了解過高分子的同志都知道，聚乙烯是以乙烯為結(jié)構(gòu)單元的長(zhǎng)鏈大分子。這條長(zhǎng)鏈上沒有芳環(huán)、芳雜環(huán)，也沒有像苯環(huán)一類的側(cè)基，完全由C-C鏈構(gòu)成，所以鏈段運(yùn)動(dòng)相當(dāng)自由，具有很高的柔順性。通過查表我們可以知道，聚乙烯的玻璃化溫度Tg在-68℃左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室溫，也就是說在室溫條件下，聚乙烯應(yīng)該處于高彈態(tài)才對(duì)，但事實(shí)上并非如此，我們常見到的聚乙烯薄膜或者板材，都是塑性的，而非彈性體。

問題在呢？

小編剛學(xué)高分子的時(shí)候，也有過同樣的困惑。

我們經(jīng)常說，性格決定人生，而在高分子材料里面我們常說，結(jié)構(gòu)決定性能。

但這個(gè)結(jié)構(gòu)，并非單指分子結(jié)構(gòu)，還要考慮高分子的分子量，分子量分布，結(jié)晶，取向，氫鍵，交聯(lián)等微觀結(jié)構(gòu)。

對(duì)于聚乙烯而言，正是由于分子結(jié)構(gòu)較為規(guī)整，柔順性較高，分子鏈非常容易通過折疊和相互堆積來降低表面能使自身體系更加穩(wěn)定，也就是我們通常所說的聚合物結(jié)晶。

我們說Tg是鏈段開始能夠運(yùn)動(dòng)的溫度，而在環(huán)境溫度高于Tg時(shí)，對(duì)于線性結(jié)構(gòu)的聚乙烯來說，之所以仍然保持塑性，是因?yàn)榻Y(jié)晶對(duì)鏈段運(yùn)動(dòng)的限制，也就是說結(jié)晶之后，材料的使用溫度從Tg上升到了晶體融化的溫度Tm。這使得聚乙烯雖然分子鏈很柔順，但是最終形成的材料卻是硬的塑料。當(dāng)然，如果能夠?qū)⒕垡蚁┑倪@種結(jié)晶傾向抑制住，那么聚乙烯就有可能形成橡膠一樣的彈性體。比如乙丙橡膠，就是通過丙烯單元的無規(guī)引入來破壞分子鏈的規(guī)整性，從而抑制結(jié)晶，再通過引入不飽和單元，使之交聯(lián)，最終得到一種耐候性優(yōu)良的橡膠。

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需要指出的是，雖然結(jié)晶使得分子鏈排列更加規(guī)整，但并不是結(jié)晶度越高，材料的強(qiáng)度越好。小編曾把聚乙烯的結(jié)晶度做到98%，結(jié)果材料脆的一塌糊涂，高分子晶體內(nèi)的分子量排列雖然規(guī)整，但是晶區(qū)和晶區(qū)之間的連接是非晶的，存在很多缺陷，就像一個(gè)個(gè)鐵環(huán)連成的鐵鏈，不管鐵環(huán)如何結(jié)實(shí)，如果環(huán)與環(huán)之間的連接比較脆弱，那鐵鏈的整體強(qiáng)度也不會(huì)高到哪里去。

編輯：高分子polymer

來源：微信公眾號(hào)：polymerengineer

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