有机玻璃具有使用温度低、耐热性差、吸水率较高、耐磨性及耐有机溶剂性均较差等缺点 ,限制了它的使用范围 ,针对这些缺点 ,人们进行了许多改性研究。 高聚物的改性就必须从改进它的结构入手。 普通有机玻璃是一个典型的线型聚合物 ,它象一根由一个个单体分子连接起来的链条 ,故称分子链。在这种情况下 ,所为分子结构的影响 ,主要是分子量的影响。 但是 ,不同类型的线型聚合物 ,即使平均分子量接近 ,性质却有着明显的差别。这表明在不同的聚合物之间 ,有着很重要的其他因素影响它们的性质。要了解这一点 ,有必要先说明一下高聚物的三种力学状态 ,即玻璃态、高弹态和粘流态。 在施加一定外力时 ,这三种状态就在不同的温度范围出现。 温度低时 ,形变很小 ,外力除去 ,形变立即恢复 ,这种状态与低分子玻璃相似 ,称为玻璃态;这是由于此时分子间的作用力较大 ,分子链及链段都不能离开原来位置的缘故。 温度继续上升 ,热运动的能量逐渐增加 ,达到某一温度时 ,形变很大 ,去力后能回复原状 ,出现类似橡胶的弹性状态 ,称为高弹态;这是由于分子链的某些链段开始位移 ,使得分子形状发生变化的缘故。 温度继续上升 ,聚合物变成粘性液体 ,形变不可逆 ,成为流动的粘液 ,称为粘流态;这是由于整个分子链都开始移动的结果。
高聚物从玻璃态转变为高弹态的转折点称为玻璃化温度 ( Tg) ,它也是高聚物分子链段运动开始的标志 ,每种高聚物都有特定的玻璃化温度。高聚物从高弹态转变为粘流态的转折点称为软化点 ( Tf) ,它也是分子链作相对移动的标志。 软化点随分子间相互作用力的增大而升高。要改进有机玻璃的性能 ,在很多情况下都与提高聚合物的玻璃化温度有关。
提高有机玻璃耐热性的机理和技术途径
耿殿军 ,李洪江
(黑龙江中盟龙新化工有限公司 ,黑龙江 龙新 )
