有機(jī)玻璃具有使用溫度低、耐熱性差、吸水率較高、耐磨性及耐有機(jī)溶劑性均較差等缺點(diǎn) ,限制了它的使用范圍 ,針對這些缺點(diǎn) ,人們進(jìn)行了許多改性研究。 高聚物的改性就必須從改進(jìn)它的結(jié)構(gòu)入手。 普通有機(jī)玻璃是一個典型的線型聚合物 ,它象一根由一個個單體分子連接起來的鏈條 ,故稱分子鏈。在這種情況下 ,所為分子結(jié)構(gòu)的影響 ,主要是分子量的影響。 但是 ,不同類型的線型聚合物 ,即使平均分子量接近 ,性質(zhì)卻有著明顯的差別。這表明在不同的聚合物之間 ,有著很重要的其他因素影響它們的性質(zhì)。要了解這一點(diǎn) ,有必要先說明一下高聚物的三種力學(xué)狀態(tài) ,即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。 在施加一定外力時 ,這三種狀態(tài)就在不同的溫度范圍出現(xiàn)。 溫度低時 ,形變很小 ,外力除去 ,形變立即恢復(fù) ,這種狀態(tài)與低分子玻璃相似 ,稱為玻璃態(tài);這是由于此時分子間的作用力較大 ,分子鏈及鏈段都不能離開原來位置的緣故。 溫度繼續(xù)上升 ,熱運(yùn)動的能量逐漸增加 ,達(dá)到某一溫度時 ,形變很大 ,去力后能回復(fù)原狀 ,出現(xiàn)類似橡膠的彈性狀態(tài) ,稱為高彈態(tài);這是由于分子鏈的某些鏈段開始位移 ,使得分子形狀發(fā)生變化的緣故。 溫度繼續(xù)上升 ,聚合物變成粘性液體 ,形變不可逆 ,成為流動的粘液 ,稱為粘流態(tài);這是由于整個分子鏈都開始移動的結(jié)果。

高聚物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為玻璃化溫度 ( Tg) ,它也是高聚物分子鏈段運(yùn)動開始的標(biāo)志 ,每種高聚物都有特定的玻璃化溫度。高聚物從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為軟化點(diǎn) ( Tf) ,它也是分子鏈作相對移動的標(biāo)志。 軟化點(diǎn)隨分子間相互作用力的增大而升高。要改進(jìn)有機(jī)玻璃的性能 ,在很多情況下都與提高聚合物的玻璃化溫度有關(guān)。

提高有機(jī)玻璃耐熱性的機(jī)理和技術(shù)途徑

耿殿軍 ,李洪江

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