预测DVD和挡风玻璃中的聚合物眼镜老化

聚合物玻璃是一种多用途塑料,广泛应用于从飞机挡风玻璃到dvd等领域。研究人员伊利诺伊大学已经发展出一种理论来预测这些物质的年代。欧洲杯足球竞彩该理论还解释了为什么分子水平上的运动可以产生宏观后果。

“玻璃,包括聚合物玻璃,本质上都是冷冻液体,”肯尼斯·s·施韦泽(Kenneth S. Schweizer)说,他是伊利诺伊大学(University of Illinois)材料科学教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“它们看起来是固态的,但因为它们是冻结的液体,分子不断地经历微小的运动,导致特性的时间依赖性。”

三年前,Schweizer和研究生Erica Saltzman开发了一种理论,所述理论将在从液体中冷却到无定形固体或玻璃的聚合物材料上的过渡。该理论说明了聚合物玻璃的粘度在窄的温度范围内急剧变化。研究人员报告,2004年7月22日的工作,刊登了化学物理学杂志。

现在,在4月20日的《物理评论快报》上,Schweizer和博士后研究员陈康提出了一个描述聚合物玻璃老化过程的理论。新的理论不仅预测了聚合物分子的运动方式,还预测了材料在不同时间和温度下的特性。聚合物玻璃是一种具有特殊和技术上有用的机械性能的塑料。与大多数其他类型的固体不同,聚合物玻璃可以具有很高的抗冲击性,即使它们很硬,也可以在不断裂的情况下显著变形。它们通常制作成本不高,而且很容易融化和塑造成各种形状。

而且,他们总是在移动中。

与窗玻璃不同,玻璃玻璃在室温超过1,200度,聚合物眼镜具有更接近室温的熔点。事实上,许多聚合物玻璃在室温下保留一些液体样性,包括在分子水平的运动。

“动作如此之小,如此慢,我们可以在没有复杂的测量工具的借助下看到它们,”Schweizer说。“然而,这种残余运动可以随着时间的推移显着改变材料的机械和热性能。”

由于材料在室温下逐渐重新配置并接近平衡,因此运动变慢且较慢。在充分寒冷的条件下,这种“放松”时间可以变得天文学大,甚至长于一些材料的宇宙年龄。欧洲杯足球竞彩

“除其他可能的效果之外,老化过程会导致聚合物玻璃变得更易于变硬,通常更脆,”Schweizer也是化学和生物分子工程学教授,以及大学的研究员弗雷德里克Seitz材料研究欧洲杯足球竞彩实验室。

随着时间的推移,分子挤在一起,增加了密度并改变了材料的力学性能。

“通过我们的理论,我们开发了一种方法,将聚合物玻璃的物理性质与分子运动的时间尺度联系起来,”Schweizer说。这一信息在工程应用中尤其重要,因为尺寸、刚度或其他性能的微小变化可能会影响长期性能或可靠性。”

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