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生活中一些奇妙高分子材料現象

來源:   發布時間:2017-02-07

為什么用塑料繩綁東西會越綁越松


    日常生活中,我們經常用塑料繩綁東西,可你會發現,用塑料繩綁東西,我們越想綁緊,可不久會發現,塑料繩很快好像變長了似的,變得很松垮,于是再使勁綁起,可依然會發現,過了一會又變松了,這是為什么呢?

    這里就要提到一個基本概念---力學松弛,什么叫力學松弛呢?應力松弛,是指高分子材料在總應變不變的條件下,由于試樣內部的粘性應變隨時間不斷增長,使回彈應變分量隨時間逐漸降低,從而導致回彈應力隨時間逐漸降低的現象。


    我們生活中使用的塑料繩(有的地方叫化學繩)是由線性的聚乙烯或聚丙烯制成,這類高分子材料是典型的非交聯線性高分子,在綁緊的過程中,線性的高分子鏈被拉長,表面看起來很緊,但隨著時間的延長,線性高分子鏈發生了滑移,這種滑移是不可恢復的,鏈發生滑移后,塑料繩被拉伸的變長了,開始變得不能綁緊,假如此時再使勁綁緊,則線性鏈繼續發生滑移。所以用塑料繩綁東西,綁的越緊最后就會變得越松,松弛發生的厲害。因此,有經驗的人用塑料繩綁東西時,都不要綁的太緊,防止線性高分子鏈發生嚴重應力松弛。


    

那怎么樣才能避免這種現象呢?

    

     要用交聯的高分子材料,交聯的高分子材料通過交聯劑使線性高分子鏈變成了網狀結構,高分子網絡鏈被拉伸變形后,仍能有力的回復。如用橡膠繩綁的話會大大改善這種現象,如橡皮筋綁就會好很多,如用交聯很完善的東西綁,譬如用自行車內胎的那種橡膠綁,則基本不會發生松弛現象,會綁的很緊,不信你試試?


早上起床刷牙擠牙膏-擠出脹大

    

     我們早上起來刷牙擠牙膏時,發現牙膏從牙膏管口寄出時,牙膏好像突然變大了好多?這是因為什么原因呢?

    這里就涉及到高分子的一個重要特性---蠕變。所謂高分子的蠕變,蠕變是指材料在恒定載荷作用下,變形隨時間而增大的過程。蠕變是由材料的分子和原子結構的重新調整引起的,這一過程可用延滯時間來表征。當卸去外力時,材料的變形部分地回復或完全地回復到起始狀態,這就是結構重新調整的另一現象。


    牙膏中含有大量的高分子化合物,如濕潤劑、香料、起泡劑等等,這些高分子鏈在牙膏管中是都是呈自然卷曲的,在被擠出牙膏管口那狹小位置時,高分子鏈在管口的作用下被迫發生鏈的舒展成線性狀態,在擠出管口后,外力小時,高分子鏈在無外力作用下回自然呈卷曲狀態,從而使體積變大。


你最喜歡的泡泡糖


    好多人都喜歡吹泡泡糖,剛入嘴的時候,比較硬,后來不斷的咀嚼后泡泡糖就變得很軟,居然能吹出泡泡來?這又是為什么呢?這里我們又要學到一個高分子材料特有的特性---玻璃化轉變

    一般來說,高分子材料在不同溫度下有三種力學狀態,它們是玻璃態、高彈態和粘流態。在溫度較低時,材料為剛性固體狀,與玻璃相似,在外力作用下只會發生非常小的形變,此狀態即為玻璃態:當溫度繼續升高到一定范圍后,材料的形變明顯地增加,并在隨后的一定溫度區間形變相對穩定,此狀態即為高彈態,溫度繼續升高形變量又逐漸增大,材料逐漸變成粘性的流體,此時形變不可能恢復,此狀態即為粘流態。

    我們通常把玻璃態與高彈態之間的轉變,稱為玻璃化轉變,它所對應的轉變溫度即是玻璃化轉變溫度,或是玻璃化溫度。


    泡泡糖的主要成分是聚醋酸乙烯酯,它的玻璃化溫度在28度左右,一般情況下低于其玻璃化溫度,其幾乎沒有流動性保持很好的形態,而在嘴里咀嚼后,高于其玻璃化溫度,泡泡糖發生玻璃化轉變,有玻璃態向高彈態轉變,呈現出高彈態,所以嚼泡泡糖的時候剛開始嚼兩下是吹不出泡泡的,等溫度升高后,嚼軟了以后才行。


礦泉水瓶灌入熱水后,變成白色

    

     生活中經常用到礦泉水瓶,有時候,會在礦泉水瓶灌入熱水,于是會發生一個奇特的現象,透明的礦泉水瓶很快變成白色,這又是為什么呢?

    判斷一種材料是否透明,要看當中是否含有對光產生衍射、反射和吸收是物質,晶區的結構規整性比較好,容易有反射和散射,這些結構使光線不能透過,結晶度越低越透明,無定形區譬如玻璃是典型的無定性物質,光線就能很好的透過,透明性就很好。


    礦泉水瓶是由聚對苯二甲酸乙二酯組成,聚對苯二甲酸乙二酯本身屬于易結晶高分子材料,制作礦泉水瓶時,是在高溫下吹作法制備的,然后經過退火處理,消除結晶區域才具有光學透明性的。當在礦泉水瓶中加入熱水后,聚對苯二甲酸乙二酯在高溫下分子鏈發生重新取向運動,重新產生產生結晶區域從而喪失透明性。