橡胶结构与性能
来源: | 作者:巨鼎橡塑 | 发布时间: 2022-02-15 | 84 次浏览 | 分享到:
物质的宏观性能本质上是它微观结构的反映。这表明,物质的结构决定着它的物性。因此研究结构与物性之间的关系就显得十分重要,其目的在于

物质的宏观性能本质上是它微观结构的反映。这表明,物质的结构决定着它的物性。因此研究结构与物性之间的关系就显得十分重要,其目的在于

(1)、更好的使用由高分子构成的合成材料;

(2)、指导合成特定性能的新型高聚物

(3)、发展和丰富高分子科学理论。

而物质的最小结构单位(即保持原物质组成和基本化学性质)是分子。分子则是由原子和若干层次的基本粒子构成的:分子是由原子构成的,这是物质微观结构的第一层次;原子是由原子核和电子构成的,这是微观结构的第二层次;原子核又由质子和中子及其它基本粒子构成了微观结构的第三层次。

橡胶是高分子化合物,自然也是由分子构成的一大类物质,人们认识高分子的结构花了近一个世纪的时间,现在已公认它是不同于一般低分子的一类特殊的分子。高分子是由若干个最基本的结构单元以共价键键接而构成的。要认识高分子全貌,不仅要认识高分子的结构单元,也要认识高分子的微观结构还要认识从微观结构发展到宏观聚合物的各个结构层次,以及它们是怎样构成统一的整体的。因此,首先应对高分子层次做一介绍(见图1-1)

 

1、近程结构

近程结构也称做一次结构,是最基本的微观结构,它主要研究大分子的化学结构和构型。其中包括组成长链的基本结构单元的化学组成立构结构(构型和空间排列)、键接方式和序列、支化、交联和端基类型等。只限于讨论一个大分子内的一个结构单元成几个结构单元间的关系。一次结构直接影响高聚物的熔点、玻璃化温度、密度、溶解性、粘度、粘附性、化学反应性等性能。这些性质常称为物性参数,尽管试验时采用的是高聚物本身,但可以从分子链的化学结构、运动状态做出分子水平的解释。即它对宏观性能的贡献则是通过化学结构对链的柔性链段的运动性的影响来反映的。

2、远程结构

远程结构又称二次结构,它是指单个高分子链内原子在空间中所存在的各种形状,即位置变化,也称构象。高聚物的分子量及分子量分布也属远程结构讨论内容。大分子链由于单键的内旋转和分子热运动,常存在一系列不同形状:伸展链、无规线团螺旋链、折叠涟等。

 

3、超分子结构

超分子结构又称三次结构或聚集态结构,它研究的尺度较大,系指高分子间的几何排列,它强烈的受二次结构的影响,并且与聚集条件有关。大多数高聚物的聚集结构呈线粉状结构、折叠链晶体和缨状胶束。聚集态结构是由微观结构向宏观结构过度的状态,它是在加工成型过程中形成的,是决定产品使用性能的主要因素。三次结构决定的宏观物性有:硬度、弹性、强度等。透过性、冷流、加工性虽与一次结构有关,但更多依赖于此。

4、宏观聚集态结构

微观状态的高分子聚集体,在一定物理条件下通过一定的成型手段,制成聚合物产品,或添加其他物质,达到更高一级的结构,称为宏观聚集态结构,也称高次结构。如复合材料、共混橡胶、高分子合金等。这时,单用一次结构或三次结构来描写结构和物性的关系就不妥了。必须分步和综合研究复杂体系的高次结构和性能间的相互关系。总之,高聚物的性能应该是各个结构层次对性能作贡献的综合表现。