1、第一章 高分子聚合物结构特点与性能,由树脂加助剂组成，在一定温度和压力下，能塑化流动并成型为一定形状和尺寸(通过模具)、经冷却凝固(热塑性塑料)或固化交联(热固性塑料)成为能够保持这种形状尺寸的制品，这样的材料称为塑料。 成型用塑料原料有粉料、粒料、溶液和塑料糊等。,1聚合物的分子结构,1.1 聚合物的分子结构特点,链节：聚合物中重复出现的结构单元，如聚乙烯的结构单元是CH2CH2。,分子链：由许多链节构成的一个很长的聚合物分子。,单体：能合成聚合物的小分子物质，如聚乙烯的单体是CH2=CH2。,聚合度：聚合物分子结构中的n值表示聚合物中链节的重复次数，n值越大，相对分子质量越大。,线型聚合物
2、,带有支链的线型聚合物,体型聚合物,2聚合物的分子链结构示意图,线型聚合物：分子链呈线状；升高温度软化及熔化，降低温度硬化，再升高温度可重新软化，因此可反复多次熔化成型；性能上弹性,塑性较好，可溶解。 体型聚合物：大分子链相互交联成空间立体网状；初次加热可熔化，一经成型硬化后，既不溶解也不熔化，因此不能再次成型；性能上硬度高脆性大。 带支链线型聚合物：性能与线型聚合物相近。,热塑性：线型聚合物的物理特性是具有弹性和塑性，在适当的溶剂中可以溶解，当温度升高时则软化至熔化状态而流动，且这种特性在聚合物成型前、成型后都有存在，因而可以反复成型，这样的聚合物具有热塑性，称为热塑性聚合物。,热固性：体型
3、聚合物的物理特性是脆性大、弹性较高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化成型（化学交联反应）后，就成为既不溶解又不融熔的固体，即使在再高的温度下（甚至被烧焦碳化）也不会软化，这样的聚合物称为热固性聚合物。,3聚合物的性质,2018/6/19,聚合物分子排列聚集态结晶型聚合物：聚合物的分子有规则紧密地排列 非结晶型聚合物：聚合物的分子排列处于无序状态,结晶型聚合物由“晶区”和“非晶区”构成结晶区所占质量分数称“结晶度”,弹性、伸长率、冲击韧度,强度、硬度、刚度、熔点、耐蚀性,4聚合物的聚集态结构特点,长链分子分子长链具有柔性高分子链间一旦有交联结构存在将不溶不熔聚合物存在晶态和非晶态两种具
4、有取向性,5聚合物分子结构的特点,2018/6/19,1.2 聚合物的热力学性能,1聚合物的热力学性能,热力学曲线：线型无定型聚合物和线型结晶型聚合物受恒定压力时的变形程度与温度的关系曲线 。,1.线型无定型聚合物 （热塑性塑料）,Tb：脆化温度Tg：玻璃化温度Tf：粘流温度Td：分解温度,由于分子运动阻力很大，一般随温度发生的力学状态变化很小，所以通常不存在粘流态或高弹态，即遇热不熔，高温时则分解。,2 体型聚合物的热力学性能,热塑性塑料在不同状态下的物理、工艺性能,3聚合物的加工工艺性,1. 温度和压力对粘度的影响,粘度对温度敏感的塑料：PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、PC（聚碳酸酯）、PS
5、（聚苯乙烯）,粘度对压力敏感的塑料：PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、POM（聚甲醛）,1.3 聚合物的流动状态分析,1. 聚合物在成型过程中的结晶,1.4 聚合物在成型过程中的物理和化学变化,2. 聚合物在成型过程中的取向作用,定义：聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等杂质以及空气中的氧作用，导致聚合物链断裂、分子变小、相对分子质量降低的现象 。 1).降解的种类 （1）热降解 （2）氧化降解 （3）水降解 （4）应力降解,3 聚合物降解,1.4 聚合物成型过程中的化学行为,2018/6/19,2). 防止降解的方法 （1）严格控制成型原料的技术指标，避免因原材料不纯对降解发生催化作用；
6、（2）成型前对物料进行充分的预热和干燥，严格控制其含水量；（3）制定合理的成型工艺参数；（4）成型设备和模具状态应该具有良好的结构；（5）对热、氧稳定较差的聚合物 。,1.4 聚合物成型过程中的化学行为,(1)交联 聚合物由线性结构转变为体形结构的化学反应过程。(2)交联与硬化熟化的关系 “硬化的好”、“熟化的好”，并不意味着交联反应的完全，而实际只是指成型固化过程中的交联反应发展到了一种最为适宜的程度，在这种程度下，塑件能获得最佳的物理和力学性能。,3)聚合物的交联,1.4 聚合物成型过程中的化学行为,思考与练习：,1. 聚合物的热塑性和热固性是什么？2. 聚合物的物理状态有哪几种？3. 绘出聚合物的热力学曲线图，说明各温度点的含义以及各状态下可能的加工方法。4. 温度和压力对聚合物熔体粘度的影响如何?5. 什么是聚合物的降解?在成型过程中有哪些措施可以避免聚合物发生降解?,
