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高聚物的物理性質(zhì)和橡膠特征

2019/03/08 14:48
導(dǎo)讀: 高聚物的物理性質(zhì)愛(ài)兩種作用力的影響、即原子間作用方和分子間作用力。原子間以化學(xué)鍵相結(jié)合,這種鍵的強(qiáng)度是很大的,化合物通常要在高溫才能分解,而金屬或礦物則需很大的力量オ能
        高聚物的物理性質(zhì)愛(ài)兩種作用力的影響、即原子間作用方和分子間作用力。原子間以化學(xué)鍵相結(jié)合,這種鍵的強(qiáng)度是很大的,化合物通常要在高溫才能分解,而金屬或礦物則需很大的力量オ能斷裂。分子間作用カ一般是很弱的,如氣體、液體、糖、蠟等分子都易于分離,但高聚物的情況則不相同,它的分子鏈很長(zhǎng),鏈節(jié)的數(shù)目以千計(jì),由于加和作用,分子間的作用力変得很大,本過(guò)化學(xué)鍵力。所以聚合作用能使低分子化合物成為強(qiáng)韌耐用的高聚物。
        分子是不停地運(yùn)動(dòng)的,高聚物的熱運(yùn)動(dòng)主要是圍繞單鍵的轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),這個(gè)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果使長(zhǎng)分子鏈通常呈卷曲狀態(tài),溫度提高可增加分子鏈的運(yùn)動(dòng),而分子間的作用力和龐大的側(cè)基則起著阻礙運(yùn)動(dòng)的作用。橡膠(或橡膠態(tài))的分子間力較低,在一般使用溫度范圍內(nèi),分子鏈的形是卷曲柔軟的,雜亂無(wú)序且有糾結(jié),這樣的分子秩序?qū)僖后w組織,不過(guò)因?yàn)榉肿渔満荛L(zhǎng),直于公チ回作的阻和分子鏈又相互糾等,所以分子鏈不易于相對(duì)移動(dòng)或流動(dòng),粘度很高,常呈固體狀態(tài)。
        橡膠的這種卷曲柔軟的分子鏈在外力作用下能伸長(zhǎng)9~10倍,但分子的熱運(yùn)動(dòng)要使分子鏈保持它原來(lái)的卷曲狀態(tài),所以當(dāng)外力被除去之后,橡膠立刻恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度,橡膠的這種高彈性質(zhì)是獨(dú)特的,是一切橡膠制品的重要性質(zhì)。橡膠分子鏈上的雙鍵雖不能旋轉(zhuǎn),但它能把單鍵隔開(kāi),減少單鍵旋轉(zhuǎn)的位阻,使分子鏈更柔順,彈性更好。
        天然橡膠在高度伸長(zhǎng)的時(shí)候,由于分子鏈的規(guī)整性,定向靠攏,分子間辦的作用使橡膠生成一些品體,抗斷裂,所以強(qiáng)度很高,外力去掉之后,晶體熔解又恢復(fù)膠的拉伸結(jié)晶與纖維(如尼龍)有所不同,尼龍的分子間力很大,拉伸結(jié)晶之后,晶體的熔點(diǎn)很高,常溫時(shí)仍然保留晶體的狀態(tài),成為強(qiáng)有力的纖維。塑料方面如聚乙烯,因分子鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于緊密聚集而結(jié)晶,熔點(diǎn)在100℃上下,所以在常溫時(shí)是結(jié)晶的高分子材料。
高聚物無(wú)定形體(液體)在較低溫時(shí)尚有一個(gè)轉(zhuǎn)変過(guò)程,稱玻璃化溫度(Tg)。Tg可以看作是液體的“過(guò)冷卻”轉(zhuǎn)變,此時(shí)高聚物失去彈性,變成和玻璃一樣的脆性物質(zhì)。橡膠與塑料不同之處在于橡膠的T常在零度以下。例如,天然橡膠的T。為-72℃,丁苯橡膠為-50℃,聚丁二烯橡膠為-100℃。因此,橡膠在常溫時(shí)是高彈性材料。而塑料則不是這樣,它們的Tg在常溫以上,例如,聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化溫度都在100℃以上,因而它們?cè)诔貢r(shí)都是硬性的物質(zhì)。
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