在机械力、热能、光辐射及化学侵蚀物等作用下,所引起的键的断裂是破坏的主要形式。但主价键的断裂和次价键的断裂有区别,主价键的断裂可引发自由基反应,从而改变化学架构,如热降解和光氧化作用导致的主价键断裂。而次价键的断裂是可逆的,断裂产生的分子链之间的相互滑移,在适当条件下由于彼此的吸引,
塑料加工分子间的作用力可重新得以恢复。次价力的破坏,是聚合物受热软化、变形、负荷下的屈服、蠕变以及溶剂作用下的溶胀、溶解的主要原因。
分子量分布也是影响聚合物性能的重要因素之一。在较宽分子量分布的聚合物中,低分子量的存在往往是使使用性能遭到破坏的薄弱点。分子量分布窄的聚合物一般比宽分子量分布的聚合物有较好的耐冲击强度和耐动态疲劳性。键合原子间的内聚力称为主价力。主价力为化学力,因此主价力也常以化学键力相称。
常用内聚能或内聚能密度来表征,聚合物的内聚能密度越大,破坏这种相互作用力所需的能量也越大。内聚能密度的平方根称为溶解度参数,在解释聚合物与溶剂相互作用的关系时是一个很有用的参数。在聚合物材料中,主价力和次价力的大小是衡量材料抵抗破坏与形变的重要尺度。某些工程塑料如聚酰胺、聚苯醚、聚碳酸酯等,其分子量较低、但强度高,很大程度上是因为分子间作用力较强的缘故。
在聚合物中重要的化学键是共价键。所谓共价键是说两个原子结合时,通过形成共有电子对而产生的化学键。共价键形象地用短线-表示。如果两原子间有2个共同电子对则形成单键,例如C-C,而如果享有4个或6个共用电子对时则分别形成双键。双键的情况较少,叁键更少,大多数情况下是单键。链节结构正是通过主价力构成了聚合物的主链。
次价力指的是作用于分子间的内聚力。次价力为物理力,也常以次价键力相称,他一般产生于分子间偶极的相互作用。次价力包括偶极力、诱导力、色散力和氢键力。偶极力产生于极性分子之间,而在非极性材料中,色散力是主要的。氢键力则是氢原子同时和两个电负性很大,而原子半径较小的原子之间的结合力。
通常所说的某一材料的分子量,实际上是聚集在一起的长度不等的分子链各自所具有的分子量的平均值。分子量的不均一性或者说是多分散性,是
塑料加工聚合物材料的结构特性之一。由分子量的不均一性导出了分子量分布这一概念。如果分子链之间的分子量比较接近,说明分子量分布窄,反之,其分子量的差异较大,说明分子量分布较宽。
主价力是较强的作用力,它的大小取决于键合的原子的组成,而次价力较弱,其大小取决于链的长度、取代基的极性、链的排列状态和堆砌密度。次价力尽管比较弱,但次价力具有加和性,因此几何分子链上的全部次价力就相当可观。聚合物分子间由于有多种力在起作用,因此分子间作用力的大小应是各种相互作用力所做贡献的总和。
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