高分子材料及其性質(zhì)-天鼎豐非織造布有限公司培訓(xùn)報(bào)告

1、 高分子材料及其性質(zhì)高分子材料及其性質(zhì)報(bào)告人：郭云力 SDU 天鼎豐天鼎豐 為綠色為綠色 為健康為健康天鼎豐非織造布有限公司培訓(xùn)報(bào)告1材料分類材料分類l 金屬材料 鋼鐵、 鋁合金、銅線 l 無機(jī)非金屬材料 玻璃、陶瓷、水泥、礦石l 高分子 塑料、橡膠、化纖l 復(fù)合材料 玻璃鋼、釣魚竿、碳纖維自行車、胎基布 材料學(xué)主要研究材料的 組成-結(jié)構(gòu)-工藝-性質(zhì)的關(guān)系，獲得所需使用性能。2什么是高分子（高聚物）？什么是高分子（高聚物）？3高分子科學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者高分子科學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者H. Staudinger H. Staudinger （德國(guó)）（德國(guó)） : : 把把“高分子高分子”這個(gè)概念引進(jìn)科這個(gè)概

2、念引進(jìn)科學(xué)領(lǐng)域，并確立了學(xué)領(lǐng)域，并確立了高分子溶液的粘度與分子量之間高分子溶液的粘度與分子量之間的關(guān)系的關(guān)系（19531953年）年） K.ZieglerK.Ziegler（德國(guó)）（德國(guó)）, G.Natta, G.Natta （意大利）（意大利） : : 乙烯、丙烯配乙烯、丙烯配位位聚合（聚合（19631963年）年）P. J. FloryP. J. Flory ( (美國(guó)）美國(guó)）: : 聚合聚合反應(yīng)反應(yīng)原理、高分子物理性質(zhì)與原理、高分子物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系（結(jié)構(gòu)的關(guān)系（19741974年）。年）。de Gennesde Gennes( (法國(guó)法國(guó)) )：軟物質(zhì)、液晶軟物質(zhì)、液晶（199119

3、91年）。年）。 H. Shirakawa H. Shirakawa 白川英樹白川英樹( (日本日本), ), Alan G. MacDiarmid Alan G. MacDiarmid ( (美美國(guó)國(guó)), ), Alan J. Heeger Alan J. Heeger ( (美國(guó)美國(guó)) ) ：對(duì)：對(duì)導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)和發(fā)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展（展（20002000年）。年）。4 高分子也叫高分子也叫聚合物聚合物、高聚物高聚物或或大分子。大分子。其名字由來主其名字由來主要因?yàn)檫@種物質(zhì)具有很高的分子量要因?yàn)檫@種物質(zhì)具有很高的分子量。H2O、 CH3CH2-OH 主鏈由主鏈由1 1共價(jià)鍵結(jié)合共價(jià)鍵

4、結(jié)合，具有具有2 2高的分子量高的分子量，其結(jié)構(gòu)必須，其結(jié)構(gòu)必須是由是由3 3多個(gè)多個(gè)重復(fù)單元重復(fù)單元所組成，并且這些所組成，并且這些重復(fù)單元重復(fù)單元實(shí)際上或?qū)嶋H上或概念上是由相應(yīng)的小分子概念上是由相應(yīng)的小分子（單體）（單體）衍生而來。衍生而來。概括的說，概括的說，高分子是高分子是 聚氯乙烯聚氯乙烯CH2-CH CH2-CH CH2-CHClClCl5 高聚物的分子量有兩個(gè)特點(diǎn)，一是分子量很大，二是分子量多分散性。對(duì)于低分子化合物而言，每種分子都有確定的分子量，分子大小一樣，所以都有固定的分子量。而絕大多數(shù)高分子聚合物都是分子量不等的同系物的混合物。例如通常所說分子量10萬的聚乙烯，可能是由分

5、子量2萬20萬大小不同的聚乙烯分子組成的，這種現(xiàn)象稱為分子量的多分多分散性散性。 高聚物材料是數(shù)量眾多的大分子鏈的聚集體，由于大分子鏈長(zhǎng)短不同，每根大分子鏈的分子量也不同。高聚物的分子量用“平均分子量平均分子量”表示，高聚物分子量不是一個(gè)確定值，而是一個(gè)數(shù)值范圍。高聚物重量W 分子量M高聚物分子量分布及重均分子量高聚物分子量的多分散性6分子可分割性：低分子物質(zhì)的分子不能用一般的機(jī)械方法把分子分開。如果把它分開，它就改變性質(zhì)（即分解）成另外的物質(zhì)。高分子則不然，因?yàn)樗肿雍艽?，一個(gè)分子量很大的分子用外力把它拉斷或切開，變成兩個(gè)分子后，高分子化合物的性質(zhì)一般沒有明顯的改變。高分子結(jié)構(gòu)的這種特征稱為

6、可分割性。具有彈性：高分子化合物在外力作用下容易發(fā)生變形，當(dāng)外力解除，這種變形就可以恢復(fù)到原狀。具有可塑性：高分子化合物受熱以后先是經(jīng)過一個(gè)較長(zhǎng)的軟化過程，而后才能變?yōu)榭闪鲃?dòng)的液體。這是高分子化合物具有可塑性的原因，例如聚酯切片螺桿機(jī)中融化才能噴絲紡絲。具有絕緣性：高分子化合物對(duì)電、熱、聲具有良好的絕緣性能。可燃性：高分子材料為是有機(jī)物，主要由碳?xì)溲醯貥?gòu)成，大部分的高分子都能在空氣中燃燒。高分子材料的基本特點(diǎn)71）碳鏈聚合物：主鏈由碳原子一種元素組成2）雜鏈聚合物：主鏈除碳外，還有其它元素C1 109o28， C2 C3C4碳鏈CC鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)示意圖伸展鏈無規(guī)線團(tuán)鏈折疊鏈螺旋鏈 單個(gè)大分子鏈

7、的幾種構(gòu)象示意圖CCCCC OSiOSiO CCSCC高分子的構(gòu)象和柔性高分子的構(gòu)象和柔性 碳碳鍵可以內(nèi)旋使得高分子具有柔性，主鏈段可以在空間運(yùn)動(dòng)8高分子鏈的組成和構(gòu)造高分子鏈的組成和構(gòu)造 由于聚合反應(yīng)的復(fù)雜性，在合成聚合物的過程中，可以發(fā)生各種各樣的反應(yīng)形式，所以高分子鏈也會(huì)呈現(xiàn)出各種不同的形態(tài)。一般說來，高分子鏈的幾何形狀有以下三種： （1）線型高分子線型高分子：由許多鏈節(jié)組成的長(zhǎng)鏈，通常是卷曲成線團(tuán)狀。這類高聚物的特點(diǎn)是彈性、塑性好、硬度低、熱塑性高聚物。此類材料加熱后軟化，冷卻后又硬化成型，隨溫度變化可以反復(fù)進(jìn)行。聚乙烯、聚氯乙烯、滌綸等烯類聚合物都屬于典型的熱塑性高聚物熱塑性高聚物。

8、 （2）支鏈型高分子支鏈型高分子 在主鏈上帶有支鏈。這類高聚物的性能和加工都接近于線型高分子，也屬于熱塑性高聚物。熱塑性高聚物。 （3）體型體型( (網(wǎng)狀網(wǎng)狀) )高分子高分子 分子鏈之間有許多鏈節(jié)互相交聯(lián)，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這類高聚物的硬度高、脆性大、無塑性，是熱固性高聚物熱固性高聚物。此類材料受熱發(fā)生化學(xué)變化而固化成型，成型后再受熱也不會(huì)軟化變形，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。高分子鏈的幾何形狀高分子鏈的幾何形狀9高分子空間結(jié)構(gòu)高分子空間結(jié)構(gòu) 線形高分子、支化高分子、交聯(lián)高分子是高聚物主要的三種空間結(jié)構(gòu)，如上圖所示。 線性和枝化的高分子可以被溶解，交聯(lián)的高分子不能被溶解，交聯(lián)程度高的高分子也不能溶

9、脹。熱固性塑料和硫化橡膠屬于交聯(lián)高分子。不能被溶解也不能溶脹。 交聯(lián)程度決定高分子分為熱塑性和熱固性熱塑性和熱固性。熱固性和熱塑性高分子性質(zhì)差距很大。10熱塑性和熱固性高分子熱塑性： 具有經(jīng)加熱到工藝溫度就可以塑造的特性，而且是具有可以多次加熱多次塑造的特性，稱為熱塑性。加熱時(shí)只發(fā)生物理變化，變成粘流態(tài)，冷卻凝固，過程可逆。熱固性高分子可再生、回收利用。熱塑性高分子剛度和強(qiáng)度較低，一般是線性和枝化結(jié)構(gòu)。 本質(zhì)區(qū)別是：熱塑性塑料在受熱成型過程中是不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的，熱固性塑料在受熱或固化劑的作用下發(fā)生化聯(lián)反應(yīng)發(fā)生化聯(lián)反應(yīng)，是化學(xué)反應(yīng)。熱塑性受熱只是物理變化。另外一個(gè)依據(jù)是再次加熱是否

10、會(huì)熔化熔化。 公司的纖維都是熱塑性纖維，滌綸長(zhǎng)絲是從切片加熱融化后紡絲加工而成，是一種典型的熱塑性纖維，PPS也是熱塑性高分子。熱固性： 經(jīng)加熱到工藝溫度或者常溫就可以塑造、交聯(lián)固化，冷卻后就是成品，而且是不具備再加熱再塑造的特性，稱為熱固性。加熱時(shí)發(fā)生化學(xué)變化，不可逆，不可再生的。熱固性高分子具有很高的強(qiáng)度和剛度，是三維網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)。11 伴隨溫度的升高，聚合物要經(jīng)理三個(gè)階段，玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。玻璃態(tài)就是我們常見的硬塑料，高彈態(tài)就是橡膠制品，粘流態(tài)就是液態(tài)的樹脂，膠水也屬于粘流態(tài)。 TgTg：玻璃化溫度，玻璃態(tài)的最高溫度，高彈態(tài)的最低溫度。高彈態(tài)又叫橡膠態(tài)：玻璃化溫度，玻璃態(tài)的最高溫度

11、，高彈態(tài)的最低溫度。高彈態(tài)又叫橡膠態(tài)。 從工藝上：從工藝上：Tg Tg 是塑料使用的上限溫度塑料使用的上限溫度 Tg 是橡膠的使用下限溫度，上限溫度是是橡膠的使用下限溫度，上限溫度是T T 學(xué)科上：學(xué)科上：TgTg是衡量聚合物鏈柔性高低的表征溫度。是衡量聚合物鏈柔性高低的表征溫度。TgTg越小，鏈的柔性越好越小，鏈的柔性越好 當(dāng)溫度高于非晶態(tài)聚合物的當(dāng)溫度高于非晶態(tài)聚合物的Tf、晶態(tài)聚合物的、晶態(tài)聚合物的Tm時(shí)，聚合物變?yōu)榭闪鲃?dòng)的時(shí)，聚合物變?yōu)榭闪鲃?dòng)的粘流態(tài)粘流態(tài)或或稱稱熔融態(tài)熔融態(tài)。熱塑性聚合物的加工成型大多是利用其熔體的流動(dòng)性能。熱塑性聚合物的加工成型大多是利用其熔體的流動(dòng)性能。高聚物三態(tài)

12、12材料力學(xué)性能的指標(biāo)圖材料力學(xué)性能的指標(biāo)圖一般材料的力學(xué)性能檢測(cè)指標(biāo)13強(qiáng)力（拉力）和強(qiáng)度強(qiáng)力（拉力）和強(qiáng)度力：力是物體對(duì)物體的作用，力不能脫離物體而單獨(dú)存在。兩個(gè)不直接接觸的物體之間也可能產(chǎn)生力，例如引力，重力等，力單位牛頓，N，用字母 F 表示應(yīng)力：物體由于外因（受力、濕度、溫度場(chǎng)變化等）而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用。應(yīng)力是單位面積所承受的力，單位帕斯卡 ，Pa 用 表示 Pa=N/m2 應(yīng)力()等于力(F)比上受力面積 (S)： =F/S應(yīng)變：物體在受到外力作用下會(huì)產(chǎn)生一定的變形，變形的程度稱應(yīng)變。應(yīng)變是一個(gè)長(zhǎng)度的改變量與原始長(zhǎng)度的比值，沒有單位

13、，用 表示 =L/L0LFLLSE0/F 拉伸試驗(yàn)得到的是力和位移，通過變化得到的其實(shí)就是應(yīng)力和應(yīng)變，曲線斜率就是剛度和模量的另一種表達(dá)方式 強(qiáng)度和強(qiáng)力強(qiáng)度和強(qiáng)力不是同一物理概念，強(qiáng)度是一個(gè)材料承受不是同一物理概念，強(qiáng)度是一個(gè)材料承受應(yīng)力應(yīng)力的程度單位是的程度單位是Pa 強(qiáng)力是一強(qiáng)力是一個(gè)個(gè)力力的大小概念，單位是的大小概念，單位是N。兩者單位不同，不要混淆。兩者單位不同，不要混淆。 纖維直徑越大，單絲的纖維直徑越大，單絲的強(qiáng)力強(qiáng)力越大，越大，強(qiáng)度強(qiáng)度卻越低。卻越低。（材料缺陷理論）14 應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變圖應(yīng)變圖 拉伸曲線拉伸曲線（a a） 無塑性變形的脆性材料（例如鑄鐵）；無塑性變形的脆性材

14、料（例如鑄鐵）；（b b） 有明顯屈服點(diǎn)的延性材料（例如低碳鋼）；有明顯屈服點(diǎn)的延性材料（例如低碳鋼）；（c c） 沒有明顯屈服點(diǎn)的延性材料（例如純鋁、塑料）。沒有明顯屈服點(diǎn)的延性材料（例如純鋁、塑料）。 圖中的圖中的曲線上，曲線上，OAOA段為彈性階段，在此階段，如卸去載荷，段為彈性階段，在此階段，如卸去載荷，試樣伸長(zhǎng)量消失，試樣恢復(fù)原狀。材料的這種不產(chǎn)生永久殘余變形的試樣伸長(zhǎng)量消失，試樣恢復(fù)原狀。材料的這種不產(chǎn)生永久殘余變形的能力稱為彈性。能力稱為彈性。A A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值稱為彈性極限。點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值稱為彈性極限。 材料在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，其比值材料在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正

15、比，其比值E=/E稱為稱為彈性模量彈性模量，代表材料抵抗彈性變形的能力，表示材料的，代表材料抵抗彈性變形的能力，表示材料的剛度剛度。彈性和剛度彈性和剛度15 玻璃態(tài)聚合物被拉伸時(shí)，玻璃態(tài)聚合物被拉伸時(shí)，典型的應(yīng)力典型的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如右圖：應(yīng)變曲線如右圖：在曲線上有一個(gè)應(yīng)力出現(xiàn)極大在曲線上有一個(gè)應(yīng)力出現(xiàn)極大值的轉(zhuǎn)折點(diǎn)值的轉(zhuǎn)折點(diǎn)B，叫，叫屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)，對(duì)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱應(yīng)的應(yīng)力稱屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力（ y ）；）；xB應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)力 b b y玻璃態(tài)聚合物的應(yīng)力玻璃態(tài)聚合物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 在屈服點(diǎn)之前，應(yīng)力與應(yīng)變基本成正比（虎克彈性），經(jīng)過屈服在屈服點(diǎn)之前，應(yīng)力與應(yīng)變基本成正比（虎克彈性）

16、，經(jīng)過屈服點(diǎn)后，即使應(yīng)力不再增大，但應(yīng)變?nèi)员３忠欢ǖ纳扉L(zhǎng)；當(dāng)材料繼續(xù)被點(diǎn)后，即使應(yīng)力不再增大，但應(yīng)變?nèi)员３忠欢ǖ纳扉L(zhǎng)；當(dāng)材料繼續(xù)被拉伸時(shí)，將發(fā)生斷裂，材料發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力稱拉伸時(shí)，將發(fā)生斷裂，材料發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力稱斷裂應(yīng)力斷裂應(yīng)力（ b ），），相應(yīng)的應(yīng)變稱為相應(yīng)的應(yīng)變稱為斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)率（ b）。）。材料破壞有二種方式，可從拉伸應(yīng)力材料破壞有二種方式，可從拉伸應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的形狀和破壞是斷面應(yīng)變曲線的形狀和破壞是斷面形狀來區(qū)分：形狀來區(qū)分：脆性破壞脆性破壞: :試樣在出現(xiàn)屈服點(diǎn)之前斷裂試樣在出現(xiàn)屈服點(diǎn)之前斷裂 斷裂表面光滑斷裂表面光滑韌性破壞韌性破壞: :試樣在拉伸過程中有明顯屈服點(diǎn)

17、和頸縮現(xiàn)象試樣在拉伸過程中有明顯屈服點(diǎn)和頸縮現(xiàn)象 短裂表面粗糙短裂表面粗糙16聚合物的力學(xué)屈服聚合物的力學(xué)屈服某規(guī)格胎基布的拉伸曲線某規(guī)格胎基布的拉伸曲線ABCD 無屈服點(diǎn) AB階段為彈性階段 伸長(zhǎng)量大約5mm 可恢復(fù) B點(diǎn)以后開始塑性形變不可恢復(fù) AB階段剛度大于BC階段大于CD階段 B點(diǎn)淀粉膠開始破壞 C點(diǎn)滌綸纖維開始破壞 D點(diǎn)為斷裂點(diǎn)，對(duì)應(yīng)最斷裂伸長(zhǎng)率。17相對(duì)分子質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量較小的物質(zhì)量較小的物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量高相對(duì)分子質(zhì)量高達(dá)幾萬、幾百萬達(dá)幾萬、幾百萬的高分子的高分子聚合聚合反應(yīng)反應(yīng)高分子合成高分子合成nCH2=CH2 CH2 CH2 n ( (聚乙烯聚乙烯) )單單 體體鏈鏈 節(jié)節(jié)

18、聚合度聚合度兩種聚合方式：加聚和縮聚加聚：A+B=AB 無其他產(chǎn)物生產(chǎn) 100%轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物縮聚：A+B=C+D 有小分子產(chǎn)生 不能完全轉(zhuǎn)化18定義：定義：不飽和單體（不飽和單體（含不飽和鍵含不飽和鍵 雙鍵和三鍵雙鍵和三鍵）間通過）間通過加加成反應(yīng)成反應(yīng)相互結(jié)合生成相互結(jié)合生成 高分子化合物的反應(yīng)高分子化合物的反應(yīng)條件：條件：不飽和單體不飽和單體（含CC、CC、CO等）特點(diǎn)：特點(diǎn)：無小分子生成，所生成的高分子的式量是單體式無小分子生成，所生成的高分子的式量是單體式 量的整數(shù)倍，高分子與單體具有相同的元素質(zhì)量組成量的整數(shù)倍，高分子與單體具有相同的元素質(zhì)量組成1 1、加聚反應(yīng)、加聚反應(yīng)單體單體鏈節(jié)鏈

19、節(jié)聚合度聚合度形成高分子化合物形成高分子化合物的小分子物質(zhì)的小分子物質(zhì)高分子化合物中不高分子化合物中不斷重復(fù)的基本單元斷重復(fù)的基本單元形成高分子化合形成高分子化合物鏈節(jié)的數(shù)目物鏈節(jié)的數(shù)目nCH2 CH2催化劑催化劑 CH2 CH2 n 19定義：定義：?jiǎn)误w分子間脫去小分子而相互結(jié)合生成高分子化單體分子間脫去小分子而相互結(jié)合生成高分子化合物的反應(yīng)。合物的反應(yīng)。條件：條件：一般來說其單體必須至少有兩個(gè)官能團(tuán)。一般來說其單體必須至少有兩個(gè)官能團(tuán)。例如：例如：HO-CH2-COOH、H2N-CH2-COOH、 HOOCCOOH、HO-CH2CH2-OH等等等等特點(diǎn)：特點(diǎn)：有小分子生成，產(chǎn)物質(zhì)量有損失有

20、小分子生成，產(chǎn)物質(zhì)量有損失2 2、縮聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）為原料縮聚反應(yīng)而制得的高聚物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），又稱滌綸滌綸2021材料受外力作用時(shí)的形變行為：1、理想的彈性固體服從虎克定律形變與時(shí)間無關(guān) 瞬間形變，瞬間恢復(fù)2、理想的粘性液體服從牛頓粘性定律形變與時(shí)間成線性關(guān)系3、高分子的形變行為是與時(shí)間有關(guān)的彈性和粘性的組合22Eddt粘彈性：外力作用下，高聚物材料的形變性質(zhì)兼具固體的 彈性和液體粘性的特征，其現(xiàn)象表現(xiàn)為力學(xué)性質(zhì)隨時(shí)間而變化的力學(xué)松弛現(xiàn)象。所以高聚物常稱為粘彈性材料。高聚物的粘彈性 蠕變應(yīng)力松弛 滯后力學(xué)損耗靜態(tài)粘彈性動(dòng)態(tài)粘彈性高聚物的粘彈性

21、 靜態(tài)粘彈性- -蠕變?nèi)渥?在恒溫下施加一定的恒定外力時(shí)，材料在恒溫下施加一定的恒定外力時(shí)，材料的形變隨時(shí)間而逐漸增大的力學(xué)現(xiàn)象。的形變隨時(shí)間而逐漸增大的力學(xué)現(xiàn)象。蠕變的意義：高聚物蠕變性能反映了材料的尺寸穩(wěn)定性和長(zhǎng)期負(fù)載能力。例如：軟質(zhì)PVC絲鉤一定的法碼，該絲會(huì)慢慢伸長(zhǎng)23 公司做的熱伸長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)是一個(gè)蠕蠕變變性實(shí)驗(yàn)（時(shí)溫等效原理），用來檢測(cè)材料負(fù)載后的尺寸的穩(wěn)定性。 靜態(tài)粘彈性-應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛 在恒溫下保持一定的恒定應(yīng)變時(shí)，材料在恒溫下保持一定的恒定應(yīng)變時(shí)，材料的應(yīng)力隨時(shí)間而逐漸減小的力學(xué)現(xiàn)象。的應(yīng)力隨時(shí)間而逐漸減小的力學(xué)現(xiàn)象。應(yīng)力松馳的原因：鏈段熱運(yùn)動(dòng)，纏結(jié)點(diǎn)散開，分子鏈相互滑移，內(nèi)

22、應(yīng)力逐漸消除。交聯(lián)聚合物不產(chǎn)生質(zhì)心運(yùn)動(dòng)，只能松馳到平衡值。高分子鏈的構(gòu)象重排和分子鏈滑移是導(dǎo)致材料蠕變和應(yīng)力松弛的根本原因。例如：拉伸一塊未交聯(lián)的橡膠，至一定長(zhǎng)度，保持長(zhǎng)度不變，隨時(shí)間的增加，內(nèi)應(yīng)力慢慢減小至零。24 定義：材料在交變應(yīng)力作用下，應(yīng)變的變化落后于應(yīng)力的變化的現(xiàn)象 例如：汽車速度60公里/小時(shí)，輪胎某處受300次/分的周期應(yīng)力作用。動(dòng)態(tài)粘彈性-滯后現(xiàn)象(t)wt(t)00( )sintwt0( )sin()twt2325000sin sin() 22( )sin() twtttwttwt對(duì)彈性材料：（）形變與時(shí)間 無關(guān)，與應(yīng)力同相位牛頓粘性材料：（）應(yīng)變落后于應(yīng)力 一般高聚物：應(yīng)

23、變落后應(yīng)力相位 產(chǎn)生滯后的原因：外力作用時(shí)，鏈段運(yùn)動(dòng)要受到內(nèi)摩擦阻力的作用，外力變化時(shí)鏈段運(yùn)動(dòng)跟不上外力的變化，落后于。 聚合物在交變應(yīng)力作用下，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，而使機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿默F(xiàn)象 內(nèi)耗的情況可以從橡膠拉伸回縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線上看出1 0 20 0回縮拉伸硫化橡膠拉伸回縮應(yīng)力應(yīng)變曲線26拉伸曲線下面積為外力對(duì)橡膠所作的拉伸功回縮曲線下面積為橡膠對(duì)外力所作的回縮功面積之差損耗的功動(dòng)態(tài)粘彈性-內(nèi)力損耗內(nèi)力損耗使高聚物吸收機(jī)械能發(fā)熱，具有吸音降噪和阻尼性能滌綸滌綸 Terylene聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET尼龍尼龍 Nylon 聚酰胺聚酰胺PAPPS聚苯硫醚聚苯硫醚PPSAB

24、S丙烯腈丙烯腈/乙烯乙烯/苯乙烯共苯乙烯共聚物聚物ABS芳綸芳綸 Kevlar聚芳酰胺聚芳酰胺PPTA/PMIA特氟隆特氟隆 Teflon聚四氟乙烯聚四氟乙烯PTFE腈綸腈綸 聚丙烯腈聚丙烯腈PAN有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃 acrylic聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯PMMA氨綸氨綸聚氨酯聚氨酯PU丙綸丙綸聚丙烯聚丙烯PP電木電木酚醛樹脂酚醛樹脂PF電玉電玉脲醛樹脂脲醛樹脂UF27 滌綸是合成纖維中的一個(gè)重要品種，是我國(guó)聚酯纖維的商品名稱。它是以精對(duì)苯二甲酸（PTA）或?qū)Ρ蕉姿岫柞ィ―MT）和乙二醇（EG）為原料經(jīng)酯化或酯交換和縮聚反應(yīng)而制得的成纖高聚物聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），經(jīng)紡絲和后

25、處理制成的纖維。 中國(guó)俗稱“的確良”，大量用于制造衣著面料和工業(yè)制品，滌綸是世界產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種，滌綸占世界合成纖維產(chǎn)量的60%以上。 滌綸具有酯基和苯環(huán)，使大分子的柔曲性和吸濕能力較差。強(qiáng)度為35.252.8cN/tex，伸長(zhǎng)率為30%40%。滌綸密度1.39g/cm3左右，染色性差，耐熱性好，但是電阻大，易起靜電。滌綸纖維28 PPS分子鏈?zhǔn)怯杀江h(huán)經(jīng)對(duì)位硫原子交替連接構(gòu)成，分子結(jié)構(gòu)中含有剛性、耐熱性的亞苯基及柔性耐熱性的硫醚鍵，且苯環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)由柔性的硫醚鍵連接起來，故纖維比起常規(guī)纖維具有更優(yōu)良的耐熱性和熱穩(wěn)定性。 PPS在高溫下具有優(yōu)良的強(qiáng)度、剛性及耐疲勞性，可在200

26、-240下連續(xù)使用，在低于400的空氣或氮?dú)庵休^穩(wěn)定，基本無重量損失。其耐化學(xué)腐蝕性與號(hào)稱“塑料之王”的聚四氟乙烯（PTFE）相近，能抵抗酸、堿、氯烴、烴類、酮、醇、醋等化學(xué)品的侵蝕，在200下不溶于任何化學(xué)溶劑。 PPS具有優(yōu)異的阻燃性能，限氧指數(shù)（LOI）為34%，在火焰上能燃燒，但不會(huì)滴落，且離火自熄，發(fā)煙率低于鹵化聚合物。 PPS無親水基，故吸水率很低在0.4%以下，容易起靜電。PPS 聚苯硫醚29芳綸纖維 芳綸全稱為“聚對(duì)苯二甲酰對(duì)（間）苯二胺”, （帝人芳綸的商品名為 Twaron ，杜邦公司的商品名為Kevlar），是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿

27、、重量輕等優(yōu)良性能,其強(qiáng)度是鋼絲的 56倍 ，模量為鋼絲或玻璃纖維的23倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長(zhǎng)的生命周期。廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、防彈制品、建材、特種防護(hù)服裝、電子設(shè)備等領(lǐng)域。 芳綸主要分為兩種，對(duì)位芳酰胺纖維（PPTA）和間位芳酰胺纖維（PMIA），一般情況下，對(duì)位芳綸性能優(yōu)于間位芳綸纖維。芳綸纖維價(jià)格比PPS貴很多。 芳綸纖維主要特點(diǎn)是高強(qiáng)度、高剛度、熱穩(wěn)定性和阻燃性。30一般無紡布微觀形貌一般無紡布微觀形貌 一般無紡布外觀看起來為纖維雜亂纏結(jié)的聚集體，看到到少了針刺孔（水刺等），因?yàn)榉强椩觳祭w維不規(guī)則，不致密。一般短纖無紡布 直徑10-30m靜電紡納米無紡布 兩圖為兩種無紡布的掃描電鏡的照片，從微觀形貌看，由于吸納為并非致密的組合在以前，所以無紡布具有較大空隙和氣孔率，才體現(xiàn)為透氣性和透水性，這也是非織造布用于過濾行業(yè)的主要原因。31提高非織造布的發(fā)展方向提高非織造布的發(fā)展方向 多功能化和環(huán)境友好性是非織造布發(fā)展的兩個(gè)主要技術(shù)方向。科技含量會(huì)越來越高，應(yīng)用領(lǐng)域行航空航天、交通設(shè)備、醫(yī)學(xué)等高附加值領(lǐng)域發(fā)展?？频聦氶_發(fā)出全球第一款有100%可生物降解的滌綸纖維非織造襯布，這種襯布的可降解性使得其在未來交通工具內(nèi)飾，生物醫(yī)療等