黏流态(viscous state)又称塑性态(plastic state) ,是高分子材料在特定高温条件下的一种物理状态,此时聚合物表现出液体的流动性。这种状态通常出现在高分子的熔点(Tm)以上,当聚合物的温度升高到足以使分子链能自由移动时。其物理意义为无定形高分子聚合物在较高温度,较大外力长时间的作用下所处的力学状态。其特征是会产生随着时间延长而增长的不可逆形变,产生流动的粘液,高聚物如合成塑料加工成型、合成纤维纺丝等,都是在高聚物的黏流态下进行的。
黏流态的特性
黏流态通常发生在聚合物熔点以上,此时聚合物内部的分子链由于热运动加剧而相对自由地滑动。这种增加的分子运动使聚合物呈现出黏性流体的性质,可以被泵送、挤压或涂布。
1.流动特性
在黏流态下,聚合物的流动性由其黏度决定,黏度受温度和分子量的影响显著。随着温度的升高,聚合物的黏度通常会降低,从而提高流动性。同时,高分子量的聚合物因为分子间摩擦力较大,其黏度通常高于分子量较低的聚合物。
2.温度的影响
黏流态的形成和维持严重依赖于温度。只有在高于聚合物的熔点时,分子链才能获得足够的热能来克服相互之间的吸引力,实现滑动流动。这一点在聚合物的加工过程中尤为重要,合适的加热可以确保材料的良好流动性和成型质量。
3.应用实例
粘流态的聚合物在工业中有广泛的应用:
- 塑料成型:如注塑、吹塑和挤出,这些过程都需要聚合物在粘流态下进行。
- 纤维制造:合成纤维如尼龙和聚酯在制成纤维前需在粘流态下被挤出成丝。
- 涂料和粘合剂:在应用涂料和粘合剂时,其粘流态的调整对于确保涂层的均匀性和粘接强度至关重要。
影响聚合物黏流态物理性质的因素
- 化学结构:聚合物的侧基、极性及分支结构等都会影响其流动性。
- 分子量和分子量分布:高分子量通常意味着更高的黏度,而分子量分布的宽窄也会影响聚合物的流动性。
- 添加剂:某些添加剂如增塑剂和润滑剂可以用来调整聚合物在