聚合物高分子多重玻璃态转变的物理机制

吕海宝; 杜善义

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以无定型态形状记忆聚合物中多形状记忆效应的物理机制及其本构关系研究进展为基础,探讨了聚合物高分子玻璃化转变物理机制及玻璃化转变温度的本构方程.首先,基于高分子链中多组分链段松弛运动规律,揭示了活化能和空穴体积对热运动及玻璃化转变的影响机制和规律,并讨论了基于高柳定律、松弛阈及自由体积理论的3个物理模型及其本构关系;其次,基于单组分链段分阶段松弛运动规律,揭示了温度率函数和应变率函数对玻璃化转变的环境因素影响规律,建立了速率条件下多重玻璃态转变的物理模型.研究发现:聚合物高分子的玻璃化转变机制,受高分子链及其链段多重松弛运动协同效应的影响,源于各链段松弛运动的叠加效应;基于质能方程的分析表明,空穴体积的产生源于高分子链及其链段的热运动单体质量变化,即温度升高,质量和能量降低,导致空穴体积增加,高分子链凝聚态结构的物理分离和单个高分子链的化学分离是玻璃化转变温度前后热力学行为变化的物理机制.因此,聚合物高分子玻璃化转变的物理机制源于高分子链从其聚集态分离到单链分离的转变.

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来源
《现代应用物理》 |2020年第2期|51-60|共10页
作者
吕海宝; 杜善义;
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作者单位

哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室哈尔滨150080;

哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室哈尔滨150080;

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正文语种 chi
中图分类高分子物理和高分子物理化学;凝聚态物理学;
关键词
聚合物; 高分子; 玻璃化转变; 物理机制;

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