chapter33材料科學基礎(chǔ)-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 ? 為了維持取向狀態(tài)，獲得取向材料，必須在取向后迅速使溫度降低到玻璃化溫度以下，使分子和鏈段“ 凍結(jié) ”起來，這種“ 凍結(jié) ”仍然是熱力學非平衡態(tài)。 2 高分子 填充劑體系（增強高聚物或復(fù)合材料） ? 碳墨補強橡膠的成功，標志著復(fù)合材料的開始。 高分子的相容性（ miscibility， patibility） ? 低分子的相容性是指兩種化合物能否達到分子水平的混合問題：能，就是相容；否則，就是不相容。 相容性好： 混合得好，得到的材料二相分散得小且均勻。 ? 例 2： PMMA韌性不足，將 MMA和 S共混后獲得MBS塑料，抗沖擊強度提高很多但成為不透明的材料。因為塑料作為連續(xù)相起到了保持原有的剛性和抗張性能的作用，而引入的分散相橡膠達到了吸收沖擊能量、分散沖擊能量的作用。例如 PVC，由于它的加工溫度接近分解溫度，只好加增塑劑使它的 Tg下降。 （ 2）織態(tài)結(jié)構(gòu) ? 實際上的結(jié)構(gòu)比以上結(jié)構(gòu)要復(fù)雜些，也沒有如此規(guī)則，可能有過渡態(tài)或幾種形態(tài)共存。 ? 但由于高分子 高分子的混合過程一般是吸熱的（破壞分子間力），所以 ，且高分子 高分子混合時，熵的變化 ，但數(shù)值很小，所以使 很困難。 ? 這種體系無疑是非均相的。 y x ? 例如： 紡絲時，從噴嘴孔噴出的絲已有一定的取向（分子鏈取向），再牽伸若干倍，則分子鏈取向程度進一步提高。這種結(jié)構(gòu)上時 懸殊的不對稱性使它們在某些情況下很容易 沿某個特定方向占優(yōu)勢平行排列，這種現(xiàn)象 就稱為取向。 用符號 H31表示 H： Helix（螺旋） 3： 3個重復(fù)單元 1： 1圈 ? IPP(等規(guī)聚丙烯 ) 1： 螺旋構(gòu)象。 高分子化合物 內(nèi)聚能密度（ J/cm3） 聚乙烯 259 聚異丁烯 272 聚異戊二烯 280 聚苯乙烯 309 聚甲基丙烯酸甲酯 347 聚乙酸乙烯酯 368 聚氯乙烯 380 聚對苯二甲酸乙二酯 477 聚酰胺 66 773 聚丙烯腈 991 如右表： ?（ 1）內(nèi)聚能密度在290J/cm3以下時，分子間作用力較小，分子鏈比較柔順，容易變形，具有較好的彈性，通常用作橡膠。根據(jù)這種圖不僅能知道高分子的平均大小，還可以知道分子量的分散程度，即所謂分子量分布的寬度，分布寬時表明分子量很不均一，分布窄時則表明分子量比較均一。等規(guī)立構(gòu)聚乙烯：結(jié)晶，所以剛性好，是塑料。 ? 另一方面，取代基的存在又增大了分子間的距離，削弱了分子間作用力，使柔性 ↑。（橡膠） C H 2 C H C H C H 2C H 3nC H 2 C C H C H 2n? ④ 主鏈上帶有共軛雙鍵的高分子或主鍵上帶有苯環(huán)的高分子鏈，則分子的剛性大大提高，柔性則大大下降。 23影響高分子鏈柔性的結(jié)構(gòu)因素 ? 231 主鏈結(jié)構(gòu) ? 主鏈結(jié)構(gòu)對高分子鏈柔性影響很顯著 ? ①主鏈完全由 CC鍵組成的碳鏈高分子都具有較大的柔性。為什么分子鏈有卷曲的傾向呢？ ? 大多數(shù)高分子主鏈中存在許多的單鍵（ PE， PP， PS）的主鏈是 100%的單鍵， PB聚異戊二烯主鏈上也有75%是單鍵）。因此由鍵相連的兩個原子可以相對旋轉(zhuǎn)（內(nèi)旋轉(zhuǎn)）而不影響其電子云的分布。 S+AN 沖擊，耐熱，耐化學腐蝕都有提高，可作耐油的機械零件。 嵌段共聚（ block） AAAAAABBBBBAAABBBBAAAAA 例如用陰離子聚合法制得的 SBS樹脂（牛筋底）就是苯乙烯與丁二烯的嵌聚共聚物，其分子鏈的中段是聚丁二烯（順式），兩端是聚苯乙烯。 ? 支化分子對高分子材料的使用性能有一定的影響 下面以 PE為例 : ?LDPE(Low Density PE)（自由基聚合） 這種聚合方式易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，則支鏈多，密度小，較柔軟。如聚丙烯晴纖維加熱時，升溫過程中環(huán)化，芳構(gòu)化形成梯形結(jié)構(gòu)（進一步升溫可得碳纖維），可作為耐高溫高聚物的增強填料。 COn聚 酯ROR 39。 主要內(nèi)容 31 材料組成和結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容 32 金屬材料的結(jié)構(gòu)和組成 33 無機非金屬材料的結(jié)構(gòu)和組成 34 高分子材料的結(jié)構(gòu)和組成 35 復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和組成 ? 材料的組成： 構(gòu)成材料的基本單元的成分及數(shù)目 ? 材料的結(jié)構(gòu)： 材料的組成單元（即原子或分子）之間相互吸引和相互排斥作用達到平衡時在空間的幾何排列。 ? 包括： 構(gòu)成材料的原子的電子結(jié)構(gòu) （決定化學鍵的類型） ? 分子的化學結(jié)構(gòu)及聚集態(tài)結(jié)構(gòu) （決定材料的基本類型及材料組成相的結(jié)構(gòu)） ? 材料的顯微組織結(jié)構(gòu) （組成材料的各相的形態(tài)、大小、數(shù)量和分布等） ? 材料結(jié)構(gòu)從宏觀到微觀可分為： 宏觀組織結(jié)構(gòu) 顯微組織結(jié)構(gòu) 微觀結(jié)構(gòu) ? 31 材料組成和結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容 Principal Contents of Materials Composition and Structures Composition and Structure of Polymeric Materials Composition and Structure of Polymeric Materials What is the different, pared with metallic materials and Inanicnonmetalic Materials Polymer Chain elements Types, Bonding Model Conformation 34 高分子材料的組成和結(jié)構(gòu) Aggregational Structures Packing Amorphous Crystalline Orientational polymeric materials Artificial, Synthetic Natural Polymer Blends Morphology 高分子材料的組成和結(jié)構(gòu) Composition and Structure of Polymeric Materials 側(cè)重與金屬和無機非金屬材料對照 ?高分子材料結(jié)構(gòu)的多層次性概貌 ?大分子鏈的組成和結(jié)構(gòu)特點 ?大分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn) 、 柔性和構(gòu)象 ?大分子鏈間的相互作用與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)模型 ?