[纤维知识]纤维的热力学状态与性质（二）

　　生意社5月23日讯

　　1.晶态高聚物的热力学状态及转变

　　对于晶态高聚物而言，由于其中通常都存在非晶区，非晶部分在不同的温度条件下，也要发生上述两种转变。因此，随着结晶度的不同，结晶高聚物的宏观表现不同。

　　玻璃化转变

　　轻度结晶高聚物，微晶体起着类似交联点的作用，仍存在玻璃化转变。

　　随着结晶度的增加，相当于交联度增加，结晶高聚物的硬度随之增加。

　　结晶度足够大时，微晶体彼此衔接，形成贯穿于整个材料的连续结晶相，此时结晶相承受的应力要比非结晶相大得多，使高聚物变得坚硬，故宏观上觉察不到明显的玻璃化转变。

　　是否进入粘流态的判定：

　　①视高聚物的相对分子量M而定。

　　②M不太大时，Tf小于熔点Tm，则晶区熔融后整个试样成为粘性的流体。

　　③M足够大时，Tf大于Tm，则晶区熔融后，将出现高弹态，直到温度进一步升到Tf以上时，才进入粘流态。

　　2.纤维高聚物的热力学状态及转变

　　热塑性纤维(如合成纤维和醋酯纤维)：其内部有结晶部分，但结晶并不完整，存在很大的非晶态区域。热力学行为相继出现玻璃态、高弹态、粘流态三种物理状态，与晶态高聚物类似。

　　非热塑性纤维(如天然和再生纤维素纤维，天然蛋白质纤维)：在受热以后，随着温度的提高，将不出现某些物理状态的变化过程。视熔点和分解点的大小而定。熔点高于分解点时，在高温下不熔融而分解。

　　3.纤维高聚物的多重转变

　　非晶态高聚物的多重转变

　　在Tg以下，尽管链段运动被冻结，但多种小尺寸的运动单元仍能运动，因为它们运动所需要的活化能较低，可以在较低的温度下被激发。一般将玻璃化转变称为主转变，用α代表，而将低于Tg的转变称为次级转变，并按转变温度自高而低的顺序分别记做β、γ等。

　　晶态高聚物的多重转变

　　除了具有非晶态高聚物所具有的α、β、γ转变外，还有晶区部分的转变，包括晶区的解序、熔融等转变。此外，由于晶区缺陷的存在，例如链的折叠部分、链的尾端等运动也会产生转变。