问答题 用自由体积理论解释玻璃化转变现象。根据WLF方程估计外力作用频率提高一个数量级,测得的T g 值将变化多少?
【正确答案】正确答案:对高弹态聚合物试样进行冷却,随温度降低,分子链占有体积要减少,自由体积也要减少;导致聚合物比体积随温度下降不断减少。当自由体积减少到一定值后,没有足够空间容纳链段运动了,链段运动将被冻结。链段运动的冻结也意味着自由体积的冻结,因为自由体积无法通过链段的运动而排出。所以自由体积在温度降低到链段运动被冻结的温度时就达到了其最低值,而且由此固定下来,不会再随温度下降而减少。但是,分子链占有体积随着温度的下降还是继续减少,导致聚合物的比体积随温度下降还是减少的,但是减少幅度变小了。在聚合物比体积一温度曲线上形成了一个明显转折,这个转折所对应的温度就是玻璃化转变温度。 如果以t和t s 分别表示不同的外力作用时间,T g 和T gs 分别表示与t和t s 相对应的玻璃化温度,它们之间的关系应该符合WLF方程: 从该式可以解出:
【答案解析】