塑料包裝材料——樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能

1、塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能包包 裝裝 材材 料料 學(xué)學(xué) 一、聚合物分子間的作用力一、聚合物分子間的作用力 1、主價(jià)力是指構(gòu)成化學(xué)鍵的力，如共價(jià)鍵、主價(jià)力是指構(gòu)成化學(xué)鍵的力，如共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵等。離子鍵、金屬鍵等。 2、次價(jià)力是使分子聚集在一起的分子間作用、次價(jià)力是使分子聚集在一起的分子間作用力，通常包括范德華力（靜電力、誘導(dǎo)力、色力，通常包括范德華力（靜電力、誘導(dǎo)力、色散力）和氫鍵。散力）和氫鍵。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的

2、結(jié)構(gòu)與性能范德華力、氫鍵范德華力、氫鍵范德華力范德華力 （作用范圍：（作用范圍：0.3-0.5nm）靜電力靜電力12.5-21kJ/mol誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力6-12kJ/mol色散力色散力1-8.4kJ/mol氫鍵氫鍵 16.8-33.6 kJ/molX-H-YX 、Y = F 、 O 、 Cl 、 N塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能分子間氫鍵分子間氫鍵塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能分子內(nèi)氫鍵分子內(nèi)氫鍵 二、內(nèi)聚能二、內(nèi)聚能 內(nèi)聚能是內(nèi)聚能是1mol1mol分子聚集

3、在一起的總能量，其含分子聚集在一起的總能量，其含意是使意是使1mol1mol的液體蒸發(fā)或固化升華，使原來(lái)聚的液體蒸發(fā)或固化升華，使原來(lái)聚集在一起的分子分開(kāi)到彼此不再相互作用的距集在一起的分子分開(kāi)到彼此不再相互作用的距離時(shí)，所需要的總能量。離時(shí)，所需要的總能量。 內(nèi)聚能密度是單位體積的內(nèi)聚能內(nèi)聚能密度是單位體積的內(nèi)聚能塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 聚合物是由許多單個(gè)的高分子鏈聚集而成，因而其結(jié)構(gòu)有聚合物是由許多單個(gè)的高分子鏈聚集

4、而成，因而其結(jié)構(gòu)有兩方面的含義：（兩方面的含義：（1）單個(gè)高分子鏈的結(jié)構(gòu)；（）單個(gè)高分子鏈的結(jié)構(gòu)；（2）許多高分子）許多高分子鏈聚在一起表現(xiàn)出來(lái)的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)?？煞譃橐韵聨讉€(gè)層次：鏈聚在一起表現(xiàn)出來(lái)的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)?？煞譃橐韵聨讉€(gè)層次：一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、連接順序、結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、連接順序、立體構(gòu)型，以及支化、交聯(lián)等立體構(gòu)型，以及支化、交聯(lián)等二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）以及高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）以及高分子的大?。ǚ肿恿浚└叻肿拥拇笮。ǚ肿恿浚╂溄Y(jié)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)晶態(tài)、非晶態(tài)、取向態(tài)、液晶態(tài)及織態(tài)等。晶態(tài)、非晶態(tài)

5、、取向態(tài)、液晶態(tài)及織態(tài)等。聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 高分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)：高分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)：（1）高分子的大?。捶肿恿浚└叻肿拥拇笮。捶肿恿浚?）高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）高分子鏈的形態(tài)（構(gòu)象）高分子的鏈結(jié)構(gòu)與高分子的柔順性高分子的鏈結(jié)構(gòu)與高分子的柔順性 高分子鏈中的單鍵可內(nèi)旋轉(zhuǎn)，每個(gè)鍵的空間高分子鏈中的單鍵可內(nèi)旋轉(zhuǎn)，每個(gè)鍵的空間位置受其鍵角的限制，但是離第一個(gè)鍵越遠(yuǎn)，位置受其鍵角的限制，但是離第一個(gè)鍵越遠(yuǎn)，其空間位置的任意性越大，兩者空間位置的相其空間位置的任意性越大，兩者空間位置的相互關(guān)系越小，可以想象

6、從第互關(guān)系越小，可以想象從第i+1個(gè)鍵起，其空個(gè)鍵起，其空間位置的取向與第一個(gè)鍵完全無(wú)關(guān)，因此高分間位置的取向與第一個(gè)鍵完全無(wú)關(guān)，因此高分子鏈可看作是由多個(gè)包含子鏈可看作是由多個(gè)包含i個(gè)鍵的段落自由連接個(gè)鍵的段落自由連接組成，這種段落稱(chēng)為組成，這種段落稱(chēng)為鏈段鏈段。 ii+1I. 高分子的鏈結(jié)構(gòu)高分子的鏈結(jié)構(gòu)塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 構(gòu)象構(gòu)象：由于單鍵（由于單鍵（鍵）的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生的分子在鍵）的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)。它是不穩(wěn)定的，分子熱運(yùn)動(dòng)即能使空間的不同形態(tài)。它是不穩(wěn)定的，分子熱運(yùn)動(dòng)即能使其構(gòu)象發(fā)生改變。其構(gòu)象發(fā)生改變。 構(gòu)型構(gòu)型：

7、分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列。分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列。它是穩(wěn)定的，要改變構(gòu)型必需經(jīng)化學(xué)鍵的斷裂、重組。它是穩(wěn)定的，要改變構(gòu)型必需經(jīng)化學(xué)鍵的斷裂、重組。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 高分子鏈的運(yùn)動(dòng)是以鏈段為單元的，是蠕動(dòng)。高分子鏈的運(yùn)動(dòng)是以鏈段為單元的，是蠕動(dòng)。 高分子鏈在分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用下可采取各種可能的形態(tài)，如高分子鏈在分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用下可采取各種可能的形態(tài)，如取不同的構(gòu)象，如伸直鏈、無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)、折疊鏈、螺旋鏈等。取不同的構(gòu)象，如伸直鏈、無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)、折疊鏈、螺旋鏈等。 高分子鏈的構(gòu)象高分子鏈的構(gòu)象塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的

8、結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)也稱(chēng)三級(jí)結(jié)構(gòu)，或超分子結(jié)構(gòu)，它高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)也稱(chēng)三級(jí)結(jié)構(gòu)，或超分子結(jié)構(gòu)，它是指聚合物內(nèi)是指聚合物內(nèi)分子鏈的排列與堆砌結(jié)構(gòu)分子鏈的排列與堆砌結(jié)構(gòu)。 雖然高分子的鏈結(jié)構(gòu)對(duì)高分子材料性能有顯著影響，但由雖然高分子的鏈結(jié)構(gòu)對(duì)高分子材料性能有顯著影響，但由于聚合物是由許多高分子鏈聚集而成，有時(shí)即使相同鏈結(jié)構(gòu)的于聚合物是由許多高分子鏈聚集而成，有時(shí)即使相同鏈結(jié)構(gòu)的同一種聚合物，在不同加工成型條件下，也會(huì)產(chǎn)生不同的聚集同一種聚合物，在不同加工成型條件下，也會(huì)產(chǎn)生不同的聚集態(tài)，所得制品的性能也會(huì)截然不同，因此態(tài)，所得制品的性

9、能也會(huì)截然不同，因此聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)聚合物材料性能的影響比高分子鏈結(jié)構(gòu)更直接、更重要對(duì)聚合物材料性能的影響比高分子鏈結(jié)構(gòu)更直接、更重要。 塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 研究掌握聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，對(duì)選擇合適的研究掌握聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，對(duì)選擇合適的加工成型條件、改進(jìn)材料的性能，制備具有預(yù)期性能的聚合物加工成型條件、改進(jìn)材料的性能，制備具有預(yù)期性能的聚合物材料具有重要意義。材料具有重要意義。 聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)主要包括聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)主要包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、液液晶態(tài)結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)和和取向態(tài)

10、結(jié)構(gòu)取向態(tài)結(jié)構(gòu)。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能晶體：固體物質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的有序排列晶體：固體物質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的有序排列 高高 分子鏈取比較伸展的構(gòu)象分子鏈取比較伸展的構(gòu)象 聚聚 物物 分子鏈主鏈中心軸互相平行分子鏈主鏈中心軸互相平行 晶晶 體體 結(jié)晶結(jié)構(gòu)中的單元體是晶胞結(jié)晶結(jié)構(gòu)中的單元體是晶胞聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能a=7.36b=4.92c=2.53AAA聚乙烯（聚乙烯（PE）的晶胞）的晶胞 塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 根據(jù)根據(jù)結(jié)晶條件結(jié)晶條件不同，又

11、可形成多種形態(tài)的晶體：?jiǎn)尉А⑶虿煌?，又可形成多種形態(tài)的晶體：?jiǎn)尉?、球晶、伸直鏈晶片、纖維狀晶片和串晶等。晶、伸直鏈晶片、纖維狀晶片和串晶等。I. 結(jié)晶形態(tài)結(jié)晶形態(tài)（1）單晶）單晶 具有一定幾何外形的薄片具有一定幾何外形的薄片狀晶體。一般聚合物的單晶只狀晶體。一般聚合物的單晶只能從能從極稀溶液極稀溶液（質(zhì)量濃度小于（質(zhì)量濃度小于0.01wt%)中中緩慢結(jié)晶緩慢結(jié)晶而成。而成。單晶單晶塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚乙烯單晶的電鏡照片聚乙烯單晶的電鏡照片塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（2）球晶）球晶 聚合物最常見(jiàn)的結(jié)晶形態(tài)，為

12、圓球聚合物最常見(jiàn)的結(jié)晶形態(tài)，為圓球狀晶體，尺寸較大，一般是由結(jié)晶性聚狀晶體，尺寸較大，一般是由結(jié)晶性聚合物從合物從濃溶液中析出或由熔體冷卻濃溶液中析出或由熔體冷卻時(shí)形時(shí)形成的。球晶在成的。球晶在正交偏光顯微鏡正交偏光顯微鏡下可觀察下可觀察到其特有的黑十字消光或帶同心圓的黑到其特有的黑十字消光或帶同心圓的黑十字消光圖象。十字消光圖象。球晶的黑十字消光現(xiàn)象球晶的黑十字消光現(xiàn)象塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（3）伸直鏈晶片）伸直鏈晶片 由完全伸展的分子鏈平行規(guī)整排列而成的小片狀晶體，晶由完全伸展的分子鏈平行規(guī)整排列而成的小片狀晶體，晶體中分子鏈體中分子鏈平行于平行

13、于晶面方向，晶片厚度基本與伸展的分子鏈長(zhǎng)晶面方向，晶片厚度基本與伸展的分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)。這種晶體主要形成于度相當(dāng)。這種晶體主要形成于極高壓力極高壓力下。下。（4）纖維狀晶和串晶）纖維狀晶和串晶 纖維狀晶纖維狀晶是在是在流動(dòng)場(chǎng)的作用流動(dòng)場(chǎng)的作用下使高分子鏈的構(gòu)象發(fā)生畸變，下使高分子鏈的構(gòu)象發(fā)生畸變，成為沿流動(dòng)方向平行排列的伸展?fàn)顟B(tài)，在適當(dāng)?shù)臈l件下結(jié)晶而成為沿流動(dòng)方向平行排列的伸展?fàn)顟B(tài)，在適當(dāng)?shù)臈l件下結(jié)晶而成。分子鏈取向與纖維軸平行。成。分子鏈取向與纖維軸平行。 聚合物聚合物串晶串晶是一種類(lèi)似于串珠式的多晶體。是一種類(lèi)似于串珠式的多晶體。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與

14、性能串晶串晶塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)聚合物的非晶態(tài)結(jié)構(gòu) 非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是一個(gè)比晶態(tài)更為普遍存在的聚集形態(tài)，不非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是一個(gè)比晶態(tài)更為普遍存在的聚集形態(tài)，不僅有大量完全非晶態(tài)的聚合物，而且即使在晶態(tài)聚合物中僅有大量完全非晶態(tài)的聚合物，而且即使在晶態(tài)聚合物中也存在非晶區(qū)。也存在非晶區(qū)。 非晶態(tài)結(jié)構(gòu)包括玻璃態(tài)、橡膠態(tài)、粘流態(tài)（或熔融態(tài)）非晶態(tài)結(jié)構(gòu)包括玻璃態(tài)、橡膠態(tài)、粘流態(tài)（或熔融態(tài)）及結(jié)晶聚合物中的非晶區(qū)。及結(jié)晶聚合物中的非晶區(qū)。 由于對(duì)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的研究比對(duì)晶態(tài)結(jié)構(gòu)的研究要困難的由于對(duì)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的研究比對(duì)晶態(tài)結(jié)構(gòu)的研究要困難的多，因而對(duì)非晶態(tài)

15、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)還較粗淺。目前主要有兩種多，因而對(duì)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)還較粗淺。目前主要有兩種理論模型，即理論模型，即兩相球粒模型兩相球粒模型和和無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)模型無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)模型，兩者尚存爭(zhēng)，兩者尚存爭(zhēng)議，無(wú)定論。議，無(wú)定論。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的液晶態(tài)聚合物的液晶態(tài) 液晶態(tài)是晶態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化的中間態(tài)，既具有晶態(tài)的有序液晶態(tài)是晶態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化的中間態(tài)，既具有晶態(tài)的有序性（導(dǎo)致各向異性），又具有液態(tài)的連續(xù)性和流動(dòng)性性（導(dǎo)致各向異性），又具有液態(tài)的連續(xù)性和流動(dòng)性。 根據(jù)形成條件的不同分為：根據(jù)形成條件的不同分為： 熱致性液晶熱致性液晶：受熱熔融形成各向異性熔體；：受熱

16、熔融形成各向異性熔體； 溶致性液晶溶致性液晶：溶于某種溶劑而形成各向異性的溶液。：溶于某種溶劑而形成各向異性的溶液。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能高分子液晶的分類(lèi)高分子液晶的分類(lèi) 高分子液晶有三種不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型：近晶型、向列型和高分子液晶有三種不同的結(jié)構(gòu)類(lèi)型：近晶型、向列型和膽甾型。膽甾型。近晶型近晶型（i）近晶型）近晶型：棒狀分子通過(guò)垂直于分子：棒狀分子通過(guò)垂直于分子長(zhǎng)軸方向的強(qiáng)相互作用，互相平行排列長(zhǎng)軸方向的強(qiáng)相互作用，互相平行排列成層狀結(jié)構(gòu)，分子軸垂直于層面。棒狀成層狀結(jié)構(gòu)，分子軸垂直于層面。棒狀分子只能在層內(nèi)活動(dòng)。分子只能在層內(nèi)活動(dòng)。塑塑 料料 包包

17、 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能向列型向列型（ii）向列型）向列型：棒狀分子雖然也平行排列，但長(zhǎng)短不一，不：棒狀分子雖然也平行排列，但長(zhǎng)短不一，不分層次，只有一維有序性，在外力作用下發(fā)生流動(dòng)時(shí)，棒狀分層次，只有一維有序性，在外力作用下發(fā)生流動(dòng)時(shí)，棒狀分子易沿流動(dòng)方向取向，并可流動(dòng)取向中互相穿越。分子易沿流動(dòng)方向取向，并可流動(dòng)取向中互相穿越。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（iii）膽甾型）膽甾型：棒狀分子分層平行排列，：棒狀分子分層平行排列，在每個(gè)單層內(nèi)分子排列與向列型相似，在每個(gè)單層內(nèi)分子排列與向列型相似，相鄰兩層中分子長(zhǎng)軸依次有規(guī)則地扭轉(zhuǎn)

18、相鄰兩層中分子長(zhǎng)軸依次有規(guī)則地扭轉(zhuǎn)一定角度，分子長(zhǎng)軸在旋轉(zhuǎn)一定角度，分子長(zhǎng)軸在旋轉(zhuǎn)3600后復(fù)原。后復(fù)原。 兩個(gè)取向相同的分子層之間的距兩個(gè)取向相同的分子層之間的距離稱(chēng)為膽甾型液晶的離稱(chēng)為膽甾型液晶的螺距螺距。膽甾型膽甾型塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的取向態(tài)聚合物的取向態(tài) 取向取向(orientation)：在外力作用下，分子鏈沿外力方向平：在外力作用下，分子鏈沿外力方向平行排列。行排列。 聚合物的取向現(xiàn)象包括分子鏈、鏈段的取向以及結(jié)晶聚合物的取向現(xiàn)象包括分子鏈、鏈段的取向以及結(jié)晶聚合物的晶片等沿外力方向的擇優(yōu)排列。聚合物的晶片等沿外力方向的擇優(yōu)排列

19、。 未取向的聚合物材料是各向同性的，即各個(gè)方向上的性未取向的聚合物材料是各向同性的，即各個(gè)方向上的性能相同。而取向后的聚合物材料，在取向方向上的力學(xué)性能相同。而取向后的聚合物材料，在取向方向上的力學(xué)性能得到加強(qiáng)，而與取向垂直的方向上，力學(xué)性能可能被減能得到加強(qiáng)，而與取向垂直的方向上，力學(xué)性能可能被減弱。即取向聚合物材料是各向異性的，即方向不同，性能弱。即取向聚合物材料是各向異性的，即方向不同，性能不同。不同。 塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能無(wú)定形無(wú)定形 取向未結(jié)晶取向未結(jié)晶 結(jié)晶未取向結(jié)晶未取向 結(jié)晶取向結(jié)晶取向塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與

20、性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的取向一般有兩種方式：聚合物的取向一般有兩種方式：?jiǎn)屋S取向單軸取向：在一個(gè)軸向上施以外力，使分子鏈沿一個(gè)：在一個(gè)軸向上施以外力，使分子鏈沿一個(gè)方向取向。方向取向。 如纖維紡絲：如纖維紡絲：再如薄膜的單軸拉伸再如薄膜的單軸拉伸塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能雙軸取向雙軸取向：一般在兩個(gè)垂直方向施加外力。如薄膜雙軸拉：一般在兩個(gè)垂直方向施加外力。如薄膜雙軸拉伸，使分子鏈取向平行薄膜平面的任意方向。在薄膜平面伸，使分子鏈取向平行薄膜平面的任意方向。在薄膜平面的各方向的性能相近，但薄膜平面與平面之間易剝離。的各方向的性能相近，但薄膜平面與平面

21、之間易剝離。薄膜的雙軸拉伸取向：薄膜的雙軸拉伸取向：塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的共混聚合物的共混 所謂所謂共混聚合物共混聚合物(polymer blend)是通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程是通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程把兩種或兩種以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同把兩種或兩種以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同分子量分布的同種聚合物混合而成的聚合物材料，也稱(chēng)分子量分布的同種聚合物混合而成的聚合物材料，也稱(chēng)聚聚合物合金合物合金。 通過(guò)共混可以獲得原單一組分沒(méi)有的一些新的綜合性通過(guò)共混可以獲得原單一組分沒(méi)有的一些新的綜合性能，并且可通過(guò)混合組分的調(diào)配（調(diào)節(jié)各組分的相對(duì)

22、含量）能，并且可通過(guò)混合組分的調(diào)配（調(diào)節(jié)各組分的相對(duì)含量）來(lái)獲得適應(yīng)所需性能的材料。來(lái)獲得適應(yīng)所需性能的材料。 共混與共聚的作用相類(lèi)似，共混是通過(guò)物理的方法把不共混與共聚的作用相類(lèi)似，共混是通過(guò)物理的方法把不同性能的聚合物混合在一起；而共聚則是通過(guò)化學(xué)的方法同性能的聚合物混合在一起；而共聚則是通過(guò)化學(xué)的方法把不同性能的聚合物鏈段連在一起。把不同性能的聚合物鏈段連在一起。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能通過(guò)共混可帶來(lái)多方面的好處：通過(guò)共混可帶來(lái)多方面的好處：（1）改善高分子材料的機(jī)械性能；）改善高分子材料的機(jī)械性能；（2）提高耐老化性能；）提高耐老化性能；（3）

23、改善材料的加工性能；）改善材料的加工性能；（4）有利于廢棄聚合物的再利用。）有利于廢棄聚合物的再利用。 共混與共聚相比，工藝簡(jiǎn)單，但共混時(shí)存在相容性問(wèn)題，若共混與共聚相比，工藝簡(jiǎn)單，但共混時(shí)存在相容性問(wèn)題，若兩種聚合物共混時(shí)相容性差，混合程度（相互的分散程度）很差，兩種聚合物共混時(shí)相容性差，混合程度（相互的分散程度）很差，易出現(xiàn)宏觀的相分離，達(dá)不到共混的目的，無(wú)實(shí)用價(jià)值。易出現(xiàn)宏觀的相分離，達(dá)不到共混的目的，無(wú)實(shí)用價(jià)值。通過(guò)加入相容劑（增容劑）來(lái)提高聚合物共混的相容性。通過(guò)加入相容劑（增容劑）來(lái)提高聚合物共混的相容性。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的力

24、學(xué)性能聚合物的力學(xué)性能 聚合物的力學(xué)性能指的是其受力后的響應(yīng)聚合物的力學(xué)性能指的是其受力后的響應(yīng)，如形變大小、形，如形變大小、形變的可逆性及抗破損性能等，這些響應(yīng)可用一些基本的指標(biāo)來(lái)變的可逆性及抗破損性能等，這些響應(yīng)可用一些基本的指標(biāo)來(lái)表征。表征。表征力學(xué)性能的基本指標(biāo)表征力學(xué)性能的基本指標(biāo)（1）應(yīng)變與應(yīng)力）應(yīng)變與應(yīng)力 材料在外力作用下，其幾何形狀和尺寸所發(fā)生的變化稱(chēng)材料在外力作用下，其幾何形狀和尺寸所發(fā)生的變化稱(chēng)應(yīng)變應(yīng)變或或形變形變，通常以，通常以單位單位長(zhǎng)度（面積、體積）所發(fā)生的變化長(zhǎng)度（面積、體積）所發(fā)生的變化來(lái)表征。來(lái)表征。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與

25、性能 材料在外力作用下發(fā)生形變的同時(shí)，在其內(nèi)部還會(huì)產(chǎn)生對(duì)材料在外力作用下發(fā)生形變的同時(shí)，在其內(nèi)部還會(huì)產(chǎn)生對(duì)抗外力的附加內(nèi)力，以使材料保持原狀，當(dāng)外力消除后，內(nèi)力抗外力的附加內(nèi)力，以使材料保持原狀，當(dāng)外力消除后，內(nèi)力就會(huì)使材料回復(fù)原狀并自行逐步消除。當(dāng)外力與內(nèi)力達(dá)到平衡就會(huì)使材料回復(fù)原狀并自行逐步消除。當(dāng)外力與內(nèi)力達(dá)到平衡時(shí)，內(nèi)力與外力大小相等，方向相反。單位面積上的內(nèi)力定義時(shí)，內(nèi)力與外力大小相等，方向相反。單位面積上的內(nèi)力定義為為應(yīng)力應(yīng)力。 材料受力方式不同，發(fā)生形變的方式亦不同，材料受力方式材料受力方式不同，發(fā)生形變的方式亦不同，材料受力方式主要有以下三種基本類(lèi)型：主要有以下三種基本類(lèi)型：（

26、i）簡(jiǎn)單拉伸（）簡(jiǎn)單拉伸（drawing)： 材料受到一對(duì)材料受到一對(duì)垂直于材料截面垂直于材料截面、大小相等大小相等、方向相反方向相反并在并在同同一直線(xiàn)一直線(xiàn)上的外力作用。上的外力作用。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能拉伸應(yīng)力拉伸應(yīng)力 = F / A0 （A0為材料的起始截面積）為材料的起始截面積）拉伸應(yīng)變（相對(duì)伸長(zhǎng)率）拉伸應(yīng)變（相對(duì)伸長(zhǎng)率）e e = （l - l0）/l0 = D Dl / l0簡(jiǎn)單拉伸示意圖簡(jiǎn)單拉伸示意圖A0l0lD D lAFF 材料在拉伸作用下產(chǎn)生的形變稱(chēng)為材料在拉伸作用下產(chǎn)生的形變稱(chēng)為拉伸應(yīng)變拉伸應(yīng)變，也稱(chēng)，也稱(chēng)相對(duì)相對(duì)伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率

27、（e e）。）。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（ii）簡(jiǎn)單剪切）簡(jiǎn)單剪切(shearing) 材料受到與截面平行、大小相等、方向相反，但不在一條材料受到與截面平行、大小相等、方向相反，但不在一條直線(xiàn)上的兩個(gè)外力作用，使材料發(fā)生偏斜。其偏斜角的正切值直線(xiàn)上的兩個(gè)外力作用，使材料發(fā)生偏斜。其偏斜角的正切值定義為剪切應(yīng)變（定義為剪切應(yīng)變（ ）。）。A0FF 簡(jiǎn)單剪切示意圖簡(jiǎn)單剪切示意圖 剪切應(yīng)變剪切應(yīng)變 = tg 剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力 s = F / A0塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（iii）均勻壓縮）均勻壓縮（pressuriz

28、ing)材料受到均勻壓力壓縮時(shí)發(fā)生的體積形變稱(chēng)材料受到均勻壓力壓縮時(shí)發(fā)生的體積形變稱(chēng)壓縮應(yīng)變壓縮應(yīng)變（ V）。）。A0材料經(jīng)壓縮以后，體積由材料經(jīng)壓縮以后，體積由V0縮小為縮小為V，則壓縮應(yīng)變：，則壓縮應(yīng)變： V = （V0 - V）/ V0 = D DV / V0塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能材料受力方式除以上三種基本類(lèi)型外，還有彎曲和扭轉(zhuǎn)。材料受力方式除以上三種基本類(lèi)型外，還有彎曲和扭轉(zhuǎn)。（iv）彎曲）彎曲（bending) 對(duì)材料施加一彎曲力矩，使材料發(fā)生彎曲。主要有兩種形對(duì)材料施加一彎曲力矩，使材料發(fā)生彎曲。主要有兩種形式：式：F一點(diǎn)彎曲一點(diǎn)彎曲（1

29、-point bending）F三點(diǎn)彎曲三點(diǎn)彎曲（3-point bending）塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（v）扭轉(zhuǎn)）扭轉(zhuǎn)（torsion）：對(duì)材料施加扭轉(zhuǎn)力矩。）：對(duì)材料施加扭轉(zhuǎn)力矩。FF（2）彈性模量）彈性模量 是指在彈性形變范圍內(nèi)是指在彈性形變范圍內(nèi)單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小單位應(yīng)變所需應(yīng)力的大小。是材料。是材料剛性的一種表征。分別對(duì)應(yīng)于以上三種材料受力和形變的基本剛性的一種表征。分別對(duì)應(yīng)于以上三種材料受力和形變的基本類(lèi)型的模量如下：類(lèi)型的模量如下： 拉伸模量拉伸模量（楊氏模量）（楊氏模量）E：E = / e e 剪切模量剪切模量（剛性模量）（剛性模

30、量）G：G = s / 體積模量體積模量（本體模量）（本體模量）B：B = p / V塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（3）硬度）硬度：是衡量材料表面承受外界壓力能力的一種指標(biāo)。：是衡量材料表面承受外界壓力能力的一種指標(biāo)。（4）機(jī)械強(qiáng)度）機(jī)械強(qiáng)度 當(dāng)材料所受的外力超過(guò)材料的承受能力時(shí)，材料就發(fā)生破當(dāng)材料所受的外力超過(guò)材料的承受能力時(shí)，材料就發(fā)生破壞。機(jī)械強(qiáng)度是衡量材料抵抗外力破壞的能力，是指在一定條壞。機(jī)械強(qiáng)度是衡量材料抵抗外力破壞的能力，是指在一定條件下材料所能承受的最大應(yīng)力。件下材料所能承受的最大應(yīng)力。 根據(jù)外力作用方式不同，主要有以下三種：根據(jù)外力作用方

31、式不同，主要有以下三種： （i）抗張強(qiáng)度）抗張強(qiáng)度 衡量材料抵抗衡量材料抵抗拉伸拉伸破壞的能力，也稱(chēng)破壞的能力，也稱(chēng)拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能厚度厚度d寬度寬度b 在規(guī)定試驗(yàn)溫度、濕度和實(shí)驗(yàn)速度下，在標(biāo)準(zhǔn)試樣上沿軸向在規(guī)定試驗(yàn)溫度、濕度和實(shí)驗(yàn)速度下，在標(biāo)準(zhǔn)試樣上沿軸向施加拉伸負(fù)荷，直至試樣被拉斷。施加拉伸負(fù)荷，直至試樣被拉斷。PP 試樣斷裂前所受的最大負(fù)荷試樣斷裂前所受的最大負(fù)荷P與試樣橫截面積之比為抗張與試樣橫截面積之比為抗張強(qiáng)度強(qiáng)度 t： t = P / b d塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（ii

32、）抗彎）抗彎強(qiáng)度強(qiáng)度 也稱(chēng)撓曲強(qiáng)度或彎曲強(qiáng)度?？箯潖?qiáng)度的測(cè)定是在規(guī)定的試也稱(chēng)撓曲強(qiáng)度或彎曲強(qiáng)度。抗彎強(qiáng)度的測(cè)定是在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣施加一靜止彎曲力矩，直至試樣斷裂。驗(yàn)條件下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣施加一靜止彎曲力矩，直至試樣斷裂。 設(shè)試驗(yàn)過(guò)程中最大的負(fù)荷為設(shè)試驗(yàn)過(guò)程中最大的負(fù)荷為P，則抗彎強(qiáng)度，則抗彎強(qiáng)度 f為：為： f = 1.5Pl0 / bd2 Pdbl0/2l0/2抗彎強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)示意圖抗彎強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)示意圖塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（iii）沖擊強(qiáng)度）沖擊強(qiáng)度（impact stength)（ i） 沖擊強(qiáng)度也稱(chēng)抗沖強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度也稱(chēng)抗沖強(qiáng)度,

33、定義為試樣受沖擊負(fù)荷時(shí)單位截定義為試樣受沖擊負(fù)荷時(shí)單位截面積所吸收的能量。是衡量材料韌性的一種指標(biāo)。測(cè)定時(shí)基本面積所吸收的能量。是衡量材料韌性的一種指標(biāo)。測(cè)定時(shí)基本方法與抗彎強(qiáng)度測(cè)定相似，但其作用力是運(yùn)動(dòng)的，不是靜止的。方法與抗彎強(qiáng)度測(cè)定相似，但其作用力是運(yùn)動(dòng)的，不是靜止的。 試樣斷裂時(shí)吸收的能量等于斷裂時(shí)沖擊頭所做的功試樣斷裂時(shí)吸收的能量等于斷裂時(shí)沖擊頭所做的功W，因此沖，因此沖擊強(qiáng)度為：擊強(qiáng)度為： i = W / bd沖擊強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)示意圖沖擊強(qiáng)度測(cè)定試驗(yàn)示意圖沖擊頭，以一定速度對(duì)試樣沖擊頭，以一定速度對(duì)試樣實(shí)施沖擊實(shí)施沖擊Pbl0/2l0/2d塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)

34、與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的力學(xué)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變聚合物的力學(xué)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變 聚合物的物理狀態(tài)從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)不同角度可分為相態(tài)聚合物的物理狀態(tài)從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)不同角度可分為相態(tài)和聚集態(tài)。和聚集態(tài)。 相態(tài)是熱力學(xué)概念，由自由焓、溫度、壓力和體積等熱力相態(tài)是熱力學(xué)概念，由自由焓、溫度、壓力和體積等熱力學(xué)參數(shù)決定。相態(tài)轉(zhuǎn)變伴隨著熱力學(xué)參數(shù)的突變。相態(tài)的轉(zhuǎn)變學(xué)參數(shù)決定。相態(tài)轉(zhuǎn)變伴隨著熱力學(xué)參數(shù)的突變。相態(tài)的轉(zhuǎn)變僅與熱力學(xué)參數(shù)有關(guān)，而與過(guò)程無(wú)關(guān)，也稱(chēng)僅與熱力學(xué)參數(shù)有關(guān)，而與過(guò)程無(wú)關(guān)，也稱(chēng)熱力學(xué)狀態(tài)熱力學(xué)狀態(tài)。 聚集態(tài)是動(dòng)力學(xué)概念，是根據(jù)物體對(duì)外場(chǎng)（外部作用）特聚集態(tài)是動(dòng)力學(xué)概念，是根據(jù)物體對(duì)外場(chǎng)（外部作用）

35、特別是外力場(chǎng)的響應(yīng)特性進(jìn)行劃分，所以也常稱(chēng)為別是外力場(chǎng)的響應(yīng)特性進(jìn)行劃分，所以也常稱(chēng)為力學(xué)狀態(tài)力學(xué)狀態(tài)。力。力學(xué)狀態(tài)涉及松弛過(guò)程，與時(shí)間因素密切相關(guān)。學(xué)狀態(tài)涉及松弛過(guò)程，與時(shí)間因素密切相關(guān)。 聚合物在不同外力條件下所處的力學(xué)狀態(tài)不同，表現(xiàn)出的聚合物在不同外力條件下所處的力學(xué)狀態(tài)不同，表現(xiàn)出的力學(xué)性能也不同。力學(xué)性能也不同。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能非晶態(tài)聚合物的力學(xué)三態(tài)及其轉(zhuǎn)變非晶態(tài)聚合物的力學(xué)三態(tài)及其轉(zhuǎn)變 若對(duì)某一非晶態(tài)聚合物試樣施加一恒定外力，觀察試若對(duì)某一非晶態(tài)聚合物試樣施加一恒定外力，觀察試樣在等速升溫過(guò)程中發(fā)生的形變與溫度的關(guān)系，便得到該樣在等

36、速升溫過(guò)程中發(fā)生的形變與溫度的關(guān)系，便得到該聚合物試樣的聚合物試樣的溫度溫度-形變曲線(xiàn)形變曲線(xiàn)（或稱(chēng)（或稱(chēng)熱熱-機(jī)械曲線(xiàn)機(jī)械曲線(xiàn)）。）。 非晶態(tài)聚合物典型的熱非晶態(tài)聚合物典型的熱-機(jī)械曲線(xiàn)如下圖，存在兩個(gè)斜機(jī)械曲線(xiàn)如下圖，存在兩個(gè)斜率突變區(qū)，這兩個(gè)突變區(qū)把熱率突變區(qū)，這兩個(gè)突變區(qū)把熱-機(jī)械曲線(xiàn)分為三個(gè)區(qū)域，分機(jī)械曲線(xiàn)分為三個(gè)區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)于三種不同的力學(xué)狀態(tài)，三種狀態(tài)的性能與分子運(yùn)別對(duì)應(yīng)于三種不同的力學(xué)狀態(tài)，三種狀態(tài)的性能與分子運(yùn)動(dòng)特征各有不同。動(dòng)特征各有不同。形形變變溫度溫度IIIIII塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 在區(qū)域在區(qū)域I，溫度低，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)

37、，溫度低，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，只有側(cè)基、鏈只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長(zhǎng)、鍵角等的局部運(yùn)動(dòng)節(jié)、鏈長(zhǎng)、鍵角等的局部運(yùn)動(dòng)，因此聚合物在外力作用下，因此聚合物在外力作用下的形變小，具有的形變小，具有虎克彈性行為虎克彈性行為：形變?cè)谒查g完成，當(dāng)外力：形變?cè)谒查g完成，當(dāng)外力除去后，形變又立即恢復(fù)，表現(xiàn)為質(zhì)硬而脆，這種力學(xué)狀除去后，形變又立即恢復(fù)，表現(xiàn)為質(zhì)硬而脆，這種力學(xué)狀態(tài)與無(wú)機(jī)玻璃相似，稱(chēng)為態(tài)與無(wú)機(jī)玻璃相似，稱(chēng)為玻璃態(tài)玻璃態(tài)。玻璃態(tài)玻璃態(tài)溫度溫度形變形變IIIIII塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 隨著溫度的升高，鏈段運(yùn)動(dòng)逐漸隨著溫度的升高，鏈段運(yùn)動(dòng)逐漸“解凍解凍”，形變逐漸增，形

38、變逐漸增大，當(dāng)溫度升高到某一程度時(shí)，大，當(dāng)溫度升高到某一程度時(shí)，鏈段運(yùn)動(dòng)得以充分發(fā)展鏈段運(yùn)動(dòng)得以充分發(fā)展，形，形變發(fā)生突變，進(jìn)入?yún)^(qū)域變發(fā)生突變，進(jìn)入?yún)^(qū)域II，這時(shí)即使在較小的外力作用下，這時(shí)即使在較小的外力作用下，也能迅速產(chǎn)生很大的形變，并且當(dāng)外力除去后，形變又可逐也能迅速產(chǎn)生很大的形變，并且當(dāng)外力除去后，形變又可逐漸恢復(fù)。這種受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原漸恢復(fù)。這種受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的性能稱(chēng)狀的性能稱(chēng)高彈性高彈性，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱(chēng)，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱(chēng)高彈態(tài)高彈態(tài)。溫度溫度形變形變IIIIII玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)

39、與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)生由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)生突變的區(qū)域叫突變的區(qū)域叫玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)，玻璃態(tài)開(kāi)始向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的玻璃態(tài)開(kāi)始向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱(chēng)為溫度稱(chēng)為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（glass temperature)，以，以Tg表示。表示。形變形變溫度溫度IIIIII玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)Tg粘流態(tài)粘流態(tài)粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)Tf交聯(lián)聚合物交聯(lián)聚合物MaMbMb Ma 當(dāng)溫度升到足夠高時(shí)，在外力作用下，由于鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致當(dāng)溫度升到足夠高時(shí)，在外力作用下，由于鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致整個(gè)分整個(gè)分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生相對(duì)位移子鏈質(zhì)量中心發(fā)生相對(duì)位移

40、，聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆，這，聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆，這種力學(xué)狀態(tài)稱(chēng)為種力學(xué)狀態(tài)稱(chēng)為粘流態(tài)粘流態(tài)。高彈態(tài)開(kāi)始向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱(chēng)為。高彈態(tài)開(kāi)始向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱(chēng)為粘流溫度粘流溫度，以，以Tf表示，其間的形變突變區(qū)域稱(chēng)為粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)。分子量越大，表示，其間的形變突變區(qū)域稱(chēng)為粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)。分子量越大，Tf越高。交越高。交聯(lián)聚合物由于分子鏈間有化學(xué)鍵連接，不能發(fā)生相對(duì)位移，不出現(xiàn)粘流態(tài)。聯(lián)聚合物由于分子鏈間有化學(xué)鍵連接，不能發(fā)生相對(duì)位移，不出現(xiàn)粘流態(tài)。 玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱(chēng)為聚合物的力學(xué)三態(tài)玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱(chēng)為聚合物的力學(xué)三態(tài)。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料

41、料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變 在輕度結(jié)晶的聚合物中，少量的晶區(qū)起類(lèi)似交聯(lián)點(diǎn)的作用，在輕度結(jié)晶的聚合物中，少量的晶區(qū)起類(lèi)似交聯(lián)點(diǎn)的作用，當(dāng)溫度升高時(shí)，其中非晶區(qū)由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，可以觀察當(dāng)溫度升高時(shí)，其中非晶區(qū)由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，可以觀察到到Tg的存在，但晶區(qū)的鏈段由于受晶格能的限制難以運(yùn)動(dòng)，使的存在，但晶區(qū)的鏈段由于受晶格能的限制難以運(yùn)動(dòng)，使其形變受到限制，整個(gè)材料表現(xiàn)為由于非晶區(qū)的高彈態(tài)而具有其形變受到限制，整個(gè)材料表現(xiàn)為由于非晶區(qū)的高彈態(tài)而具有一定的韌性，由于晶區(qū)的存在具有一定的硬度一定的韌性，由于晶區(qū)的存在具有一定的硬度

42、,象皮革。象皮革。形變形變溫度溫度Tg塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 由于晶區(qū)限制了形變，因此在晶區(qū)熔融之前，聚合物由于晶區(qū)限制了形變，因此在晶區(qū)熔融之前，聚合物整體表現(xiàn)不出高彈態(tài)。能否觀察到高彈態(tài)取決于非晶區(qū)的整體表現(xiàn)不出高彈態(tài)。能否觀察到高彈態(tài)取決于非晶區(qū)的Tf是否大于晶區(qū)的是否大于晶區(qū)的Tm。若若TmTf，則當(dāng)晶區(qū)熔融后，非晶區(qū)，則當(dāng)晶區(qū)熔融后，非晶區(qū)已進(jìn)入粘流態(tài)，不呈現(xiàn)高彈態(tài)；若已進(jìn)入粘流態(tài)，不呈現(xiàn)高彈態(tài)；若TmTf時(shí)才進(jìn)入粘流態(tài)。時(shí)才進(jìn)入粘流態(tài)。形變形變溫度溫度TgTmTfTm40%)聚合物聚合物塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)

43、脂的結(jié)構(gòu)與性能力學(xué)狀態(tài)的分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)力學(xué)狀態(tài)的分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 聚合物的分子運(yùn)動(dòng)具有以下特點(diǎn)：聚合物的分子運(yùn)動(dòng)具有以下特點(diǎn)： （1）運(yùn)動(dòng)單元的多重性）運(yùn)動(dòng)單元的多重性： 聚合物的分子運(yùn)動(dòng)可分為小尺寸單元運(yùn)動(dòng)（即側(cè)基、支聚合物的分子運(yùn)動(dòng)可分為小尺寸單元運(yùn)動(dòng)（即側(cè)基、支鏈、鏈節(jié)、鏈段等的運(yùn)動(dòng)）和大尺寸單元運(yùn)動(dòng)（即整個(gè)分子鏈、鏈節(jié)、鏈段等的運(yùn)動(dòng)）和大尺寸單元運(yùn)動(dòng)（即整個(gè)分子運(yùn)動(dòng)）。運(yùn)動(dòng)）。（2）聚合物分子的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)松弛過(guò)程）聚合物分子的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)松弛過(guò)程： 在一定的外力和溫度條件下，聚合物從一種平衡狀態(tài)通在一定的外力和溫度條件下，聚合物從一種平衡狀態(tài)通過(guò)分子熱運(yùn)動(dòng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)過(guò)程中，需要克服運(yùn)動(dòng)時(shí)

44、運(yùn)過(guò)分子熱運(yùn)動(dòng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)過(guò)程中，需要克服運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)單元所受到的大的內(nèi)摩擦力，這個(gè)克服內(nèi)摩擦力的過(guò)程稱(chēng)動(dòng)單元所受到的大的內(nèi)摩擦力，這個(gè)克服內(nèi)摩擦力的過(guò)程稱(chēng)為為松弛過(guò)程松弛過(guò)程。松弛過(guò)程是一個(gè)緩慢過(guò)程。松弛過(guò)程是一個(gè)緩慢過(guò)程。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能（3）聚合物的分子運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)）聚合物的分子運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)： 溫度升高作用有兩種：增加能量；使聚合物體積膨脹，溫度升高作用有兩種：增加能量；使聚合物體積膨脹，擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)空間。擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)空間。 聚合物力學(xué)三態(tài)的分子運(yùn)動(dòng)單元各不相同：聚合物力學(xué)三態(tài)的分子運(yùn)動(dòng)單元各不相同： 玻璃態(tài)玻璃態(tài)：溫度低，鏈段的運(yùn)動(dòng)處于凍

45、結(jié)，：溫度低，鏈段的運(yùn)動(dòng)處于凍結(jié)，只有側(cè)基、鏈只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長(zhǎng)、鍵角等局部運(yùn)動(dòng)節(jié)、鏈長(zhǎng)、鍵角等局部運(yùn)動(dòng)，形變??；，形變小； 高彈態(tài)高彈態(tài)：鏈段運(yùn)動(dòng)鏈段運(yùn)動(dòng)充分發(fā)展，形變大，可恢復(fù)；充分發(fā)展，形變大，可恢復(fù)； 粘流態(tài)粘流態(tài)：鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致：鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致分子鏈發(fā)生相對(duì)位移分子鏈發(fā)生相對(duì)位移，形，形變不可逆。變不可逆。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變理論聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變理論 當(dāng)聚合物發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，其物理性能急劇變化。當(dāng)聚合物發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，其物理性能急劇變化。 Tg是聚合物作為塑料使用的最高溫度，橡膠使用的最低溫度。是聚合物作

46、為塑料使用的最高溫度，橡膠使用的最低溫度。（1）轉(zhuǎn)變機(jī)理）轉(zhuǎn)變機(jī)理：自由體積理論：自由體積理論 自由體積理論認(rèn)為聚合物的體積是由兩部分組成：高分子自由體積理論認(rèn)為聚合物的體積是由兩部分組成：高分子鏈本身所占的體積和高分子鏈間未被占據(jù)的空隙。高分子鏈間鏈本身所占的體積和高分子鏈間未被占據(jù)的空隙。高分子鏈間未被占據(jù)的空隙稱(chēng)未被占據(jù)的空隙稱(chēng)自由體積自由體積。 自由體積是分子鏈進(jìn)行構(gòu)象轉(zhuǎn)變和鏈段運(yùn)動(dòng)所需的活動(dòng)空間。自由體積是分子鏈進(jìn)行構(gòu)象轉(zhuǎn)變和鏈段運(yùn)動(dòng)所需的活動(dòng)空間。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 當(dāng)聚合物冷卻時(shí)，自由體積逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一溫度當(dāng)聚合物冷卻時(shí)，自由

47、體積逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，自由體積收縮到最低值，聚合物的鏈段運(yùn)動(dòng)因失去活動(dòng)時(shí)，自由體積收縮到最低值，聚合物的鏈段運(yùn)動(dòng)因失去活動(dòng)空間而被凍結(jié)，聚合物進(jìn)入玻璃態(tài)。因此自由體積理論認(rèn)為空間而被凍結(jié)，聚合物進(jìn)入玻璃態(tài)。因此自由體積理論認(rèn)為玻璃化溫度就是使聚合物自由體積達(dá)到某一最低恒定臨界值玻璃化溫度就是使聚合物自由體積達(dá)到某一最低恒定臨界值時(shí)的溫度。時(shí)的溫度。（2）Tg的影響因素的影響因素 （i）聚合物的結(jié)構(gòu)）聚合物的結(jié)構(gòu)：Tg是鏈段運(yùn)動(dòng)剛被凍結(jié)的溫度，而鏈?zhǔn)擎湺芜\(yùn)動(dòng)剛被凍結(jié)的溫度，而鏈段運(yùn)動(dòng)是通過(guò)主鏈單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此段運(yùn)動(dòng)是通過(guò)主鏈單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此Tg與高分子鏈與高分子鏈的柔順

48、性相關(guān)，柔順性好，的柔順性相關(guān)，柔順性好，Tg低，柔順性差，低，柔順性差，Tg高。高。 具體表現(xiàn)如下：具體表現(xiàn)如下：塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能CH2CHCH3CH2OSiOCH3CH3Tg (oC)-18-50-123a。主鏈結(jié)構(gòu)。主鏈結(jié)構(gòu)：主鏈由飽和單鍵所組成的聚合物，如：主鏈由飽和單鍵所組成的聚合物，如-C-C-，-C-N-，-C-O-，-Si-O-等，柔順性較好，一般等，柔順性較好，一般Tg不高：不高： 主鏈中引入主鏈中引入孤立雙鍵孤立雙鍵，可提高分子鏈的柔順性，使，可提高分子鏈的柔順性，使Tg降低，降低，如：如：CH2CHCH3Tg (oC)-1

49、8CH2-CH=CH-CH2-73CH3塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 主鏈中引入共軛雙鍵、芳環(huán)或芳雜環(huán)主鏈中引入共軛雙鍵、芳環(huán)或芳雜環(huán)，可提高分子鏈的，可提高分子鏈的剛性，剛性，Tg升高，如：升高，如：OCCH3CH3COOOH3CH3C聚碳酸酯 聚苯醚Tg (oC)150220塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能b. 側(cè)基或側(cè)鏈：側(cè)基或側(cè)鏈： 側(cè)基的極性越強(qiáng)，數(shù)目越多，側(cè)基的極性越強(qiáng)，數(shù)目越多，Tg越高，如：越高，如：CH2CHCH3Tg (oC)-18CH2CHClCH2CHOHCH2CHCN聚丙烯聚氯乙烯聚乙烯醇聚丙烯腈

50、818590 剛性側(cè)基的體積越大，分子鏈的柔順性越差，剛性側(cè)基的體積越大，分子鏈的柔順性越差，Tg越高，越高，如：如：CH2CHCH3Tg (oC)-18聚丙烯CH2CHC CH3CH3H3CCH2CHCH2CHN聚(3,3-二甲基-1-丁烯）聚苯乙烯聚乙烯基咔唑64100208塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能柔性側(cè)鏈越長(zhǎng)，分子鏈柔順性越好，柔性側(cè)鏈越長(zhǎng)，分子鏈柔順性越好，Tg越低，如：越低，如：CH2CCH3COOR（聚甲基丙烯酸酯）R = -CH3， -C2H5， -C3H7， -C 4H9， -C8H17， -C18H37Tg (oC) 105 65 3

51、5 20 -20 -100 如果是對(duì)稱(chēng)雙取代，可提高分子鏈柔順性，如果是對(duì)稱(chēng)雙取代，可提高分子鏈柔順性，Tg下降，下降，如：如：CH2CHClCH2CClClCH2CHCH3CH2CCH3CH3Tg (oC) 81 -17 -18 -70塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 c。分子量。分子量： 當(dāng)分子量較低時(shí)，當(dāng)分子量較低時(shí)，MW ，Tg ；當(dāng)分子量足；當(dāng)分子量足夠大時(shí)，分子量與夠大時(shí)，分子量與Tg無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。d?；瘜W(xué)交聯(lián)?；瘜W(xué)交聯(lián)： 交聯(lián)度交聯(lián)度 ，分子鏈運(yùn)動(dòng)受約束的程度，分子鏈運(yùn)動(dòng)受約束的程度 ，分，分子鏈柔順性子鏈柔順性 ，Tg 。 （ii）共聚、共混與增

52、塑）共聚、共混與增塑 共聚（二元共聚物）共聚（二元共聚物）：無(wú)規(guī)共聚物無(wú)規(guī)共聚物的的Tg通常介于共聚單體通常介于共聚單體各自均聚物的各自均聚物的Tg之間，并可通過(guò)共聚物組成來(lái)連續(xù)改變共聚物之間，并可通過(guò)共聚物組成來(lái)連續(xù)改變共聚物的的Tg。 嵌段共聚物嵌段共聚物和和接枝共聚物接枝共聚物：若兩組分相容只表現(xiàn)出一：若兩組分相容只表現(xiàn)出一Tg，若兩組分不相容，表現(xiàn)兩若兩組分不相容，表現(xiàn)兩Tg。 塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能共混共混： 兩組分相容兩組分相容：均相體系，只有一個(gè)：均相體系，只有一個(gè)Tg，介于兩組分，介于兩組分Tg之間；之間； 兩組分不相容兩組分不相容：

53、出現(xiàn)相分離，具有兩個(gè)：出現(xiàn)相分離，具有兩個(gè)Tg，其值分別接近兩，其值分別接近兩組分組分Tg； 兩組分部分相容兩組分部分相容：相容性愈好，共混物的兩個(gè)：相容性愈好，共混物的兩個(gè)Tg愈接近。愈接近。 增塑增塑：聚合物的：聚合物的Tg可通過(guò)加入適宜的增塑劑來(lái)降低?？赏ㄟ^(guò)加入適宜的增塑劑來(lái)降低。 （iii）外界條件）外界條件：聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變是一個(gè)松弛過(guò)程，與過(guò)：聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變是一個(gè)松弛過(guò)程，與過(guò)程相關(guān)，因此升溫或冷卻速度、外力的大小及其作用時(shí)間的長(zhǎng)程相關(guān)，因此升溫或冷卻速度、外力的大小及其作用時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)短對(duì)Tg都有影響。都有影響。 測(cè)定測(cè)定Tg時(shí)升溫或降溫速度慢，時(shí)升溫或降溫速度慢，Tg偏低

54、；外力作用速度快，偏低；外力作用速度快，Tg高；單向外力可促使鏈段運(yùn)動(dòng)，使高；單向外力可促使鏈段運(yùn)動(dòng)，使Tg降低，外力愈大，降低，外力愈大，Tg降降低愈明顯。低愈明顯。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的力學(xué)松弛聚合物的力學(xué)松弛-粘彈性粘彈性 理想彈性體（如彈簧）在外力作用下平衡形變瞬間達(dá)理想彈性體（如彈簧）在外力作用下平衡形變瞬間達(dá)到，與時(shí)間無(wú)關(guān)；理想粘性流體（如水）在外力作用下形到，與時(shí)間無(wú)關(guān)；理想粘性流體（如水）在外力作用下形變隨時(shí)間線(xiàn)性發(fā)展。變隨時(shí)間線(xiàn)性發(fā)展。 聚合物的形變與時(shí)間有關(guān)，但不成線(xiàn)性關(guān)系，兩者的聚合物的形變與時(shí)間有關(guān)，但不成線(xiàn)性關(guān)系，兩

55、者的關(guān)系介乎理想彈性體和理想粘性體之間，聚合物的這種性關(guān)系介乎理想彈性體和理想粘性體之間，聚合物的這種性能稱(chēng)為能稱(chēng)為粘彈性粘彈性。 聚合物的力學(xué)性能隨時(shí)間的變化統(tǒng)稱(chēng)為聚合物的力學(xué)性能隨時(shí)間的變化統(tǒng)稱(chēng)為力學(xué)松弛力學(xué)松弛。最基。最基本的力學(xué)松弛現(xiàn)象包括蠕變、應(yīng)力松弛、滯后和力學(xué)損耗本的力學(xué)松弛現(xiàn)象包括蠕變、應(yīng)力松弛、滯后和力學(xué)損耗等。等。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 （1）蠕變）蠕變 在恒溫下施加較小的恒定外力時(shí)，材料的形變隨時(shí)間在恒溫下施加較小的恒定外力時(shí)，材料的形變隨時(shí)間而逐漸增大的力學(xué)松弛現(xiàn)象。如掛東西的塑料繩慢慢變長(zhǎng)。而逐漸增大的力學(xué)松弛現(xiàn)象。如掛東西

56、的塑料繩慢慢變長(zhǎng)。 蠕變過(guò)程包括三種形變：蠕變過(guò)程包括三種形變：e e1 1t1t2t普彈形變示意圖普彈形變示意圖（i）普彈形變）普彈形變（e e1）：）： 聚合物受力時(shí)，瞬時(shí)發(fā)生的聚合物受力時(shí)，瞬時(shí)發(fā)生的高分子鏈的鍵長(zhǎng)、鍵角變化引起高分子鏈的鍵長(zhǎng)、鍵角變化引起的形變，形變量較小，服從虎克的形變，形變量較小，服從虎克定律，當(dāng)外力除去時(shí)，普彈形變定律，當(dāng)外力除去時(shí)，普彈形變立刻完全回復(fù)。如右圖：立刻完全回復(fù)。如右圖：塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 （ii）高彈形變）高彈形變（e e2）：）： 聚合物受力時(shí)，高分子鏈通過(guò)鏈段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的形變，聚合物受力時(shí)，高分子鏈

57、通過(guò)鏈段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的形變，形變量比普彈形變大得多，但不是瞬間完成，形變與時(shí)間形變量比普彈形變大得多，但不是瞬間完成，形變與時(shí)間相關(guān)。當(dāng)外力除去后，高彈形變逐漸回復(fù)。如下圖：相關(guān)。當(dāng)外力除去后，高彈形變逐漸回復(fù)。如下圖：e e2 2t1t2t高彈形變示意圖高彈形變示意圖塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 （iii）粘性流動(dòng)）粘性流動(dòng)（e e3）：）： 受力時(shí)發(fā)生分子鏈的相對(duì)位移，外力除去后粘性流動(dòng)受力時(shí)發(fā)生分子鏈的相對(duì)位移，外力除去后粘性流動(dòng)不能回復(fù)，是不可逆形變。如下圖：不能回復(fù)，是不可逆形變。如下圖：e e3 3t1t2t粘性流動(dòng)示意圖粘性流動(dòng)示意圖塑塑 料料

58、包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 當(dāng)聚合物受力時(shí)，以上三種形變是同時(shí)發(fā)生的，其綜合當(dāng)聚合物受力時(shí)，以上三種形變是同時(shí)發(fā)生的，其綜合結(jié)果如下圖：結(jié)果如下圖：e e1e e2+e e3e e1e e2e e3t2t1te e塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能 （2）應(yīng)力松弛）應(yīng)力松弛 應(yīng)力松弛是指在恒定溫度和形變保持不變的情況下，應(yīng)力松弛是指在恒定溫度和形變保持不變的情況下，聚合物內(nèi)部的應(yīng)力聚合物內(nèi)部的應(yīng)力隨隨時(shí)間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。如用塑時(shí)間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。如用塑料繩綁捆東西，時(shí)間久了會(huì)變松。這是由于當(dāng)聚合物被拉料繩綁捆東西，時(shí)間久了

59、會(huì)變松。這是由于當(dāng)聚合物被拉長(zhǎng)時(shí)，高分子構(gòu)象處于不平衡狀態(tài)，它會(huì)通過(guò)鏈段沿外力長(zhǎng)時(shí)，高分子構(gòu)象處于不平衡狀態(tài)，它會(huì)通過(guò)鏈段沿外力方向的運(yùn)動(dòng)來(lái)減少或消除內(nèi)部應(yīng)力，以逐漸過(guò)度到平衡態(tài)方向的運(yùn)動(dòng)來(lái)減少或消除內(nèi)部應(yīng)力，以逐漸過(guò)度到平衡態(tài)構(gòu)象。構(gòu)象。 聚合物以分子狀態(tài)分散在溶劑中所形成的均相混合物聚合物以分子狀態(tài)分散在溶劑中所形成的均相混合物稱(chēng)為稱(chēng)為高分子溶液。高分子溶液。 高分子之間有較大距離，彼此不發(fā)生影響的溶液為高分子之間有較大距離，彼此不發(fā)生影響的溶液為稀稀溶液。溶液。 高分子之間彼此接觸貫穿但溶質(zhì)體積分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)小于高分子之間彼此接觸貫穿但溶質(zhì)體積分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)小于1的為的為亞濃溶液或半稀溶液。亞濃溶液或半

60、稀溶液。 高分子間不但彼此貫穿且所占體積分?jǐn)?shù)較大的為高分子間不但彼此貫穿且所占體積分?jǐn)?shù)較大的為濃溶濃溶液。液。塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的物理性質(zhì)聚合物的物理性質(zhì)聚合物的溶解性聚合物的溶解性塑塑 料料 包包 裝裝 材材 料料樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能聚合物的溶解特性聚合物的溶解特性 由于聚合物分子量大，具有多分散性，可有線(xiàn)型、支化和交由于聚合物分子量大，具有多分散性，可有線(xiàn)型、支化和交聯(lián)等多種分子形態(tài)，聚集態(tài)又可表現(xiàn)為晶態(tài)、非晶態(tài)等，因此聯(lián)等多種分子形態(tài)，聚集態(tài)又可表現(xiàn)為晶態(tài)、非晶態(tài)等，因此聚合物的溶解現(xiàn)象比小分子化合物復(fù)雜的多，具有許多與小