Đề tài 3 hiện tượng phục hồi của polymer

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠNG NGHỆ HỐ - THỰC PHẨM

HiỆN TƯỢNG PHỤC HỒI
CỦA POLYME
SVTH: Trần Lâm Vũ
Ngơ Đình Trí
Nguyễn Thị Thủy Tiên
Nguyễn Chính Tín
Bùi Sĩ Tồn
GVHD: Cao Văn Dư
1



Nội dung chính
I.Tổng Quan Về Polyme
1. Khái niệm polyme.
2. Đặc tính chung
II. Các hiện tượng hồi phục của polyme.
1. Phân loại.
2.Đặc tính từng loại hồi phục.


Polyme là gì?
Polyme là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ rất nhiều
nhóm có cấu tạo hố học giống nhau lặp đi lặp lại và chúng
nối với nhau bằng liên kết đồng hoá trị.


Hình dạng phân tử polyme

(a) mạch thẳng
(c) hình sao

(e) hình thang

(b) mạch nhánh

(d) hình răng lược

(e) hình cây
(dendrimers and hyperbranched polymer)

(c) mạng lưới

5


Đặc điểm của tính chất vật lý của polyme
- Polyme đồng thời có tính chất của vật thể rắn và
lỏng.
- Độ nhớt của dung dịch rất cao
- Khả năng polyme trương lên trong khi hòa tan
- Khả năng thể hiện rất mạnh tính bất đẳng hướng của
tính chất
Độ mềm dẻo của polyme

6

Độ mềm dẻo của polyme
Sự thay đổi hình dạng
đại phân tử polyme
mạch cacbon khi quay
quanh trục liên kết 2
nguyên tử i và i+1. ( ϕgóc hố trị, θ = 1800 ϕ, φ- góc quay quanh
trục liên kết)

ϕ
θ
i

i+1

φ

7


Độ mềm dẻo của polyme

Cis

Trans

8


T

Thế năng

Độ mềm dẻo của polyme
G0

G0

E0

180

T

360

Sự thay đổi năng lượng của
1,2-dicloetan khi một phần
phân tử quay so với phần kia.
Phía dưới là các hình chiếu
phân tử ứng với các góc quay
φ
Năng lượng cần thiết để phân
tử chuyển từ một vị trí có thế
năng nhỏ nhất sang vị trí có thế
năng lớn nhất gọi là thềm thế
năng quay nội tại (E0).
Vị trí tương đối của các ngun tử và
nhóm ngun tử trong phân tử có thể
thay đổi được mà khơng có sự phá vỡ
các liên kết hố học, gọi là hình thái

sắp xếp của phân tử.
9


Độ mềm dẻo của polyme

Phân tử phải
phá vỡ tạm thời
liên kết π để
quay rồi mới
khơi phục lại khi
quay xong.

Vị trí tương đối của các nguyên
tử và nhóm nguyên tử trong
phân tử không thể thay đổi
được nếu không phá vỡ các
liên kết hố học, gọi là hình
thái cấu tạo của phân tử.

10


HIỆN TƯỢNG HỒI PHỤC








Hiện tượng chuyển đến một cân bằng mới gọi là hiện
tượng hồi phục.
Vậy quá trình hồi phục là quá trình biến đổi theo thời gian của
polymer từ trạng thái không cân bằng đến trạng thái cân bằng.
Thời gian cần thiết để lập cân bằng mới gọi là thời gian
hồiphục.
Phân loại:
- Phục hồi biến dạng
- Hồi phục ứng suất
- Đàn hồi sau tác dụng (sự chảy dẻo)
11


Hồi phục biến dạng:






Đại lượng biến dạng tương đối không thay đổi theo
thời gian gọi là biến dạng cân bằng mềm cao.
Quá trình phục hồi xảy ra khi mẫu polymer chưa đạt
được biến dạng cân bằng mềm cao gọi là phục hồi
biến dạng.
Biến dạng mềm cao không chỉ phục thuộc vào giá trị
lực tác dụng, mà còn phụ thuộc vào thời gian tác
dụng lực.

Hồi phục biến dạng:




ứng với polymer mạch
thẳng: thời gian tăng thì độ
biến dạng tăng, nhưng tốc
độ biến dạng dạt giá trị
khơng đổi.
Ứng với polymer mạch
khơng gian: thời gian tăng
thì độ biến dạng tăng và
đạt giá trị không đổi.
Khoảng cách b được gọi
là độ gian càng thưa thì b
có giá trị càng lớn.


Hồi phục biến dạng:

Giả sử tác dụng lên mẫu một
ứng suất không thay( Fk) và nhỏ
hơn nhiều so với ứng suất phá
hủy mẫu sẽ dài dần đến 1
giới hạn.

Hiện tượng hồi phục của polyme
σ=constant

σ=constant

σ=constant

15


øng suÊt, σ0

Hồi phục ứng suất

σ

2
1

0

Thêi gian
Đường cong hồi phục ứng suất

ε =constant

ε =constant

1. Polyme mạch thẳng
2. Polyme mạch không gian

Nếu kéo nhanh một mẫu polyme vơ định hình mạch thẳng
đến một độ dài nào đó thì ứng suất cơ học cần thiết để giữ
cho độ dài này không đổi sẽ giảm dần theo thời gian.
16


Hiện tượng hồi phục của polyme

17


Quá trình giảm ứng suất theo thời gian để biến
dạng không đổi gọi là hồi phục ứng suất.
Nếu vận tốc tác dụng lực càng nhanh thì ứng suất
để gây ra cùng một biến dạng sẽ càng lớn.


ĐÀN HỒI SAU TÁC DỤNG
Các hiện tượng dựa trên sự chuyển từ trạng thái không cân bằng
sang trạng thái cân bằng do kết quả sự chuyển động nhiệt của các
phần tử động học được gọi là các hiện tượng hồi phục.

Đàn hồi sau tác dụng (sự chảy dẻo)
BiÕn d¹ng

1

ε

a

2

b

a

b
t1

σ=constant

εktn

Thêi gian

Đường cong đàn hồi sau tác dụng.
1. Polyme mạch thẳng
2. Polyme mạch không gian

σ=constant

ε

ktn

biến dạng dư không thuận nghịch

19

Hiện tượng trễ
Hiện tượng trể là một q
trình khơng hồi phục hoàn
toàn của của vật thể khi chịu
tác động của cùng một ứng
suất khi tăng và giảm ứng
suất tác động lên mẫu.

σ
1
2
3

ε du

ε