藥用高分子課件第一章 緒論2

聚合物的化學(xué)反應(yīng)的特征（1）反應(yīng)的不均勻性，具有局部反應(yīng)的特點；（2）產(chǎn)物不純，副反應(yīng)多；（3）大分子化學(xué)反應(yīng)只需加入少量的試劑即可引起性質(zhì)上的巨大變化，而低分子化合物，一般需要等摩爾試劑。聚合物的化學(xué)反應(yīng)的特征（1）反應(yīng)的不均勻性，具有局部反應(yīng)的特高分子反應(yīng)的影響因素靜電荷與位阻結(jié)晶結(jié)構(gòu)溶解度或溶脹度其他因素高分子反應(yīng)的影響因素靜電荷與位阻高分子反應(yīng)類型一般的有機反應(yīng)高分子的表面反應(yīng)高分子的降解反應(yīng)及絡(luò)合反應(yīng)高分子反應(yīng)類型一般的有機反應(yīng)第四節(jié)藥用高分子我國是醫(yī)藥文明古國，中草藥用于治療生物體疾病的歷史十分悠久，天然藥用高分子的使用要比西方國家早得多。東漢張仲景（公元142～219）在《傷寒論》和《金匱要略》中記載的栓劑、洗劑、軟膏劑、糖漿劑及臟器制劑等十余種制劑中，首次記載了采用動物膠汁、煉蜜和淀粉糊等天然高分子為多種制劑的賦形劑，并且至今仍然沿用。

第四節(jié)藥用高分子我國是醫(yī)藥文明古國，中草藥用于治

早在公元前1500年開始，人們就開始有意識地利用植物和動物治病。高分子化合物在醫(yī)藥中的應(yīng)用雖然也有相當(dāng)長的歷史，但早期使用的都是天然高分子化合物，如樹膠、動物膠、淀粉、多糖、甚至動物的尸體等。如今，盡管天然高分子藥物在醫(yī)藥中仍占有一定的地位，但無論從原料的來源、品種的多樣化以及藥物本身的物理化學(xué)性質(zhì)和藥理作用等方面看，都有一定的局限性，遠遠滿足不了醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展的需要。早在公元前1500年開始，人們就開始有意識地

近一個多世紀以來，通過有機合成的方法獲得了大量的低分子藥物，為推動全球醫(yī)療事業(yè)起了巨大的作用，在醫(yī)學(xué)史上有著不可磨滅的貢獻。但是，低分子藥物卻同時存在著很大的副作用。此外，低分子藥物在生物體內(nèi)新陳代謝速度快，半衰期短，易排泄，因而在發(fā)病期間要頻繁進藥。過高的藥劑濃度常常帶來過敏、急性中毒和其他副作用。另一方面，低分子藥物對進入體內(nèi)指定的部位也缺乏選擇性，這也是使進藥劑量增多、療效較低的原因之一。近一個多世紀以來，通過有機合成的方法獲得了大量的

在這種背景下，藥用高分子的研究受到了人們的重視。高分子藥物具有低毒、高效、緩釋和長效等特點。與生物體的相容性好，停留時間長。還可通過單體的選擇和共聚組分的變化，調(diào)節(jié)藥物的釋放速率，達到提高藥物的活性、降低毒性和副作用的目的。進入人體后，可有效地到達癥患部位。在這種背景下，藥用高分子的研究受到了人們的重視。

合成高分子藥物的出現(xiàn)，不僅改進了某些傳統(tǒng)藥物的不足之外，而且大大豐富了藥物的品種，為攻克那些嚴重威脅人類健康的疾病提供了新的手段。因此以合成高分子藥物取代或補充傳統(tǒng)的低分子藥物，已成為藥物學(xué)發(fā)展的重要方向之一。合成高分子藥物的出現(xiàn)，不僅改進了某些傳統(tǒng)藥物的不

藥用高分子的定義至今還不甚明確按其應(yīng)用目的不同分為：

藥用輔助材料和高分子藥物按其來源分為：

天然藥用高分子和合成藥用高分子

藥用高分子的定義和類型藥用高分子的定義和類型藥用輔助材料藥用輔助材料是指在藥劑制品加工時所用的和為改善藥物使用性能而采用的高分子材料，例如稀釋劑、潤滑劑、粘合劑、崩解劑、糖包衣、膠囊殼等。藥用輔助材料本身并不具有藥理作用，只是在藥品的制造和使用中起從屬或輔助的作用。因此這類高分子從嚴格意義上講不屬于功能高分子，但顯然屬于特種高分子的范疇。

藥用輔助材料藥用輔助材料是指在藥劑制品加工時所用的和高分子藥物，它依靠連接在聚合物分子鏈上的藥理活性基團或高分子本身的藥理作用，進入人體后，能與肌體組織發(fā)生生理反應(yīng)，從而產(chǎn)生醫(yī)療效果或預(yù)防性效果。高分子藥物高分子藥物

由于藥用高分子的使用對象是生物體，通過口服或注射等方式進入消化系統(tǒng)、血液或體液循環(huán)系統(tǒng)，因此必須具備一些基本的特性。對高分子藥物的要求包括：

(1)高分子藥物本身以及它們的分解產(chǎn)物都應(yīng)是無毒的，不會引起炎癥和組織變異反應(yīng)，沒有致癌性；

(2)進入血液系統(tǒng)的藥物，不會引起血栓；

(3)具有水溶性或親水性，能在生物體內(nèi)水解下有藥理活性的基團。藥用高分子應(yīng)具備的基本性能：由于藥用高分子的使用對象是生物體，通過口服藥用高分子應(yīng)具備(4)能有效地到達病灶處，并在病灶處積累，保持一定濃度。

(5)對于口服的藥劑，聚合物主鏈應(yīng)不會水解，以便高分子殘骸能通過排泄系統(tǒng)被排出體外。如果藥物是導(dǎo)入循環(huán)系統(tǒng)的，為避免其在體內(nèi)積累，聚合物主鏈必須是易分解的，才能排出人體或被人體所吸收。(4)能有效地到達病灶處，并在病灶處積累，保藥用高分子材料的應(yīng)用

用于片劑和一般固體制劑作為粘合劑，稀釋劑，崩解劑，潤滑劑，包衣材料等作為緩、控釋材料如用作擴散控釋材料，溶解、溶蝕或生物降解基水凝膠材料，高分子滲透膜，離子交換樹脂等用于液體或半固體制劑作為增稠劑，助懸劑，膠凝劑，乳化劑，分散劑等用作生物粘附性材料用作新型給藥裝置的組件用作藥品包裝材料藥用高分子材料的應(yīng)用第二章高分子材料的性能高分子的分子熱運動，高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變和高分子的黏性流動★▲高分子的熱性能、電性能、光性能、滲透性和透氣性，高分子的溶解和高分子溶液高分子的力學(xué)性能的基本物理量（應(yīng)力、應(yīng)變、硬度和強度）及特點（高彈性和黏彈性）★高分子材料的塑性和屈服，高分子材料的斷裂和強度高分子材料的毒性、生物相容性、生物化學(xué)活性、生物可降解性與代謝★高分子的可擠壓性、可模塑性、可紡性和可延性第二章高分子材料的性能高分子的分子熱運動，高分子的玻璃化轉(zhuǎn)前面我們討論了高聚物的結(jié)構(gòu)

溶液固體（微觀結(jié)構(gòu)）聚集態(tài)結(jié)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)遠程結(jié)構(gòu)——構(gòu)象(形態(tài),大小)近程結(jié)構(gòu)構(gòu)造構(gòu)型旋光異構(gòu)幾何異構(gòu)(順反異構(gòu))為了研究高聚物的宏觀性質(zhì)（力學(xué)、電子、光子等方面性能），只了解高聚物的結(jié)構(gòu)還不行，還必須弄清高聚物分子運動的規(guī)律，才能將微觀結(jié)構(gòu)與宏觀結(jié)構(gòu)性能相結(jié)合，才能了解高聚物結(jié)構(gòu)與性能的內(nèi)在聯(lián)系。前面我們討論了高聚物的結(jié)構(gòu)溶液固體（微觀結(jié)構(gòu)）聚集態(tài)結(jié)構(gòu)鏈先看二個例子：PMMA：室溫下堅如玻璃，俗稱有機玻璃，但在100℃左右成為柔軟的彈性體結(jié)構(gòu)材料橡膠：室溫下是柔軟的彈性體，但在-100℃左右為堅硬的玻璃體先看二個例子：PMMA：室溫下堅如玻璃，俗稱有機玻璃，但在1（一）運動單元的多重性1.整鏈的運動以高分子鏈為一個整體作質(zhì)量中心的移動，即分子鏈間的相對位移。聚合物加工中的流動聚合物使用中的尺寸不穩(wěn)定性(塑性形變、永久形變)整鏈運動的結(jié)果一、高聚物分子運動的特點（一）運動單元的多重性1.整鏈的運動以高分子鏈為一個整體作質(zhì)2.鏈段的運動

由于主鏈σ鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使分子中一部分鏈段相對于另一部分鏈段而運動，但可以保持分子質(zhì)量中心不變（宏觀上不發(fā)生塑性形變）。高彈性：鏈段運動的結(jié)果（拉伸—回復(fù)）流動性：鏈段協(xié)同運動，引起分子質(zhì)心位移3.鏈節(jié)的運動

指高分子主鏈上幾個化學(xué)鍵（相當(dāng)于鏈節(jié)）的協(xié)同運動，或雜鏈高分子的雜鏈節(jié)運動4.側(cè)基、支鏈的運動

側(cè)基、支鏈相對于主鏈的擺動、轉(zhuǎn)動、自身的內(nèi)旋轉(zhuǎn)。2.鏈段的運動由于主鏈σ鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使分子中一部分（二）、分子運動的時間依賴性物質(zhì)從一種平衡狀態(tài)與外界條件相適應(yīng)的另一種平衡狀態(tài)外場作用下通過分子運動低分子是瞬變過程此過程只需10-9

～10-10

秒。高分子是速度過程需要時間松弛過程（二）、分子運動的時間依賴性物質(zhì)從一種平衡狀態(tài)與外界條件相適（三）、分子運動的溫度依賴性

溫度升高，增加了分子熱運動的能量，當(dāng)達到某一運動單元運動所需的能量時，就激發(fā)這一運動單元的運動。

溫度升高，高聚物發(fā)生體積膨脹，自由空間加大。當(dāng)自由空間增加到某種運動單元所需的大小時，這一運動單元便可自由運動。1.活化運動單元2.增加分子間的自由空間（三）、分子運動的溫度依賴性溫度升高，增加了分子熱運

若對某一非晶態(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溫度--形變曲線（或稱熱--機械曲線）。非晶態(tài)聚合物典型的熱--機械曲線如下圖，存在兩個斜率突變區(qū)，這兩個突變區(qū)把熱-機械曲線分為三個區(qū)域，分別對應(yīng)于三種不同的力學(xué)狀態(tài)。形變溫度IIIIII二、高分子的玻璃化轉(zhuǎn)變?nèi)魧δ骋环蔷B(tài)聚合物試樣施加一恒定外力，觀察試樣在等速升溫

在區(qū)域I，溫度低，聚合物在外力作用下的形變小，具有虎克彈性行為，形變在瞬間完成，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)狀態(tài)與無機玻璃相似，稱為玻璃態(tài)。玻璃態(tài)溫度形變IIIIII在區(qū)域I，溫度低，聚合物在外力作用下的形變小

隨著溫度的升高，形變逐漸增大，當(dāng)溫度升高到某一程度時，形變發(fā)生突變，進入?yún)^(qū)域II，這時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)原狀的性能稱高彈性，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱高彈態(tài)。溫度形變IIIIII玻璃態(tài)高彈態(tài)隨著溫度的升高，形變逐漸增大，當(dāng)溫度升高到某一程形變溫度IIIIII玻璃態(tài)高彈態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)Tg粘流態(tài)粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)Tf交聯(lián)聚合物MaMbMb>Ma

由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)生突變的區(qū)域叫玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)，玻璃態(tài)開始向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，以Tg表示。

當(dāng)溫度升到足夠高時，聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆，這種力學(xué)狀稱為粘流態(tài)。高彈態(tài)開始向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱為粘流溫度，以Tf表示，其間的形變突變區(qū)域稱為粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)。分子量越大，Tf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)生相對位移，不出現(xiàn)粘流態(tài)。

玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱為聚合物的力學(xué)三態(tài)。形變溫度IIIIII玻璃態(tài)高彈態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)Tg粘流態(tài)粘彈態(tài)聚合物力學(xué)三態(tài)的分子運動特點：

玻璃態(tài)：溫度低，鏈段的運動處于凍結(jié)，只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長、鍵角等局部運動，形變??；

高彈態(tài)：鏈段運動充分發(fā)展，形變大，可恢復(fù)；

粘流態(tài)：鏈段運動劇烈，導(dǎo)致分子鏈發(fā)生相對位移，形變不可逆。聚合物力學(xué)三態(tài)的分子運動特點：玻璃態(tài)：溫度低，在輕度結(jié)晶的聚合物中，少量的晶區(qū)起類似交聯(lián)點的作用，當(dāng)溫度升高時，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Tg的存在，但晶區(qū)的鏈段由于受晶格能的限制難以運動，使其形變受到限制，整個材料表現(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。形變溫度Tg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)起類似交聯(lián)點的作用，當(dāng)溫度升高聚物溶液

高聚物溶液的應(yīng)用

高聚物溶液是高聚物溶解于低分子溶劑中形成的二元或多元體系組成的真溶液。高聚物稀溶液濃度：＜5%高聚物濃溶液濃度：＞5%高聚物溶液的應(yīng)用黏合劑涂料油漆紡絲增塑高聚物的分級高聚物相對分子質(zhì)量測定絮凝劑分散劑泥漿處理劑高聚物溶液高聚物溶液的應(yīng)用高聚物溶液的應(yīng)用黏合劑涂高聚物溶液一、高聚物的溶解

●非晶態(tài)高聚物的溶解條件：足夠量的溶劑、一定量的非晶態(tài)高聚物溶解過程與運動單元：溶解過程的關(guān)鍵步驟是溶脹（swelling）。其中無限溶脹就是溶解，而有限溶脹是不溶解。運動單元：溶劑分子部分鏈段運動單元：溶劑分子大部分鏈段少部分高分子鏈運動單元：溶劑分子所有鏈段所有高分子鏈溶脹無限溶脹高聚物溶液一、高聚物的溶解運動單元：溶劑分子運動單元：溶劑分高聚物溶液

●結(jié)晶高聚物的溶解

▲非極性結(jié)晶高聚物的溶解條件：足夠量的溶劑，一定量的非極性結(jié)晶高聚物，并且加熱到熔點附近。溶解過程：加熱使結(jié)晶熔化，再溶脹、溶解。

▲極性結(jié)晶高聚物的溶解條件：足夠量的強極性溶劑，一定量的極性結(jié)晶高聚物，不用加熱。溶解過程：通過溶劑化作用溶解?！獵－N－R－C－N～OHHO～N－C－R－N－C～OHHO＋－－＋－＋－＋－＋＋－＋－－＋＋－－＋－＋－＋－＋＋－＋－－＋－＋＋－＋－－＋－＋＋－＋－－＋＋－－＋－＋－＋＋－－＋－＋－＋～C

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●極性相似原則

●溶劑化原則

●溶解度參數(shù)相近原則溶劑選擇的原則極性相似原則溶劑化原則溶解度參數(shù)相近原則EAAEABEBBEABEAAEBBEAB≥EAAEAB≥EBBEAA≥EABEBB≥EAB混溶體系不混溶體系分子A分子B高聚物溶液二、溶劑的選擇溶劑選擇的原則極性相似原則溶劑化原則高聚物的力學(xué)性能

●常見的材料力學(xué)術(shù)語材料力學(xué)術(shù)語外力（externalforce）

內(nèi)力（internalforce）

應(yīng)力（stress）

應(yīng)變（strain）

形變（deformation）

強度（strength）

泊松比（Poisson’sratio）

模量（module）

柔量（compliance）

抗張強度（tensilestrength

）

抗彎強度（flexuralstrength

）

抗沖擊強度（impactstrength

）

硬度（hardness）

回彈性（resilience）

韌性（tenacity）

疲勞（fatiguelife）

高聚物的力學(xué)性能●常見的材料力學(xué)術(shù)語材料力學(xué)術(shù)語外力（e常用術(shù)語：力學(xué)行為：指施加一個外力在材料上，它產(chǎn)生怎樣的形變（響應(yīng)）形變性能：非極限情況下的力學(xué)行為斷裂性能：極限情況下的力學(xué)行為彈性：對于理想彈性體來講，其彈性形變可用虎克定律來表示，即：應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系，應(yīng)變與時間無關(guān)常用術(shù)語：粘性：在外力作用下，分子與分子之間發(fā)生位移，理想的粘性流體其流動形變可用牛頓定律來描述：應(yīng)力與應(yīng)變速率成正比普彈性：大應(yīng)力作用下，只產(chǎn)生小的、線性可逆形變，它是由化學(xué)鍵的鍵長，鍵角變化引起的。與材料的內(nèi)能變化有關(guān)：形變時內(nèi)能增加，形變恢復(fù)時，放出能量，對外做功（玻璃態(tài)，晶態(tài)，高聚物，金屬，陶瓷均有這種性能），普彈性又稱能彈性粘性：在外力作用下，分子與分子之間發(fā)生位移，理想的粘性流體其高彈性：小的應(yīng)力作用下可發(fā)生很大的可逆形變，是由內(nèi)部構(gòu)象熵變引起的，所以也稱熵彈性（橡膠具有高彈性）靜態(tài)力學(xué)性能：在恒應(yīng)力或恒應(yīng)變情況下的力學(xué)行為動態(tài)力學(xué)性能：物體在交變應(yīng)力下的粘彈性行為應(yīng)力松弛：在恒應(yīng)變情況下，應(yīng)力隨時間的變化高彈性：小的應(yīng)力作用下可發(fā)生很大的可逆形變，是由內(nèi)部構(gòu)象熵變?nèi)渥儯涸诤銘?yīng)力下，物體的形變隨時間的變化強度：材料所能承受的應(yīng)力韌性：材料斷裂時所吸收的能量蠕變：在恒應(yīng)力下，物體的形變隨時間的變化力學(xué)性能分類力學(xué)性能是高聚物優(yōu)異物理性能的基礎(chǔ)如：某高聚物磨擦，磨耗性能優(yōu)良，但力學(xué)性能不好，很脆。不能用它作減摩材料如：作電線絕緣材料的高聚物，也要求它們有一定的力學(xué)性能：強度和韌性。如果折疊幾次就破裂，那么這種材料的電絕緣性雖好，也不能用作電線。力學(xué)性能分類力學(xué)性能是高聚物優(yōu)異物理性能的基礎(chǔ)彈性粘彈性非線性粘彈性線性粘彈性高彈性普彈性動態(tài)靜態(tài)粘性Deformation形變性能ElasticityHighelasticityViscosityviscoelasticityLinearviscoelasticityStaticDynamicNon-Linearviscoelasticity應(yīng)力松弛蠕變滯后力學(xué)損耗彈性粘彈性非線性粘彈性線性粘彈性高彈性普彈性動態(tài)靜斷裂性能韌性強度FractureToughnessStrength斷裂性能韌性強度FractureToughnes表征材料力學(xué)性能的基本物理量受力方式簡單拉伸簡單剪切均勻壓縮參數(shù)受力特點外力F是與截面垂直，大小相等，方向相反，作用在同一直線上的兩個力。外力F是與界面平行，大小相等，方向相反的兩個力。材料受到的是圍壓力。θFFFF表征材料力學(xué)性能的基本物理量受簡單拉伸簡單剪切均勻壓縮參數(shù)受高聚物力學(xué)性能的特點1．高聚物材料具有所有已知材料可變性范圍最寬的力學(xué)性質(zhì)，包括從液體、軟橡皮到很硬的固體，各種高聚物對于機械應(yīng)力的反應(yīng)相差很大，例如：高聚物力學(xué)性能的特點1．高聚物材料具有所有已知材料可變性范圍PS制品很脆，一敲就碎（脆性）尼龍制品很堅韌，不易變形，也不易破碎（韌性）輕度交聯(lián)的橡膠拉伸時，可伸長好幾倍，力解除后基本恢復(fù)原狀（彈性）膠泥變形后，卻完全保持新的形狀（粘性）高聚物力學(xué)性質(zhì)的這種多樣性，為不同的應(yīng)用提供了廣闊的選擇余地PS制品很脆，一敲就碎（脆性）2.高聚物力學(xué)性能的最大特點是

高彈性和粘彈性2.高聚物力學(xué)性能的最大特點是（1）高聚物的高彈性：是由于高聚物極大的分子量使得高分子鏈有許多不同的構(gòu)象，而構(gòu)象的改變導(dǎo)致高分子鏈有其特有的柔順性。鏈柔性在性能上的表現(xiàn)就是高聚物的高彈性。它與一般材料的普彈性的差別就是因為構(gòu)象的改變；形變時構(gòu)象熵減小，恢復(fù)時增加。內(nèi)能在高彈性形變中不起主要作用（它卻是普彈形變的主要起因）（1）高聚物的高彈性：是由于高聚物極大的分子量使得高分子鏈有（2）高聚物的粘彈性：指高聚物材料不但具有彈性材料的一般特性，同時還具有粘性流體的一些特性。彈性和粘性在高聚物材料身上同時呈現(xiàn)得特別明顯。高聚物的粘彈性表現(xiàn)在它有突出的力學(xué)松弛現(xiàn)象，在研究它的力學(xué)性能時必須考慮應(yīng)力、應(yīng)變與時間的關(guān)系。溫度對力學(xué)性能也是非常重要的因素（2）高聚物的粘彈性：指高聚物材料不但具有彈性材料的一般特性描述粘彈性高聚物材料的力學(xué)行為必須同時考慮應(yīng)力、應(yīng)變、時間和溫度四個參數(shù)。高聚物材料的力學(xué)性能對時間和溫度的強烈依賴性是研究其力學(xué)性能中要著重弄清的問題，也是進行高聚物材料的測試及使用時必須十分注意的問題。描述粘彈性高聚物材料的力學(xué)行為必須同時考慮應(yīng)力、應(yīng)變、時間和2-1高彈性的特點高彈態(tài)是高聚物所特有的，是基于鏈段運動的一種力學(xué)狀態(tài)，可以通過高聚物在一定條件下，通過玻璃化轉(zhuǎn)變而達到處于高彈態(tài)的高聚物表現(xiàn)出獨特的力學(xué)性能——高彈性這是高聚物中一項十分難能可貴的性能2-1高彈性的特點高彈態(tài)是高聚物所特有的，是基于鏈段運動的橡膠就是具有高彈性的材料，高彈性的特征表現(xiàn)在：①彈性形變大，可高達1000%，而金屬材料的普彈形變不超過1%②彈性模量小，而且隨絕對溫度升高而升高；而金屬材料的彈性模量隨絕對溫度升高而降低橡膠就是具有高彈性的材料，高彈性的特征表現(xiàn)在：③在快速拉伸時（絕熱過程），高聚物溫度上升；而金屬材料溫度下降。如果把橡膠薄片拉長，把它貼在嘴唇或面頰上，就會感到橡皮在伸長時發(fā)熱，回縮時吸熱。④形變與時間有關(guān)，橡膠受到外力（應(yīng)力恒定）壓縮或拉伸時，形變總是隨時間而發(fā)展，最后達到最大形變，這種現(xiàn)象叫蠕變。③在快速拉伸時（絕熱過程），高聚物溫度上升；而金屬材料溫度下原因：由于橡膠是長鏈分子，整個分子的運動都要克服分子間的作用力和內(nèi)摩擦力，高彈形變就是靠分子鏈段運動來實現(xiàn)的。整個分子鏈從一種平衡狀態(tài)過度到與外力相適應(yīng)的平衡狀態(tài)，可能需要幾分鐘，幾小時甚至幾年。也就是說在一般情況下形變總是落后與外力，所以橡膠形變需要時間原因：由于橡膠是長鏈分子，整個分子的運動都要克服分子間的作用

粘彈性松弛現(xiàn)象蠕變應(yīng)力松弛滯后力學(xué)損耗粘彈性松弛現(xiàn)象

高聚物的力學(xué)松弛現(xiàn)象力學(xué)松弛——高聚物的力學(xué)性能隨時間的變化統(tǒng)稱力學(xué)松弛最基本的有：蠕變應(yīng)力松弛滯后力學(xué)損耗高聚物的力學(xué)松弛現(xiàn)象力學(xué)松弛——高聚物的力學(xué)性能隨時間的變①理想彈性體受外力后，平衡形變瞬時達到，應(yīng)變正比于應(yīng)力，形變與時間無關(guān)②理想粘性體受外力后，形變是隨時間線性發(fā)展的，應(yīng)變速率正比于應(yīng)力③高聚物的形變與時間有關(guān)，這種關(guān)系介于理想彈性體和理想粘性體之間，也就是說，應(yīng)變和應(yīng)變速率同時與應(yīng)力有關(guān)，因此高分子材料常稱為粘彈性材料。①理想彈性體受外力后，平衡形變瞬時達到，應(yīng)變正比于應(yīng)力，形變形變時間交聯(lián)高聚物理想彈性體理想粘性體線性高聚物形變時間交聯(lián)高聚物理想彈性體理想粘性體線性高聚物

蠕變?nèi)渥儯涸谝欢ǖ臏囟群秃愣ǖ耐饬ψ饔孟拢ɡ?，壓力，扭力等），材料的形變隨時間的增加而逐漸增大的現(xiàn)象。蠕變過程包括下面三種形變：

普彈形變、高彈形變、粘性流動

蠕變?nèi)渥儯涸谝欢ǖ臏囟群秃愣ǖ耐饬ψ饔孟拢ɡ?，壓力，扭力?yīng)力松弛

定義：對于一個線性粘彈體來說，在應(yīng)變保持不變的情況下，應(yīng)力隨時間的增加而逐漸衰減，這一現(xiàn)象叫應(yīng)力松弛。（StressRelax）應(yīng)力松弛定義：對于一個線性粘彈體來說，在應(yīng)變保持不變的情況例如：拉伸一塊未交聯(lián)的橡膠到一定長度，并保持長度不變，隨著時間的增加，這塊橡膠的回彈力會逐漸減小，這是因為里面的應(yīng)力在慢慢減小，最后變?yōu)?。因此用未交聯(lián)的橡膠來做傳動帶是不行的。

例如：拉伸一塊未交聯(lián)的橡膠到一定長度，并保持長度不變，隨著時滯后現(xiàn)象（動態(tài)黏彈性）高聚物作為結(jié)構(gòu)材料，在實際應(yīng)用時，往往受到交變力的作用。例如輪胎，傳動皮帶，齒輪，消振器等，它們都是在交變力作用的場合使用的。以輪胎為例，車在行進中，它上面某一部分一會兒著地，一會離地，受到的是一定頻率的外力，它的形變也是一會大，一會小，交替地變化。滯后現(xiàn)象（動態(tài)黏彈性）高聚物作為結(jié)構(gòu)材料，在實際應(yīng)用時，往滯后現(xiàn)象：高聚物在交變力作用下，形變落后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象解釋：鏈段在運動時要受到內(nèi)摩擦力的作用，當(dāng)外力變化時鏈段的運動還跟不上外力的變化，形變落后于應(yīng)力，有一個相位差，越大，說明鏈段運動愈困難，愈是跟不上外力的變化。滯后現(xiàn)象：高聚物在交變力作用下，形變落后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象力學(xué)損耗輪胎在高速行使相當(dāng)長時間后，立即檢查內(nèi)層溫度，為什么達到燙手的程度？高聚物受到交變力作用時會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，上一次受到外力后發(fā)生形變在外力去除后還來不及恢復(fù)，下一次應(yīng)力又施加了，以致總有部分彈性儲能沒有釋放出來。這樣不斷循環(huán)，那些未釋放的彈性儲能都被消耗在體系的自摩擦上，并轉(zhuǎn)化成熱量放出。力學(xué)損耗輪胎在高速行使相當(dāng)長時間后，立即檢查內(nèi)層溫度，為什么這種由于力學(xué)滯后而使機械功轉(zhuǎn)換成熱的現(xiàn)象，稱為力學(xué)損耗或內(nèi)耗。以應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系作圖時，所得的曲線在施加幾次交變應(yīng)力后就封閉成環(huán)，稱為滯后環(huán)或滯后圈，此圈越大，力學(xué)損耗越大回縮曲線拉伸曲線這種由于力學(xué)滯后而使機械功轉(zhuǎn)換成熱的現(xiàn)象，稱為力學(xué)損耗或內(nèi)耗力學(xué)屈服1.非極限范圍內(nèi)的小形變：可用模量來表示形變特性極限范圍內(nèi)的大形變：要用應(yīng)力～應(yīng)變曲線來反映這一過程力學(xué)屈服1.非極限范圍內(nèi)的小形變：可用模量來表示形變特性2.由應(yīng)力～應(yīng)變曲線上可獲得的反映破壞過程的力學(xué)量:揚氏模量屈服應(yīng)力屈服伸長斷裂強度（抗拉強度）斷裂伸長2.由應(yīng)力～應(yīng)變曲線上可獲得的反映破壞過程的力學(xué)量:3.材料破壞有二種方式，可從拉伸應(yīng)力~應(yīng)變曲線的形狀和破壞是斷面形狀來區(qū)分：脆性破壞:①試樣在出現(xiàn)屈服點之前斷裂②斷裂表面光滑韌性破壞:①試樣在拉伸過程中有明顯屈服點和頸縮現(xiàn)象②斷裂表面粗糙3.材料破壞有二種方式，可從拉伸應(yīng)力~應(yīng)變曲線的形狀和破壞是

應(yīng)力-應(yīng)變曲線高聚物的應(yīng)力—應(yīng)變綜合曲線屈服應(yīng)變彈性線性B（屈服點）C斷裂點塑性應(yīng)力-應(yīng)變曲線高聚物的應(yīng)力—應(yīng)變綜合曲線屈服應(yīng)變彈性線性B上面是典型的應(yīng)力—應(yīng)變曲線實際聚合物材料，通常是綜合曲線的一部分或是其變異。處于玻璃態(tài)的塑料只在一段范圍內(nèi)才具有這種形狀。處于高彈態(tài)的橡膠，只有在溫度較低和分子量很大時具有這種形狀。上面是典型的應(yīng)力—應(yīng)變曲線分析：以B點為界分為二部分：B點以前（彈性區(qū)域）：除去應(yīng)力，材料能恢復(fù)原樣，不留任何永久變形。斜率即為揚氏模量。B點以后（塑性區(qū)域）：除去外力后，材料不再恢復(fù)原樣，而留有永久變形，我們稱材料“屈服”了，B點以后總的趨勢是載荷幾乎不增加但形變卻增加很多分析：B點：屈服點

B點時對應(yīng)的應(yīng)力—屈服應(yīng)力

B點時對應(yīng)的應(yīng)變—屈服應(yīng)變C點：斷裂點

C點對應(yīng)的應(yīng)力—斷裂應(yīng)力（斷裂強度）—抗拉強度

C點對應(yīng)的應(yīng)變—斷裂伸長率B點：屈服點1.高聚物屈服點的特征大多數(shù)高聚物有屈服現(xiàn)象，最明顯的屈服現(xiàn)象是拉伸中出現(xiàn)的細頸現(xiàn)象。它是獨特的力學(xué)行為。并不是所有的高聚物材料都表現(xiàn)出屈服過程，這是由于溫度和時間對高聚物的性能的影響往往掩蓋了屈服行為的普遍性，有的高聚物出現(xiàn)細頸和冷拉，而有的高聚物脆性易斷。

1.高聚物屈服點的特征(1)屈服應(yīng)變大：高聚物的屈服應(yīng)變比金屬大得多，金屬0.01左右，高聚物0.2左右（例如PMMA的切變屈服為0.25，壓縮屈服為0.13）(2)屈服過程有應(yīng)變軟化現(xiàn)象：許多高聚物在過屈服點后均有一個應(yīng)力不太大的下降，叫應(yīng)變軟化，這時應(yīng)變增大，應(yīng)力反而下降。(1)屈服應(yīng)變大：高聚物的屈服應(yīng)變比(3)屈服應(yīng)力依賴應(yīng)變速率：應(yīng)變速率增大，屈服應(yīng)力增大。應(yīng)變速率對PMMA真應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響應(yīng)變速率增大12341——0.2吋分真應(yīng)變4——1.28吋/分3——1.13吋/分2——0.8吋/分真應(yīng)力(3)屈服應(yīng)力依賴應(yīng)變速率：應(yīng)變速率增大，屈服應(yīng)力增大。應(yīng)變(4)屈服應(yīng)力依賴于溫度：溫度升高，屈服應(yīng)力下降。在溫度達到時，屈服應(yīng)力等于0溫度對醋酸纖維素應(yīng)力～應(yīng)變曲線的影響應(yīng)力應(yīng)變80℃65℃50℃25℃0℃－25℃(4)屈服應(yīng)力依賴于溫度：溫度升高，屈服應(yīng)力下降。在溫度達到(5)屈服應(yīng)力受流體靜壓力的影響：壓力增大，屈服應(yīng)力增大。1.7千巴1巴0