高分子热运动的表征

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（1）用温度-形变仪

用温度-形变仪测量聚合物温度-形变曲线来表征聚合物热力学状态及其变化。在温度-形变仪中，给被测聚合物样品施加一定的载荷（外力），控制恒定的升温速度对样品加温，测量不同的温度下样品的形变值。以试样的形变值为纵坐标，相应温度值为横坐标作图，即可得到聚合物的形变-温度曲线。在形变-温度曲线中，当温度从低到高变化时，曲线的第一拐点所对应的温度值，即是聚合物的玻璃化温度（Tg）值，曲线第二拐点所对应的温度值是聚合物的流动温度（Tf）值。聚合物在玻璃化温度Tg以下温度时，处于玻璃态，在玻璃化温度Tg和流动温度Tf之间的温度时，处于高弹态，在流动温度Tf以上温度时，处于粘流态（熔体）。结晶聚合物，交联聚合物的形变-温度曲线的形状和非晶聚合物的形变-温度曲线形状是不同的。
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9 V# U+ V% J5 E' `$ _  q　　（2）用示差扫描量热法（DSC）

1 P+ [9 Y) c2 D* `0 Q/ ?用示差扫描量热仪测聚合物DSC热学谱。从DSC谱图上可求出聚合物玻璃化温度（Tg）值，聚合物在高弹态中的冷结晶温度Tc值及结晶热焓△Hc值和聚合物的熔融温度Tm值和熔融热焓△Hm值。
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　　（3）膨胀计法测定聚合物的玻璃化温度。

在一般实验室内，可以用玻璃膨胀计很方便地测定高聚物的玻璃化温度。在膨胀计中装入聚合物样品，再倒入液体介质，将装好样品的膨胀计放在水浴内，控制水浴温度进行程序升温，读取膨胀计在不同温度时液面体积的变化值。以液面体积值（比容）为纵坐标，体系温度为横坐标做聚合物的比容-温度曲线，曲线拐点对应温度值为聚合物的玻璃化温度Tg值。

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& _: l. l) C( Y3 v+ p7 Q　　（4）高温蠕变仪测定聚合物的蠕变曲线。

用高温蠕变仪在恒温下测定聚合物的样品受恒负荷力（外力）作用下，随时间的增加在不同时间聚合物样品的形变数值。最终以形变数值为纵坐标，对应形变值的时间值为横坐标，画出聚合物样品的蠕变曲线（形变-时间曲线）。由蠕变曲线中，某时间的聚合物形变值ε 除以施加的负荷力值б，按下式即可求出该聚合物在某一温度下，某作用时间时，聚合物的蠕变柔量J。

( c5 y; g8 [- {& K(J是时间的函数)
　
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（5）应力松弛仪测定聚合物的应力松弛曲线。
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+ D/ n6 N  r( o4 o- i" f用应力松弛仪测定聚合物样品在恒温下，快速被施加外力б0，并产生一定形变ε0，测量为维持聚合物产生的这形变值ε0 保持不变时，随时间t的增加需施加外力的不断变化的数值б（t）。以施加外力б（t）的数值为纵坐标，施加外力б 时的相应时间t值为横坐标，画出聚合物样品的应力松弛曲线（应力时间曲线）。由应力松弛曲线上某一时间的应力бt值，除以样品产生的形变ε0 值，即可求出某聚合物，在某温度下，某时间时的应力松弛模量E(t)。
　


（6）动态粘弹谱仪测聚合物的动态力学性能谱（DMA谱）。
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' ?2 f& p- z- {在动态粘弹谱仪中，聚合物样品在恒定的预张力下被驱动器施加一定频率的正弦伸缩振动，应力传感器和位移检测器分别检测同样振动频率的正弦应力和正弦应变。经仪器对信号处理，可以给出聚合物样品的力学损耗角正切值(tgð)，储能模量E'和损耗模量E"值。在不同温度下测聚合物样品的tgð、储能模量E'和损耗模量E"值，可得到聚合物动态力学性能的温度谱（曲线），在施加不同频率外力下，测聚合物样品的tgð、储能模量和损耗模量值，可得到聚合物动态力学性能（DMA）的频率谱（曲线），将DMA频率谱中的损耗模量和相应的频率ω相除，即得聚合物样品的动态粘度η动态值，动态粘度值表示在阻尼振动时聚合物自身的内耗。