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聚合物的热-力学行为 |
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分塑料在常温下是故态的,若对它加热就会变软而有弹性,再加热,则逐渐成为粘稠的流体。在聚合物科学中,把聚合物受热后状态的变化分为玻璃态,高弹性和粘流态。不加增塑剂的聚氯乙烯制品在室温下是坚硬的固体,不易变形,我们说它处于玻璃态。若对它加热,温度升至87℃以上时,就表现得柔软,富有弹性,这以是高弹态了。87℃是由玻璃态转变为高弹态的温度,我们称为玻璃化温度(Tg)。.温度升至180摄氏度,则成为粘稠的流体,于是聚合物进入了粘流态,180摄氏度是由高弹转变为粘流态的温度,我们称为粘流温度(Tf)。
结晶聚合物的热-力学曲线与无定形聚合物不同,它主要表现为结晶的熔融。结晶熔化的温度称为熔融温度。完全的结晶聚合物,在晶体熔融前(即温度低与Tm),总处于硬性的的固体状态,不会出现玻璃化转变和高弹态。但普通的结晶聚合物一般只是部分结晶,仍含有相当数量的无定形部分,因此仍发生玻璃化转变,出现高弹态。
聚合物的热-力学曲线有其重要的意义。塑料的成型加工,通常利用其粘流态进行,因此成型温度一定要在粘流温度TfF以上工程塑料常作为受力材料。使用时,塑料件既要承受一定的负荷,又要求其不产生很大的变形,就要让塑料件在玻璃化温度Tg以下使用。因为这时它较高的刚性。若温度超过Tg则材料弹性模量迅速下降,其应用受到影响。
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