我们的高分子物理教材中都详细的介绍高聚物结构单元的化学组成、端基、结构单元的键接方式、结构单元的空间立构、结构单元的键接序列以及支化和交联导致的不同高聚物的不同性能。如:分子链越刚硬则Tg越高;大的侧基常使Tg增大,但长的柔性侧链却因能使分子相互远离,起内增塑的作用而使Tg下降;对称性往往能使Tg下降;凡使分子间相互作用增大的因素常使Tg增大以及结构对于Tm的影响等等,这里就不再赘述。
但这里需要强调的是,高聚物分子链的运动作用。我们知道结构是死的,如何在固定的分子结构基础上演变出千变万化的性能来呢那就得靠“分子运动”正是通过高分子链特有的链段运动,高聚物才呈现丰富多彩的玻璃化转变现象在高于玻璃化温度以上呈现特有的高弹性,才会有与通常阿累尼乌斯方程不同的特有温度依赖性WLF方程。也正是由于杂链节或SO2基在低于玻璃化温度的玻璃态能发生运动才使得杂链高聚物,如聚碳酸酯及聚芳砜能在外力作用时通过杂链节的运动吸收能量,使得这些高聚物在玻璃态具有优良的机械力学性能(抗冲性能)。在晶态高聚物方面的例子是聚四氟乙烯在1931℃的晶形转变导致它在最常见的温度范围内力学性能的不稳定,而正是通过与少量六氟丙烯的共聚,阻止了聚四氟乙烯的晶形转变,才使氟塑料成为实用的材料。聚集态结构与力学性能的关系
高聚物材料的特点之一是它们的力学性能不完全取决于它们的化学结构。化学结构一定的某种高聚物可以由于不同的聚集态(凝聚态结构)而显示出不同的性能来。这不同的聚集态又大多是由不同的加工成形方法和条件而造成的。
与一般的小分子有机化合物不一样,高聚物主要是作为材料来使用的,这里,重要的是它们的物理力学性能而不是它们的化学性能(某些功能高聚物除外)。
f因此,对其物理力学性能有重要影响的凝聚态结构就显得特别重要。因为即使高聚物的化学组成是一定的,也会由于其凝聚态结构不同,而产生出完全不同的物理力学性能。221结晶的影响
材料的结晶状况对力学性能影响很大。在结晶区中高聚物分子排列有序,分子内相互作用较强,因此晶区的存在往往给材料增加刚硬的特性。在非晶区或结晶不完善的区域中分子堆砌较松,分子运动较为容易,它们的存在有助于增加高聚物的柔韧性。因此一般如模量、屈服应力、强度、硬度等随结晶度增加而提高,断裂伸长、抗冲击性能等则下降,随着温度的变化,由于Tg对结晶高聚物力学性能影响较小,因此它们能在熔点以下较宽的温度r