结构(1)高分子链结构单元的化学组成通常的合成高分子是由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链,高分子链的重复结构单元数目称为聚合度,高分子链一般分为碳链高分子(-C-C-C),杂链高分子(C-C-O-C),元素有机与无机高分子(O-Si-O,侧基有无有机基团)等,高分子链的化学组成不同,高分子的化学和物理性能不同。
(2)高分子链结构单元的键接方式键接方式是结构单元在分子链中的连接方式。
在缩聚反应中结构单元的连接方式是固定的。
而在共聚物与均聚物中的键接方式比较复杂。
以氯乙烯为例,其结构单元在分子键中的键接方式可以有三种,即头-尾键接,尾-尾键接和头-头键接。