高分子熔體的流變行為是由其長(zhǎng)鏈分子的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定的。當(dāng)高分子主鏈上引入一定數(shù)量和長(zhǎng)度的支鏈后,其粘彈性質(zhì)與線形高分子會(huì)有明顯不同。長(zhǎng)鏈支化聚合物剪切條件下會(huì)表現(xiàn)出與線形高分子類似的應(yīng)變軟化,但由于支鏈的限制將有更長(zhǎng)的末端松弛時(shí)間,并在拉伸條件下表現(xiàn)出與線形高分子完全不同的應(yīng)變硬化松弛過(guò)程。支化對(duì)聚合物粘彈性質(zhì)的影響,無(wú)論對(duì)工業(yè)界還是科學(xué)研究都是一人十分重要和基礎(chǔ)的課題。近年來(lái)的一系列研究表明:一方面通過(guò)引入相同或相似結(jié)構(gòu)單元的長(zhǎng)支鏈可以明顯提高聚合物的熔體強(qiáng)度(這對(duì)于熔融紡絲、 吹膜等熔體拉伸加工過(guò)程是十分有利的),另一方面也可以通過(guò)含有特征官能團(tuán)支鏈的引入對(duì)聚合物進(jìn)行改性,提高其光學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能。
目前,隨著控制聚合反應(yīng)和機(jī)理研究的進(jìn)一步深入,人們已能夠直接得到各種具有明確拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的支化聚合物如梳形、星形、H形聚合物[等這對(duì)支化聚合物流變學(xué)的深入研究與探索起了極大的推動(dòng)作用與線形高分子不同,支化高分子熔體是熱流變復(fù)雜的,其流變學(xué)特性主要表現(xiàn)在:(1)支化減小了高分子的流體力學(xué)體積降低了零切粘度,支鏈松馳過(guò)程的加入使得整人高分子的未端松跑時(shí)間延長(zhǎng)(2)長(zhǎng)鏈支化聚合物在拉伸過(guò)程中會(huì)表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變硬化,并使得時(shí) -溫疊加原理不再有效,(3)支化高分子的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)其整個(gè)松池過(guò)程有顯著的影響,支化密度和支鏈長(zhǎng)度存在臨界值,超過(guò)此臨界值支鏈松地過(guò)程將會(huì)清晰地反映在動(dòng)態(tài)粘彈譜上;(4)支化聚合物流變行為的溫度依賴性是復(fù)雜的,多數(shù)支化聚合物的流變行為比相應(yīng)線形聚合物有更強(qiáng)的溫度依賴性,但也有一些支化聚合物和其相應(yīng)線形高分子具有同樣的溫度依賴性。