Faktoren, die die Glasübergangstemperatur Tg, die Schmelztemperatur Tm und die viskose Fließtemperatur Tf von Polymeren beeinflussen

Die Glasübergangstemperatur (Tg), die Schmelztemperatur (Tm) (kristalline Polymere) und die Fließtemperatur (Tf) (nicht kristalline Polymere) von Polymeren sind wichtige Temperaturparameter, wobei Tg die Gebrauchstemperatur des Polymers und Tm und Tf die Verarbeitungstemperatur des Polymers bestimmen. Es gibt zwar viele Faktoren, die sich auf die Tg-, Tm- und Tf-Werte von Polymeren auswirken, aber im Allgemeinen sind es zwei, zum einen der Einfluss der Struktur und der Eigenschaften der Oligomere und zum anderen der Einfluss anderer Faktoren. Erstens, die Auswirkungen der Polymer-Kettenstruktur. Jede Kette Struktur Faktoren, die die Kette Steifigkeit erhöhen kann Tg, Tm und Tf Werte erhöhen, jede Kette Flexibilität zu erhöhen, die Kette Struktur Faktoren können Tg, Tm und Tf Werte zu verringern. Wenn starre Gruppen wie eine Phenylgruppe, eine Biphenylgruppe und eine konjugierte Doppelbindung in die Hauptkette eingeführt werden, nimmt die Steifigkeit der Kette zu, und Tg, Tm und Tf steigen an; wenn eine Etherbindung und eine isolierte Doppelbindung in die Hauptkette eingeführt werden, wird die Kette flexibel, und Tg, Tm und Tf nehmen ab; Wenn die Seitenkette eine starre Gruppe ist, nimmt die Flexibilität der Kette ab, wenn das Volumen der Seitengruppe zunimmt, und Tg, Tm und Tf nehmen zu; wenn die Seitenkette eine flexible Gruppe oder eine flexible Kette ist, Je größer die Seitenkette, desto besser die Flexibilität, desto besser die Flexibilität der gesamten Molekülkette, Tg, Tm und Tf werden reduziert. Zweitens die intermolekularen Kräfte. Bei polaren Polymeren gibt es eine starke Wechselwirkung zwischen den polaren Gruppen auf der Molekülkette, und die intermolekulare Kraft ist stark, und die Werte von Tg, Tm und Tf sind größer als die entsprechenden Werte von nicht-polaren Polymeren; und die Werte von Tg, Tm und Tf steigen mit der Zunahme der intermolekularen Kraft. Drittens das Molekulargewicht. Da Tm mit der Kristallisation zusammenhängt, hat das Molekulargewicht im Allgemeinen nur geringe Auswirkungen auf Tm, und sowohl Tg als auch Tf steigen mit zunehmendem Molekulargewicht. Bei Tg ist dieser Trend deutlicher, wenn das Molekulargewicht niedrig ist, während die Änderung von Tg extrem langsam ist, wenn das Molekulargewicht bis zu einem gewissen Grad ansteigt. Die Auswirkung des Molekulargewichts auf Tf ist viel bedeutender als die auf Tg. Dies liegt daran, dass die Auswirkung des Molekulargewichts auf die Tg auf den Kettenendeffekt zurückzuführen ist, der nur dann zum Tragen kommt, wenn der Gehalt an Kettenenden im System relativ hoch ist, d. h. das Molekulargewicht relativ niedrig ist; wenn das Molekulargewicht bis zu einem gewissen Grad hoch ist und das Gewicht des Kettenendes gering bis fast vernachlässigbar ist, ist die Auswirkung auf die Tg nicht mehr offensichtlich. Die Bewegung der gesamten Kette wird durch die koordinierte Bewegung aller Kettensegmente erreicht. Je größer das Molekulargewicht ist, desto mehr Kettensegmente sind erforderlich, um die gesamte Kettenbewegung zu erreichen, und desto mehr Reibungskräfte müssen während der Bewegung überwunden werden, wodurch der Tf-Wert steigt. Daher ist der Tf-Wert stark vom Molekulargewicht abhängig. Im Folgenden werden die Auswirkungen externer Faktoren auf die Tg-, Tm- und Tf-Werte von Polymeren beschrieben. Viertens, lösliche Zusatzstoffe in Form kleiner Moleküle. Bei der Herstellung von Polymeren werden manchmal Weichmacher oder andere lösliche Zusatzstoffe in die Zutaten gegeben. Für Polymere sind diese kleinen Moleküle äquivalent zu Verdünnungsmitteln, sie machen das Polymer Tg, Tm und Tf niedriger. V. Externe Kräfte. Eine unidirektionale äußere Kraft hat eine treibende Wirkung auf die Kettensegmente, so dass eine Erhöhung der äußeren Kraft zu einer Verringerung von Tg und Tf führen kann. Die Ausdehnung der äußeren Kraft begünstigt auch die Bewegung der Moleküle in Richtung der äußeren Kraft, wodurch Tf ebenfalls sinken kann. Die Erhöhung des Drucks verringert das freie Volumen und erhöht Tg und Tf. Die Auswirkung der äußeren Kraft auf Tm ist wie folgt: Wenn das Polymer unter der Einwirkung einer Zugkraft kristallisiert, wird die Kristallisationsfähigkeit erhöht, was die Kristallinität verbessert und auch den Schmelzpunkt der Kristallisation anhebt, d.h. Tm wird erhöht; die Kristallisation unter Druck kann die Dicke des Wafers erhöhen, wodurch die Perfektion des Kristalls erhöht wird, was auch Tm ansteigen lässt. VI. Testrate. Dies bezieht sich auf die Größe des Prüfwerts, der sich aus dem Aspekt der Temperaturprüfung ergibt. Da es sich bei der Bewegung der Polymerketten um einen Relaxationsprozess handelt, der zeitabhängig ist, besteht eine Beziehung zwischen dem Tg-Prüfwert und der experimentellen Zeitskala: Je schneller die Temperatur ansteigt oder je häufiger die dynamischen Experimente durchgeführt werden, desto höher ist Tg. Das Gleiche gilt für Tf, während für Tm das Gegenteil der Fall ist. Wird bei der Prüfung des Tm-Wertes die Temperatur langsam erhöht, können die unvollkommenen Körner zuerst schmelzen und dann bei einer etwas höheren Temperatur in vollkommenere und stabilere Kristalle umkristallisieren. Der zuletzt gemessene "Schmelzpunkt" ist die Temperatur, bei der alle vollkommeneren Kristalle schmelzen, und liegt höher als der Wert, der bei einem schnellen Temperaturanstieg gemessen wird.