获得耐热性高分子要怎麼设计解析

工业上常采用维卡软化温度、热变形温度、马丁耐热 温度等实用测量方法来表征。
除温度外，还应包括材料耐温的时间，环境的影响及 材料性能变化的程度等。
提高材料耐热性的关键是提高材料的Tg、 Tm和Td，主要方法为：
1）提高分子链的刚性 2）提高分子链的规整性 3）采用交联方法 4）采用复合方法 5）原则上从提高分子化学键键能
1）提高分子链的刚性
在主链中减少单键，引入共轭双键或环状结构。 大部分耐热高分子主链上有此类结构，如聚砜， gT=190℃，结构式为：
2）提高分子链的规整性
提高结晶度；或引入极性基团，使分子间产生 氢键，增强分子间作用力，提高Tg。如普通的 无规聚苯乙烯（a-PS）的Tg =100℃，而全同 立构聚苯乙烯（i-PS）可以结晶，其熔点 Tm=240℃。
主要方法有
1）增塑法。采用凝固点低、粘度大、沸点高、蒸汽压低的 增塑剂，降低Tg 。
2）改性法。改变橡胶分子链结构（如顺式、反式结构比 例），降低结晶速度。硅橡胶（聚二甲基硅氧烷）是一种既 耐热又耐寒的优良橡胶。使用温度从-70℃到250℃，原因 在于一则Si—O键的键能大（大于C—C键），不易热分解， 二则其内旋转位垒低，分子链柔顺性好。
Baidu Nhomakorabea 5）原则上提高分子化学键键能
在橡胶材料的耐热性。为了保证橡胶高弹性不受损，不能采用 提高分子链刚性、或结晶、交联等方法，原则上只能从提高分 子化学键键能着手（选用耐热橡胶品种），使之不易发生热降 解或热交联。 改善橡胶材料的耐寒性。原则上应考虑增大分 子链柔顺性，减少分子间作用力，削弱分子链中规整部分的化 学结构和组成，降低Tg，降低结晶能力。
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评价高分子材料的耐热性和耐寒性，即要求在使 用的温度环境中，材料在相对长时间内不发生上 述变化。
对于结晶度高的材料，其使用温度主要由熔点Tm决定； 对于无定型高分子材料，使用温度主要由玻璃化温度 Tg决定。对于塑料来讲，Tg是其耐热性的标志，对于 橡胶而言，Tg则是耐寒性的标志。
此外，表征材料热性能的参数还有：分解温度Td（通 常Td>Tm或Tf）和脆化温度Tb（Tb<Tg）。
獲得耐熱 性高分子 要怎麼設 計?
高分子耐热材料
有机高分子材料在长期高温环境中，会发生两种 变化。一是物理变化，如软化、熔融等，破坏尺 寸稳定性；另一种是化学变化，如发生分解、氧 化、环化、交联、降解等反应，破坏成分稳定性。
在低温或超低温环境中，高分子材料则可能出现 硬化、脆化等现象。材料发生这些变化将导致性 能下降，寿命缩短，乃至失去使用价值。
3）采用交联方法
限制分子链运动，既提高耐热性，又提高物理、 力学性能。如辐射交联的聚乙烯，耐热温度达 250℃，远高于聚乙烯的熔点；又如具有交联 结构的热固性树脂，其耐热性一般都较好。
4）采用复合方法
如尼龙-66的热变形温度约80℃，将其与30%的 玻璃纤维复合后，不仅强度提高，热变形温度 也升高到250℃。