高分子材料成型课程（二）

高分子材料学

制品性能和加工性能决定于:
 -  高分子材料的性能
 -  聚合物的结构
 -  加工方法

聚合物的种类
- 化学结构
- 热效应
- 结晶能力
- 用途
  - 通用型
  - 工程型 (50Mpa，6$KJ/m^2)
  - 耐高温 (250~300度)
  - 功能型 (导电、吸水、磁性)
聚合物的工艺性能
1. 温度热效应（Tb,Tg,Tf,Tm,Td）
2. 流变特性 粘度与剪切速率的关系 $\eta_a = f(\dot{\gamma})$
  ![](http://www.forkosh.com/mathtex.cgi? \eta_a = f(\dot{\gamma}))
3. 结晶性
4. 加工性（体积变化，强度变化，吸水率）
5. 加工温度与使用温度

高分子材料性能的化学因素

聚合物分子构成
- 共价键（热效应）
- 元素（除C以外主链和支链的构成元素）
- 取代基（对力学性能、热性能的影响）
键接次序和构型
聚合物的组成（单体比例影响力学性能）
交联（交联的方式及影响因素）
基团与端基
- 无活性基团多次成型，热塑性材料
- 端基的稳定性（耐老化性）
支链
- 数目
- 长度
- 分布

高分子材料性能的物理因素

分子量及其分布
一般分子量 $\downarrow$ ，流动性 $\uparrow$
- 分子量与性能
  - 分子量对使用性能的影响
  - 分子量对加工性能的影响
- 分子量的指标
  - 门尼粘度
  - 熔融指数
- 分子量选择
- 分子量分布
  - $M_w/M_n\leq 5$ 窄
    ![](http://www.forkosh.com/mathtex.cgi? M_w/M_n\leq 5)
  - $M_w/M_n\geq 5$ 宽
聚合物的结晶性
- 结晶概念
  - 结晶方式
  - 成核方式
  - 结晶度
- 结晶与成型的关系
  - 熔融温度与熔融时间
  - 成型压力（应力/取向）
  - 冷却速率
    - 骤冷
    - 缓冷
- 后处理与结晶
  - 二次结晶
  - 后结晶
- 成核剂与结晶
- 结晶与性能
  - 强度（模量）
  - 耐热性（热变形温度）
  - 吸水性
  - 收缩率
粒度与分布
- 颗粒结构：外形与孔隙率
- 粒度：粒度大，比表面积小，混合不均匀
- 粒度分布
加工过程中的取向
- 流动取向
  - 取向与解取向的关系
  - 取向的形式
    - 单轴
    - 双周
- 拉伸取向
  - 类型
    - 粘流拉伸：速度快，距离大，分子运动
    - 塑性拉伸：大分子位移
    - 高弹拉伸：链段位移
  - 结晶与非晶
    - 结晶：晶区与非晶区速度不同，过程不同（破坏，重排，微晶取向）
    - 非晶：分子与链段同时
- 影响因素
  - 取向度 $F=\frac{1}{2}(3cos^2a_m-1)$ , a:取向角，结构单元排列方向与流动（拉伸）方向的角度
    ![](http://www.forkosh.com/mathtex.cgi? F=\frac{1}{2}(3cos^2a_m-1))
  - 分子结构：结构简单，易变形，不稳定
  - 低分子物质：降低Tg,Tf,易于取向（解取向）
  - 成型温度：关键的定型的速度
  - 冷却温度：Tpm，Ts，Tc
  - 应力与拉伸比
    - 应力与取向度
    - 拉伸比：拉伸前后长度比,前后辊转速比，卷绕速度与挤出速度比，一般大于1
- 取向与性能
  - 各向异性
  - 强度提高
粘度
- 定义值
- 影响因素
- 作用

作业

粘度的定义和表述。
结晶度的定义，聚合物的性能与结晶度的关系？

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高分子材料成型课程（二）

高分子材料学

高分子材料性能的化学因素

高分子材料性能的物理因素

作业

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