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一、影响高分子材料性能的化学因素
高分子材料的化学结构,即聚合物的分子构成、键接结构与构型、共聚物的组成与序列分布、基团与端基、支化与交联等是决定其制品性能和加工性能的主要化学因素,而且高分子材料是否会在成型加工过程中发生化学变化,进而引起结构改变,也首先是由其化学结构决定的。
1.分子构成
共价键的形式:键能大小决定断裂的难易,成型时的稳定性和使用的耐候性
元素:即主链构成元素。碳-碳:碳链高分子;C-O、C-N、C-S:杂链高分子;主链含Si、P、F等:元素有机高分子。
侧基(取代基):虽然主链为主要影响因素,但侧基也影响Tg、Tm、降解、老化、水解、耐热性、力学性能。
2.键接次序和构型
键接次序:聚合单体一样,但结构单元的键接次序不一样。同样的分子式,分子结构不一样,性能也不一样。
构型:等、间、无规立构
3.共聚物组成
单体比例
序列分布:无规、嵌段、接枝共聚物
4.交联:交联使性能提高。
影响交联密度的因素:温度、时间、反应官能度、应力、交联剂用量
5.基团与端基
分子链中的活性基团影响加工和使用性能
例1:对加工方法的影响
无活性基团——热塑性塑料:可反复多次成型
有活性基团——橡胶和热固性塑料:只可一次成型
端基主要影响热性能和热稳定性
6.支链:影响加工性能、力学性能、结晶度、应力开裂等
二、影响高分子材料性能的物理因素
高分子材料本身的分子结构(大分子结构)影响其加工性能和制品性能。
在成型加工中,高分子材料又会发生一系列物理变化,如微观形态结构的变化,进而影响其使用性能。
1.分子量与使用性能和加工性能
对材料的力学性能、热性能和加工性能有很大影响。
一般,分子量下降——流动性上升,易形变,易混合,但产品强度下降。
2.结晶性
结晶作用使大分子链排列规整,分子间作用力增强,因而使结晶聚合物的密度、硬度、拉伸强度、刚度、耐热性、抗溶剂性等随结晶度的增加而提高;而依赖链段运动的抗冲击强度、弹性和断裂伸长率则随着结晶度的提高而降低
3.粒径与粒度分布
粒度:主要影响混合物的均匀性
粒度分布
影响热稳定性。PVC
影响聚合物的接枝率。PP
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