生活中一些奇妙高分子材料现象
为什么用塑料绳绑东西会越绑越松
日常生活中,我们经常用塑料绳绑东西,可你会发现,用塑料绳绑东西,我们越想绑紧,可不久会发现,塑料绳很快好像变长了似的,变得很松垮,于是再使劲绑起,可依然会发现,过了一会又变松了,这是为什么呢? 这里就要提到一个基本概念---力学松弛,什么叫力学松弛呢?应力松弛,是指高分子材料在总应变不变的条件下,由于试样内部的粘性应变随时间不断增长,使回弹应变分量随时间逐渐降低,从而导致回弹应力随时间逐渐降低的现象。 我们生活中使用的塑料绳(有的地方叫化学绳)是由线性的聚乙烯或聚丙烯制成,这类高分子材料是典型的非交联线性高分子,在绑紧的过程中,线性的高分子链被拉长,表面看起来很紧,但随着时间的延长,线性高分子链发生了滑移,这种滑移是不可恢复的,链发生滑移后,塑料绳被拉伸的变长了,开始变得不能绑紧,假如此时再使劲绑紧,则线性链继续发生滑移。所以用塑料绳绑东西,绑的越紧最后就会变得越松,松弛发生的厉害。因此,有经验的人用塑料绳绑东西时,都不要绑的太紧,防止线性高分子链发生严重应力松弛。 那怎么样才能避免这种现象呢? 要用交联的高分子材料,交联的高分子材料通过交联剂使线性高分子链变成了网状结构,高分子网络链被拉伸变形后,仍能有力的回复。如用橡胶绳绑的话会大大改善这种现象,如橡皮筋绑就会好很多,如用交联很完善的东西绑,譬如用自行车内胎的那种橡胶绑,则基本不会发生松弛现象,会绑的很紧,不信你试试? 早上起床刷牙挤牙膏-挤出胀大 我们早上起来刷牙挤牙膏时,发现牙膏从牙膏管口寄出时,牙膏好像突然变大了好多?这是因为什么原因呢? 这里就涉及到高分子的一个重要特性---蠕变性。所谓高分子的蠕变,蠕变是指材料在恒定载荷作用下,变形随时间而增大的过程。蠕变是由材料的分子和原子结构的重新调整引起的,这一过程可用延滞时间来表征。当卸去外力时,材料的变形部分地回复或完全地回复到起始状态,这就是结构重新调整的另一现象。 牙膏中含有大量的高分子化合物,如湿润剂、香料、起泡剂等等,这些高分子链在牙膏管中是都是呈自然卷曲的,在被挤出牙膏管口那狭小位置时,高分子链在管口的作用下被迫发生链的舒展成线性状态,在挤出管口后,外力小时,高分子链在无外力作用下回自然呈卷曲状态,从而使体积变大。 你最喜欢的泡泡糖 好多人都喜欢吹泡泡糖,刚入嘴的时候,比较硬,后来不断的咀嚼后泡泡糖就变得很软,居然能吹出泡泡来?这又是为什么呢?这里我们又要学到一个高分子材料特有的特性---玻璃化转变。 一般来说,高分子材料在不同温度下有三种力学状态,它们是玻璃态、高弹态和粘流态。在温度较低时,材料为刚性固体状,与玻璃相似,在外力作用下只会发生非常小的形变,此状态即为玻璃态:当温度继续升高到一定范围后,材料的形变明显地增加,并在随后的一定温度区间形变相对稳定,此状态即为高弹态,温度继续升高形变量又逐渐增大,材料逐渐变成粘性的流体,此时形变不可能恢复,此状态即为粘流态。 我们通常把玻璃态与高弹态之间的转变,称为玻璃化转变,它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度,或是玻璃化温度。 泡泡糖的主要成分是聚醋酸乙烯酯,它的玻璃化温度在28度左右,一般情况下低于其玻璃化温度,其几乎没有流动性保持很好的形态,而在嘴里咀嚼后,高于其玻璃化温度,泡泡糖发生玻璃化转变,有玻璃态向高弹态转变,呈现出高弹态,所以嚼泡泡糖的时候刚开始嚼两下是吹不出泡泡的,等温度升高后,嚼软了以后才行。 矿泉水瓶灌入热水后,变成白色 生活中经常用到矿泉水瓶,有时候,会在矿泉水瓶灌入热水,于是会发生一个奇特的现象,透明的矿泉水瓶很快变成白色,这又是为什么呢? 判断一种材料是否透明,要看当中是否含有对光产生衍射、反射和吸收是物质,晶区的结构规整性比较好,容易有反射和散射,这些结构使光线不能透过,结晶度越低越透明,无定形区譬如玻璃是典型的无定性物质,光线就能很好的透过,透明性就很好。 矿泉水瓶是由聚对苯二甲酸乙二酯组成,聚对苯二甲酸乙二酯本身属于易结晶高分子材料,制作矿泉水瓶时,是在高温下吹作法制备的,然后经过退火处理,消除结晶区域才具有光学透明性的。当在矿泉水瓶中加入热水后,聚对苯二甲酸乙二酯在高温下分子链发生重新取向运动,重新产生产生结晶区域从而丧失透明性。