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文档简介

《高分子物理》课程团队：李彩虹余旺旺栗娟苏珺4、聚合物介电松弛谱

如果在宽阔的频率或温度范围内测量高分子材料的介电损耗，可以在不同的频率或温度区间观察到多个损耗峰，构成介电松弛谱图。

这种谱图反映了大分子多重运动单元在交变电场中的取向极化及松弛情形，如同力学损耗松弛谱图一样，利用介电松弛谱也可以研究分子链多重结构及其运动，甚至比力学松弛谱更灵敏。

根据时-温等效原理，介电松弛谱通常是固定频率下，通过改变温度测得的。对于结晶和非晶聚合物，其介电松弛谱图形不同。

对于极性玻璃态聚合物，介电松弛谱一般有两个损耗峰，一是高温区的α峰，一是低温区的β峰（图9-7）。

图9-7聚氯乙烯和聚丙烯酸甲酯的介电松弛谱图（a）聚丙烯酸甲酯；（b）聚氯乙烯

研究表明，α峰与大分子主链链段运动有关，而β峰反映了极性侧基的取向运动。

假如极性偶极子本身就在主链上，如聚氯乙烯的C-Cl，则偶极子取向状态与主链构象改变有关，α峰正是反映了主链链段运动对偶极子取向状态的影响。

另一方面，若极性偶极子在侧基上，如聚丙烯酸甲酯的酯基，则极性侧基绕主链的转动将影响偶极子取向，β峰正是反映了这种运动。

对于结晶态聚合物，介电松弛谱一般有α、β、γ三个损耗峰，α峰反映了晶区的分子运动，β峰与非晶区的链段运动有关，γ峰可能与侧基旋转或主链的曲轴运动相关。

图9-8给出聚偏氟乙烯的介电松弛谱图，图中三个损耗峰分别反映了这三种运动。图9-8聚偏氟乙烯的介电松弛谱图

聚合物的介电松弛谱广泛地应用于高分子材料结构研究。

即使对非极性聚合物，如聚乙烯、聚四氟乙烯，测量介电损耗谱仍发现有偶极松弛。

研究表明，这是由于材料中含有杂质（如催化剂、抗氧剂等）和氧

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