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高聚物的加工基础-认识高分子材料的三态

(2014-10-28 10:30:26)

标签：

高聚物

高分子

形态

分类：弹性体杂谈

在自然界，我们把物质在常温中的聚集状态分成三种，即气态、液态和固态。然而这种概念，在高分子科学中是不适用的，因为高分子没有气态！高分子聚合物之所以不存在气态，是因为高聚物的巨大内能（相互作用了）导致在受热而可能气化之前，分子结构已受到彻底的破坏，成为低分子的气化物质或碳化物了。

当然高分子也有自己的特别的物理状态的。高分子聚合物由于分子结构的连续性以及巨大分子量，所以它们的聚集状态不同于一般的低分子化合物，而是在不同的热力学条件下，以独特的三种物理形态存在，即玻璃态、高弹态和黏流态。不同的状态具有不同的力学性能，这对高分子材料的成型加工和使用范围都有很大影响。

高分子聚合物的玻璃态实际上是固态的一种表现形式，特是在一定的温度范围内，呈现出因态物质普遍具有的性质，在某些力学特性上类似于普通的玻璃。高分子聚合物的黏流态是一种独特的液态。在某个高温范围内，具有既可以流动又有别于普通低分子液体的力学性质。高分子聚合物的高弹态是介乎玻璃态和黏流态温度范围的独有形态。

高分子聚合物和其它物质一样，在特定的温度、压力条件下都有一个相对稳定的形态。比如，在普通使用条件下，可以将有机玻璃视为玻璃态的代表，而将液体树脂视为黏流态的代表。

当外界温度、压力发生变化并达到某种程度时，高分子聚合物将改变原有的状态而转变成另外的状态。作为一个工艺加工工程师，最大的的任务就是提供这些变化的条件。在加工过程中，将高分子原料（以高分子聚合物为基体）受温度、压力、剪切作用、黏度、物理结构、形态等都出现变化，其中以温度影响最大，这是高分子材料热成型的理论依据。

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