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 20  年(nian)專注高分子(zi)材料

抗(kang)紫外線、抗(kang)黃變

影響聚合物玻璃化轉變溫度Tg、熔融溫度Tm、粘流溫度Tf的因素


? ? ? ?聚合(he)物(wu)(wu)的(de)玻璃(li)化轉變溫度(Tg)、熔融溫度(Tm)(結晶聚合(he)物(wu)(wu))、粘流溫度(Tf)(非結晶聚合(he)物(wu)(wu))是(shi)重(zhong)要的(de)溫度參數,Tg決(jue)定了聚合(he)物(wu)(wu)的(de)使(shi)用溫度,Tm和Tf決(jue)定了聚合(he)物(wu)(wu)的(de)加(jia)工溫度。雖然有許多因素影(ying)響著聚合(he)物(wu)(wu)的(de)Tg、Tm和Tf值,但(dan)概況來說二,一是(shi)有聚(ju)合(he)物結構和性質的影響,二(er)是外部(bu)因素(su)的影響。

? ? ? ?一、聚合物鏈結構的影響。凡是(shi)使(shi)鏈(lian)剛(gang)性增大的(de)(de)鏈(lian)結(jie)構因素(su)均(jun)可使(shi)Tg、Tm和(he)Tf值升高(gao),凡是(shi)使(shi)鏈(lian)柔順(shun)性增大的(de)(de)鏈(lian)結(jie)構因素(su)均(jun)可使(shi)Tg、Tm和(he)Tf值降低。

? ? ? ?主鏈(lian)上引入(ru)苯(ben)基、聯苯(ben)基、共軛(e)雙鍵等(deng)剛性(xing)基團,鏈(lian)的剛性(xing)會增大,而Tg、Tm和Tf均(jun)升(sheng)高;主鏈(lian)上引入(ru)醚鍵、孤立雙鍵等(deng),鏈(lian)會變得柔(rou)順,Tg、Tm和Tf均(jun)降低;側鏈為剛性(xing)基團(tuan)時,隨(sui)著側基體積的增大,鏈的柔順性(xing)降低,Tg、Tm和Tf均(jun)升高;側鏈為柔性(xing)基團(tuan)或柔性(xing)鏈時,側鏈越(yue)大,柔性(xing)越(yue)好,則整個分子鏈的柔順性(xing)越(yue)好,Tg、Tm和Tf均(jun)降低。

? ? ? ?二(er)、分(fen)子(zi)間作用(yong)力(li)。

? ? ? ?對極性高分(fen)子(zi)(zi),分(fen)子(zi)(zi)鏈上極性基團之間(jian)有強烈的(de)相(xiang)互作用(yong),分(fen)子(zi)(zi)間(jian)作用(yong)力強,Tg、Tm和(he)Tf值(zhi)均(jun)(jun)比非(fei)極性高分(fen)子(zi)(zi)的(de)相(xiang)應(ying)值(zhi)大;且Tg、Tm和(he)Tf值(zhi)均(jun)(jun)隨分(fen)子(zi)(zi)間(jian)作用(yong)力的(de)增大而升高。

? ? ? ?三、分子(zi)量。

? ? ? ?由于Tm與結晶(jing)有關,一般情況下,分(fen)子(zi)(zi)量對Tm影響不大,Tg與Tf均隨(sui)分(fen)子(zi)(zi)量的增加(jia)而升高。對Tg而言,這種趨勢在分(fen)子(zi)(zi)量低時比(bi)較明顯,而當分(fen)子(zi)(zi)量增加(jia)到(dao)一定程度(du)后Tg的變化就極其緩慢了(le)。分子量對(dui)Tf的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)比對(dui)Tg的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)顯著得(de)多。這是(shi)因為分子量對(dui)Tg的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)歸結為鏈(lian)端效應,只有當體系中(zhong)鏈(lian)端含(han)量相對(dui)高(gao),即分子量比較低時才能顯示(shi)其(qi)作用;分子量高(gao)到一定程度(du),鏈(lian)端的(de)(de)(de)權重小至幾乎可以忽(hu)略(lve)的(de)(de)(de)程度(du)后,其(qi)對(dui)Tg的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)就不明顯了。Tf是高分(fen)子鏈(lian)(lian)整鏈(lian)(lian)質心發生位移時的(de)臨界溫(wen)度,整鏈(lian)(lian)的(de)運動要靠所(suo)有鏈(lian)(lian)段的(de)協同運動來實(shi)現。分(fen)子量(liang)越(yue)大,實(shi)現整鏈(lian)(lian)運動所(suo)需(xu)協同運動的(de)鏈(lian)(lian)段數就越(yue)多,運動過程所(suo)需(xu)要克服的(de)摩擦力(li)也就越(yue)大,Tf隨之(zhi)上(shang)升。因此Tf值的(de)高低對分(fen)子量(liang)有很強的(de)依賴(lai)性。

? ? ? ?以下為外部因素對聚合物Tg、Tm和Tf值(zhi)的影響。

? ? ? ?四、小分子(zi)可溶性添加(jia)劑。

? ? ? ?聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)(wu)成型加(jia)工時,有時要在配料中加(jia)入增(zeng)塑劑或其它可溶性(xing)添(tian)加(jia)劑。對于(yu)(yu)高分(fen)子而言,這(zhe)些(xie)小分(fen)子物(wu)(wu)(wu)質等同(tong)于(yu)(yu)稀釋劑,它們(men)會使聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)(wu)的Tg、Tm和Tf降低。

? ? ? ?五、外力作用。

? ? ? ?單方向(xiang)的(de)外(wai)力作(zuo)用對鏈段有推動(dong)作(zuo)用,所(suo)以增加外(wai)力可(ke)以使(shi)(shi)Tg與Tf降低(di)。且延(yan)長外(wai)力作(zuo)用時間同樣有利于分子在外(wai)力方向(xiang)運動(dong),亦可(ke)使(shi)(shi)Tf降低(di)。而壓力的(de)增加使(shi)(shi)自由體(ti)積減少,使(shi)(shi)Tg與Tf升高。外力(li)(li)對Tm的(de)影(ying)響為:聚合(he)物在(zai)拉伸力(li)(li)作用(yong)下結晶時,結晶能力(li)(li)提(ti)(ti)(ti)高,提(ti)(ti)(ti)高了(le)結晶度,同時也(ye)提(ti)(ti)(ti)高了(le)結晶的(de)熔點,即Tm提(ti)(ti)(ti)高;在(zai)壓(ya)力(li)(li)下結晶,可以增(zeng)加晶片的(de)厚度,從而增(zeng)加了(le)晶體的(de)完善性(xing),也(ye)使(shi)得(de)Tm升高。

? ? ? ?六、測(ce)試速率。

? ? ? ?這是從溫(wen)度測(ce)試(shi)方面所(suo)得測(ce)試(shi)值(zhi)的(de)(de)(de)大(da)小來說的(de)(de)(de)。由于高分子鏈(lian)的(de)(de)(de)運動(dong)是一個松弛過程(cheng),具有時間(jian)(jian)依賴性,因此(ci)Tg測(ce)試(shi)值(zhi)與實(shi)驗時間(jian)(jian)標(biao)尺之間(jian)(jian)存在這樣的(de)(de)(de)關系:提高升(sheng)溫(wen)速(su)率或動(dong)態實(shi)驗的(de)(de)(de)頻率將(jiang)使Tg升(sheng)高。Tf的(de)(de)(de)情形同此(ci),Tm則(ze)正相反。進(jin)行Tm值(zhi)的(de)(de)(de)測(ce)試(shi)時,如果緩慢升(sheng)溫(wen),不完(wan)善(shan)(shan)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒可以(yi)首先熔(rong)(rong)融,在稍高的(de)(de)(de)溫(wen)度下則(ze)可以(yi)再(zai)結晶(jing)(jing)成為更(geng)為完(wan)善(shan)(shan)、更(geng)為穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)體。最后測(ce)得的(de)(de)(de)所(suo)謂(wei)“熔(rong)(rong)點(dian)”則(ze)是所(suo)有較完(wan)善(shan)(shan)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)體熔(rong)(rong)融時的(de)(de)(de)溫(wen)度,其值(zhi)會比快速(su)升(sheng)溫(wen)時的(de)(de)(de)測(ce)試(shi)值(zhi)高。

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