10.2.5 Total Reflection全反射 10.26N inear Optics非线性光学 性光学：在强解下，介质 。由光中结满表的北线材空效壶 P=xE+之2EB+xEEE+ 入生 志双电化 紫蓝桂特赞 号纤工作原 芯：高适明的高分于村料，如案河塔配型 线性光学高分子约应用 制：小于芯材的材料，如聚辉 星合物 10.3.1 Characteristic Temperatures特性温度 10.3 Thermal Properties of Polymers ‘盛 高分子的热性能 on Temp. n Temp. 10.3.2 Heat resistance耐热性 10.32 Heat resistance耐热性 性能一范 强度1050MP,形温里<100 ir2-a0 ,三大类材金厘材料无机非金材料高分子材)中，高分子材 使限厦不硫0 ◆大多数形离服合物提有翠：费南、酒翠原于 10.3.2 Heat resistance 10.3.2 Heat resistance 热变形温度<200℃ 性塑料性能一览表 33-5410.2.5 Total Reflection  全反射 2 1 sin / c   n n 光导纤维工作原理   光线 鞘材：n 小于芯材的材料，如聚氟代烯烃 芯材：高透明的高分子材料，如聚丙烯酸酯 光从光密介质(折光指数n1)进入光疏介质(折光指数n2)时  折射角 > 入射角  折射角随入射角增加而增加  入射角增至临界值( )，折射角达90，折射光消失  入射角继续增加，光线将全部折回，发生全反射 25 光密介质 光疏介质 光线 鞘材 芯材：高透 达90，折射光 10.2.6 Non‐linear Optics  非线性光学   P  (1) E  ( 2 ) E  E  (3) E  E  E  " 宏观电极化  E E 三阶非线 性极化率  二阶非线 性极化率  E 线性极 化率 E E  入射光 电场 非线性光学高分子的应用 聚合物 可能的应用 (2)聚合物 通讯 调节器，多路驱动器，中继器 光信号处理 神经网络，空间光调制器 (3)聚合物 数字式光计算 光开关，光双稳态 全光过程 并行信号处理，串行信号处理  由光电场诱发的非线性光学效应 非线性光学：在强辐照下，介质的光学参量随辐照强度而变化     线性光学：介质光学参量(如折光指数、吸收系数等)与辐照强度无关 26 E  E 三阶非线 性极化率 入 线性光学高分子的应 可能 通讯 调 光信号处理 物 数字式光计算 全光过程 10.3 Thermal Properties of Polymers 高分子的热性能 27 10.3.1 Characteristic Temperatures    特性温度 熔融温度Tm Melting Temp.  晶体在平衡条件下完全熔融的温度 玻璃化温度Tg Glass Transition Temp.  链段开始作短距离移动时的温度 粘流温度Tf Flow Temp.  非晶态聚合物高弹态和粘流态间的转变温度 软化温度Ts (维卡、马丁耐热温度) Soft Temp.  指定条件下，试样达到一定形变值时的温度 脆化温度Tb Brittle Temp.  从韧性断裂转变为脆性断裂的温度 热分解温度Td Heat‐decomposition Temp.  开始发生热分解的温度  受热过程中，高聚物会产生两类变化  物理变化：如软化、熔融等，是高聚物受热后产生形变的主要原因  化学变化：如交联、降解、氧化等，是高聚物受热后性能劣化的主要原因  特性温度 28 晶体在平衡条件 p. 链段开始作 非晶态 指定 Temp. at‐decomposition Tem 能劣化 10.3.2 Heat resistance    耐热性  从应用角度讲，三大类材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)中，高分子材料 的耐热性最差  通用塑料，最高使用温度仅100C左右  一些耐高温塑料，长期使用温度不超过300 C  从高分子结构考虑，提高Tg、Tm的因素，如增加链刚性、引入极性基团、交联等，有 利于提高耐热性  大多数耐高温聚合物， 上含有醚键、酰胺键、酰亚胺键等，                                               或 上带有羟基、氨基、硝基、腈基或氟原子 上 或 上 29 C 增加链刚性、引入 键、酰胺键、酰亚胺 羟基、氨基、硝基 性能 LDPE LLDPE HDPE PMMA PP PS HIPS ABS PVC(硬) PVC(软) 熔融温度(结晶), C 98~115 122~124 130~137 160~175 熔融温度(无定型), C -25 90~105 -20 74~105 93~105 88~120 75~105 75~105 挤塑加工温度, C 149~232 177~260 177~260 182~264 191~288 177~260 177~260 176~260 其它加工温度, C I:121~232 I:232~316 I:177~274 I:163~260 I:177~260 I:177~260 I:149~210 I:160~196 模塑压力, Mpa 34~103 34~103 83~103 34~137 69~138 34~138 69~138 69~275 55~172 压缩比 1.8~3.6 3 2 1.6~3.0 2.0~2.4 3 4 2.5~2.7 2.0~2.3 2.0~2.3 收缩率, cm/cm 0.015~0.050 0.020~0.022 0.015~0.040 0.001~0.004 0.010~0.025 0.004~0.007 0.004~0.007 0.004~0.007 0.002~0.006 0.010~0.050 拉伸断裂强度, Mpa 8~32 13~28 22~31 48~76 31~41 36~52 13~43 17~55 38~89 10~24 断裂伸长率, % 100~650 100~965 10~1200 2~10 100~600 1.2~2.5 20~65 20~100 40~80 200~450 拉伸屈服强度, Mpa 9~14 9~18 17~25 31~37 14~41 30~44 40~45 压缩强度, Mpa 72~124 38~55 83~89 36~69 55~89 6~12 弯曲强度, Mpa 74~131 41~55 69~103 23~69 27~96 69~110 拉伸模量, Mpa 172~283 262~517 1081~1097 2241~3241 1172~1585 2275~3309 1103~2551 896~2895 2413~4136 压缩模量, Mpa 2551~3176 1034~2068 3309~3378 1034~2689 弯曲模量, Mpa 241~331 531 1032~1621 2241~3176 1172~1723 2620~3378 1103~2689 896~3034 2068~3447 悬臂梁冲击强度(有缺口),J/m 不断裂 不断裂 22~212 16~32 21~75 19~24 51~374 80~640 21~1174 硬度 SD44~50 SD55~56 SD66~73 M75 R80~120 M60~75 R50~82 R75~115 SD65~85 SA50~100 线膨胀系数, *10-6cm/cm*C 100~220 59~110 50~90 81~100 50~83 44.2 60~130 50~100 70~250 热变形温度(1.82MPa), C 74~99 48~60 76~94 77~121 77~104 60~77 热变形温度(0.46MPa), C 40~44 79~91 79~107 107~121 68~96 74~93 77~113 52~82 热导率, W/m*K 0.026 0.035~0.038 0.01~0.02 0.0089 0.009 相对密度 0.917~0.932 0.918~0.940 0.942~0.945 1.17~1.20 0.900~0.910 1.04~1.05 1.03~1.06 1.02~1.08 1.30~1.58 1.16~1.35 吸水性, %24h 〈0.01 〈0.01 0.1~0.4 0.01~0.03 0.01~0.03 0.05~0.07 0.20~0.45 0.04~0.4 0.15~0.75 介电强度, kV/mm 18~40 18~20 16~20 24 20~23 14~20 14~20 12~16 薄膜 薄膜 薄膜 有机玻璃 薄膜 装饰材料 仪器外壳 机械零件 建材 电线绝缘 主要用途 电线绝缘 管材 容器 装饰材料 容器 玩具 容器 仪器外壳 容器 薄膜 管材 机械零件 泡沫塑料 冰箱内胆 容器 包装 人造革 通用塑料性能一览表 10.3.2 Heat resistance    耐热性 强度10~50MPa、热变形温度< 100 C  30 0.035~0.038 0.01~0.02 0 0.942~0.945 1.17~1.20 0 〈0.01 0.1~0.4 18~20 16~2 膜 薄膜 有机 容器 装 74~99 48~60 9~91 79~107 107~1 1034~2068 3309~3378 176 1172~1723 2620~3378 6~32 21~75 19~2 M75 R80~120 M 50~90 81~100 172~1585 2275~3309 110 83~89 ~55 69~103 23~ 6~52 1.2~2.5 性能 均聚甲醛 共聚甲醛 PTFE 尼龙66 PC PET PI PPO 聚砜 PEEK 熔融温度(结晶), C 175~181 160~175 255~265 245~265 熔融温度(无定型), C 164 150 190 挤塑加工温度, C 177~260 238~274 316~371 其它加工温度, C I:193~243 I:182~232 I:260~327 I:271 I:266~316 C:329~366 I:204~332 I:329~399 I:338~427 模塑压力, Mpa 34~103 34~103 7~172 55~103 14~48 21~34 83~138 34~138 69~138 压缩比 3.0~4.5 3.0~4.5 2.5~4.5 3.0~4.0 1.74~5.5 3.1 3~4 1.3~3 2.5~3.5 1.5~3 收缩率, cm/cm 0.018~0.025 0.02 0.03~0.06 0.007~0.018 0.005~0.007 0.020~0.025 0.006~0.008 0.007 0.005~0.007 拉伸断裂强度, Mpa 67~69 14~34 96 67~70 48~70 74~117 66 97 断裂伸长率, % 25~75 40~75 200~400 15~80 110~120 30~300 8~10 60 50~100 60 拉伸屈服强度, Mpa 66~83 61~72 55 62 84 48~62 68 103 压缩强度, Mpa 108~124 110 18 84~103 69~89 76~103 207~276 110 276 142 弯曲强度, Mpa 94~99 89 12~124 95 97~124 131~193 66~97 104 152 拉伸模量, Mpa 3102~3585 2826~3177 399~551 1585~3792 2413 2758~4137 2068 2482~2620 2482 2964 压缩模量, Mpa 4619 3013 414 2413 2552 2896 弯曲模量, Mpa 2620~2965 2551~3103 552 2827~3241 2344 2413~3103 3102~3447 2275~2758 2689 3309 悬臂梁冲击强度(有缺口),J/m 168~394 43~81 160 29~53 640~690 13~37 80 267 64 53~64 硬度 M92~94 M78~90 D50~55 R120 M70~74 M94~101 E52~99 R118~120 M69 M109~110 线膨胀系数, *10-6cm/cm*C 100~113 61~85 80 68 65 45~56 33~77 56 47~56 热变形温度(1.82MPa), C 85~120 124~136 75~88 121~132 21~38 277~360 107~140 174 197~200 热变形温度(0.46MPa), C 164~172 155~166 121 218~246 138 137 196 207~210 热导率, W/m*K 0.02 0.02 0.02 0.018 0.015 0.010~0.011 0.0007 0.017 0.019 0.05 相对密度 1.42 1.41 2.14~2.20 1.13~1.15 1.2 1.29~1.40 1.36~1.43 1.04~1.09 1.24~1.25 1.27 吸水性, %24h 0.25~0.40 0.20~0.22 〈0.01 1.0~2.8 0.15 0.1~0.2 0.24 0.06~0.12 0.3 0.25 介电强度, kV/mm 20 20 19 24 14~18 20~23 22 20~28 17 19 主要用途 机械零件 机械零件 防腐衬里 机械零件 机械零件 容器 宇航材料 机械零件 机械零件 机械零件 脱模材料 储油容器 容器 薄膜 (耐高温) (耐水) 工程塑料性能一览表 10.3.2 Heat resistance    耐热性 强度50~100 MPa、热变形温度100~200 C  31 0.02 0.018 2.14~2.20 1.13~1.15 ~0.22 〈0.01 1.0~2 19 件 防腐衬里 机 脱模材料 75~88 121~13 121 218~246 1 2413 3241 2344 2413~31 29~53 640~690 13 R120 M70~74 80 68 2413 2758~4137 89 76~103 207~ 95 97~124 131 0 48~70 30~300 性能 环氧树脂 呋喃树脂 密胺树脂 酚醛树脂 聚酰亚胺 有机硅树脂 尿醛树脂 醇酸树脂 不饱和聚酯 不饱和聚酯 浇铸料 石棉填充 纤维素填充 木粉填充 热固性 浇铸料 纤维素填充 矿物填充 浇铸料 玻纤增强 加工温度, C C:135~149 I:349~427 C:143~171 C:238~252 C:135~177 C:143~177 C:77~160 模塑压力, Mpa 0.7~3.4 55~138 14~138 48~199 14~138 14~138 2~14 压缩比 2.1~3.1 1.0~1.5 1~1.2 2.2~3.0 1.8~2.5 1 收缩率, cm/cm 0.001~0.010 0.005~0.015 0.004~0.009 0.001~0.01 0~0.006 0.006~0.014 0.003~0.010 0.0002~0.02 拉伸断裂强度, Mpa 27~89 21~31 34~89 34~62 30~159 2~7 4~22 21~62 4~89 103~207 断裂伸长率, % 3~6 0.6~1 0.4~0.8 1 20~700 <1 <2.6 1.5 拉伸屈服强度, Mpa 29~158 压缩强度, Mpa 103~172 69~89 227~310 172~214 131~227 172~310 83~262 89~207 103~207 弯曲强度, Mpa 89~145 3~62 62~110 48~97 45~344 34~124 41~117 55~159 69~276 拉伸模量, Mpa 2413 1052 7584~9653 5516~11721 3176~32405 6894~10342 3447~20684 2068~4413 5516~13789 压缩模量, Mpa 3013 2897 13789~20684 弯曲模量, Mpa 2551~3103 7584 6984~8273 2895~20684 8963~11032 13789 3378~4206 6895~20684 悬臂梁冲击强度(有缺口),J/m 11~53 43~81 11~21 11~32 35~800 13~21 16~27 11~21 106~1067 硬度 M80~110 R110 M115~125 M100~115 M100~120 SA10~70 M110~120 E98 B35~75 B50~80 线膨胀系数, *10-6cm/cm*C 45~65 40~45 30~45 15~50 10~19 22~36 20~50 55~100 20~50 热变形温度(1.82MPa), C 46~288 177~199 149~188 300~302 127~143 177~260 60~204 >204 热变形温度(0.46MPa), C 138 热导率, W/m*K 0.01 0.02~0.03 0.013~0.026 0.018~0.038 0.011~0.024 0.038~0.08 相对密度 1.11~1.40 1.75 1.47~1.52 1.37~1.46 1.41~1.9 0.97~2.5 1.47~1.52 1.6~2.3 1.04~1.46 1.35~2.30 吸水性, %24h 0.08~0.15 0.01~0.02 0.1~0.8 0.3~1.2 0.45~1.25 0.1 0.4~0.8 0.05~0.5 0.15~0.6 0.01~1.0 介电强度, kV/mm 12~20 11~16 10~16 19~21 20~23 12~16 14~18 17~20 14~20 主要用途 电气绝缘 化工设备 生活用品 电气绝缘 机械零件 电气绝缘 层压板 电气绝缘 纽扣 玻璃钢 玻璃钢 层压板 热固性塑料性能一览表 10.3.2 Heat resistance    耐热性 热变形温度< 200 C  32 38 0.02~0.03 0.013~0.026 0.01 1.47~1.52 1.37~1.46 .02 0.1~0.8 0.3~1.2 11~16 10~ 生活用品 电 9 149~188 2897 2895~20684 32 35~800 100~115 M100~120 SA1 30~45 15~50 6~32405 6894~ 1 4 34~ 700 300~302 138