简答题

试从分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变。

正确答案

在玻璃态下(Tg),由于温度较低,分子运动的能量很低,不足以克服主
链内旋转的位垒,因此不足以激发起链段的运动,链段处于被冻结的状态,只有那些较小的运动单元,如侧基、支链和小链节能运动。当受到外力时,由于链段运动被冻结,只能使主链的键长和键角有微小的改变,形变是很小的。当外力除去后形变能立刻回复。
随着温度的升高,分子热运动的能量增加,到达到某一温度gT时,链段运动被激发,聚合物进入高弹态。在高弹态下(T>Tg),链段可以通过单键的内旋转和链段的运动不断地改变构象,但整个分子不能运动。当受到外力时,分子链可以从蜷曲状态变为伸直状态,因而可发生较大形变。
温度继续升高(T>Tf),整个分子链也开始运动,聚合物进入粘流态。这时高聚物在外力作用下便发生粘性流动,它是整个分子链互相滑动的宏观表现。外力除去后,形变不能自发回复。
玻璃化转变就是链段由运动到冻结的转变;流动转变是整个分子链由冻结到运动的转变。

答案解析

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