1. 用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变过程,写出四种测定聚合物玻璃化温度的方法,描述其原理及过程。 高压电缆卷筒
答:对高弹态聚合物试样进行冷却,随温度降低,分子链占有体积要减少,自由体积也要减少;导致聚合物比体积随温度下降不断减少。当自由体积减少到一定值后,没有足够空间容纳链段运动了,链段运动将被冻结。链段运动的冻结也意味着自由体积的冻结,因为自由体积无法通过链段的运动而排出。所以自由体积在温度降低到链段运动被冻结的温度时就达到了其最低值,而且由此固定下来,不会再随温度下降而减少。但是,分子链占有体积随着温度的下降还是继续减少,导致聚合物的比体积随温度下降还是减少的,但是减少幅度变小了。在聚合物比体积-温度曲线上形成了一个明显转折,这个转折所对应的温度就是玻璃化转变温度。①膨胀计法 原理:Tg前后试样比容发生突变,膨胀计内的水银高度发生偏折; 语音播放模块
②量热法(DSC法) 原理:给基准物和样品相同的热量(仪器采用两侧等速升温或降温进行控制),基准物是热惰性的,而样品在温度改变时会出现各种转变,会吸热或放热,与基准物的温度有一差值(通过热电偶测出),将温度差值—温度作一图线,就可以得到差热曲
线。曲线上的转折对应于Tg;测向天线
③温度-形变法(热机械法) 原理:动态模量和力学损耗一温度的变化制成样品,在仪器上进测试得到内耗-温度曲线最高损耗峰的峰位对应的温度就是Tg;
④核磁共振法(NMR) 原理:在Tg变化前后,核磁共振谱线的宽度有很大变化,根据线宽的变化就可以得到Tg。
不同的测试方法所得结果不同,因为实验速率不同
2. 高聚物的玻璃化温度有什么物理意义和实际使用价值,讨论分子链的柔顺性和分子量对玻璃化温度的影响环境模拟舱。
答:高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度,指无定型聚合物(包括结晶型聚合物中的非结晶部分)由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的手写屏转变温度,是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度,通常用Tg表示,随测定的方法和条件有一定的不同。高聚物的一种重要的工艺指标。在此温度以上,高聚物表现出弹性;在此温度以下,高聚物表现出脆性,在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。如聚氯乙烯的玻璃化温度是80℃。但是,
他不是制品工作温度的上限。比如,橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上,否则就失去高弹性。