电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素.pptx

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2、变，对应的转变温度即为玻璃化转变温度（为玻璃化转变温度（Tg），是聚合物的重要特征温度之一。），是聚合物的重要特征温度之一。对于于塑料塑料对于对于橡胶橡胶（高度结晶的聚合物，（高度结晶的聚合物，T Tm m是其最高使用温度）是其最高使用温度）是非晶态是非晶态热塑性塑料热塑性塑料(如如PSPS、PMMAPMMA和硬质和硬质PVCPVC等等)使用使用温度的上限温度的上限是是非晶态非晶态橡胶橡胶(如如NRNR、SBR SBR、BRBR、SBSSBS等等)使用温度使用温度的下限的下限影响玻璃化转变温度的因素影响玻璃化转变温度的因素电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 从从分子运分子运动的角度看，

3、玻璃化的角度看，玻璃化转变温度是温度是链段开始段开始“冻结”（运（运动）的温度。）的温度。凡是凡是导致致链段的活段的活动能力增加的因素均使能力增加的因素均使Tg下降下降,而而导致致链段活段活动能力下降的因素均使能力下降的因素均使Tg上升。上升。电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 主主链结构构为-C-C-、-C-N-、-Si-O-、-C-O-等等单键的非晶的非晶态聚合物，由于分子聚合物，由于分子链可以可以绕单键内旋内旋转，链的的柔性大柔性大，所以，所以Tg较低。低。主链结构的影响主链结构的影响Tg=-123oCTg=-83oCPETg=-68oCPOMPDMS电子课件高分子物理影响玻璃化

4、转变温度的因素 当主当主链中含有中含有苯苯环、萘环等芳等芳杂环时，使，使链中可内旋中可内旋转的的单键数目减少，数目减少，链的的柔柔顺性下降性下降，因而，因而Tg升高。升高。PETTg=69oCPCTg=150oC电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 主链主链中含中含孤立双键孤立双键的高分子链都比较柔顺，的高分子链都比较柔顺，所以所以Tg都都比较低，天然橡胶和许多合成橡胶的分子都属于这种比较低，天然橡胶和许多合成橡胶的分子都属于这种结构结构。NRTg=-73oCPBTg=-95oC电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 主链主链中含中含共轭双键共轭双键的高分子链的高分子链柔顺性较差柔顺

5、性较差，所以所以Tg都都比较高。比较高。聚乙炔聚乙炔分子分子链不能内旋不能内旋转，刚性极大，性极大，Tg很高很高电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 取代基的影响取代基的影响(A)非极性取代基团非极性取代基团 对对Tg 的影响主要表现为的影响主要表现为空间位阻效应空间位阻效应，侧基体积越大，侧基体积越大，位阻越明显，位阻越明显，Tg 升高。升高。PE -HPP -CH3PS -C6H5Tg=-68Tg=-10Tg=100电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素(B)对称性取代基称性取代基 由于由于对称性对称性使极性部分使极性部分相互抵消相互抵消，柔性增加，柔性增加，Tg 下降。下降。P

6、VC Tg=87oC PVDC Tg=-19oCPP Tg=-10oC PIB Tg=-70oC 电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 极性越大，内旋转受阻程度及分子间相互作用越大极性越大，内旋转受阻程度及分子间相互作用越大，Tg也也随之升高。随之升高。PE -HPP -CH3PVC -ClPVA -OHPAN -CNTg=-68oC Tg=-10oCTg=85oCTg=87oCTg=104oC取取代代基基极极性性Tg(C)极性取代基极性取代基电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 分子间作用力的影响分子间作用力的影响氢键：氢键：氢键氢键使使Tg增加增加 离子键离子键：对对Tg影响影

7、响增加增加聚丙烯酸，聚丙烯酸，Tg=106 C聚丙烯酸铜，聚丙烯酸铜，Tg500 C聚丙烯酸钠，聚丙烯酸钠，Tg280 C电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 影响玻璃化转变的其他因素影响玻璃化转变的其他因素p无无规共聚物共聚物只有一个玻璃化只有一个玻璃化转变温度，温度，处于两种均聚物的于两种均聚物的Tg之之间。p交替共聚物交替共聚物将交替共聚物分子将交替共聚物分子链中的中的AB看作一个重复看作一个重复单元，交替共聚物即是一种特殊的均聚物，所以只有一个玻璃化元，交替共聚物即是一种特殊的均聚物，所以只有一个玻璃化转变温度。温度。p接枝和嵌段共聚物接枝和嵌段共聚物 （1）完全相容完全相容一个

8、一个Tg，介于两均聚物，介于两均聚物Tg之之间 （2）完全不相容完全不相容两个两个Tg，出，出现在各自均聚物在各自均聚物Tg附近附近 （3）部分相容部分相容两个两个Tg，并且相互靠近，并且相互靠近 共聚共聚作用：作用：电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 分子量分子量对对Tg的影响：的影响：分子量分子量对Tg的影响可用下式表示的影响可用下式表示:当分子量当分子量较低低时，Tg随分子量增加而增加；当分子量达随分子量增加而增加；当分子量达到某到某 一一临界界值时，TgTg()，不再随分子量改，不再随分子量改变。TgMMc电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 增塑剂或稀释剂：增塑剂或稀释

9、剂：一般增塑一般增塑剂分子与高分子具有分子与高分子具有较强的的亲和力，会使和力，会使链分子分子间作作用减弱用减弱(屏蔽效屏蔽效应)，同，同时，增塑，增塑剂分子小，活分子小，活动能力能力强，可提供，可提供链段运段运动的空的空间，因此，因此Tg下降，同下降，同时流流动温度温度Tf也会降低，因而加入也会降低，因而加入增塑增塑剂后可以降低成型温度，并可改善制品的耐寒性。后可以降低成型温度，并可改善制品的耐寒性。例如：例如：纯聚氯乙烯的纯聚氯乙烯的Tg78，室温下为硬塑性，可制成板材，但，室温下为硬塑性，可制成板材，但加入加入2040%DOP之后，之后，Tg可降至可降至-30，室温下呈高弹态。，室温下呈

10、高弹态。电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 交联作用：交联作用：当当分子分子间存在化学交存在化学交联时，链段活段活动能力下降，能力下降，Tg升高。交升高。交联点密度愈高，点密度愈高，Tg增加愈高。例如苯乙增加愈高。例如苯乙烯与二乙与二乙烯基苯共聚物的基苯共聚物的Tg随随后者的用量增加而增加。后者的用量增加而增加。电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素 结晶作用：结晶作用：因因为结晶聚合物中含有非晶聚合物中含有非结晶部分，因此仍有玻璃化温度，晶部分，因此仍有玻璃化温度，但是由于微晶的存在，使非晶部分但是由于微晶的存在，使非晶部分链段的活段的活动能力受到能力受到牵制，一制，一般般结晶聚合物的晶聚合物的Tg要高于非晶要高于非晶态同种聚合物的同种聚合物的Tg。例如：例如：PET，对于无定形于无定形PET的的Tg69，而，而结晶晶PET的的Tg81(结晶度晶度50%)，随，随结晶度的增加晶度的增加Tg也增加也增加.电子课件高分子物理影响玻璃化转变温度的因素