线型非晶态聚合物具有不同于低分子的物理状态特征，即具有玻璃态、高弹态、粘流态三种力学状态。线型非晶态聚合物之所以出现不同力学状态，是与高分子链的柔性和其微观的分子运动紧密相关的。
（一）三种力学状态
因外力作用速度的不同，而表现出不同力学性能的状态，称为力学状态。高聚物力学性能的最大特点，是高弹性和粘弹性，这是区别于低分子材料和金属材料的两个特性。
高弹性：弹性形变大，弹性模量小，在快速拉伸时温度升高。而金属材料刚好相反，且本质上也不同。
粘弹性：不但具有弹性材料的一般特性，同时还具有粘性流动的一些特性。或者说，组合了固体的弹性和液体的粘性两者的特征。通过改变温度来研究力学状态的转变，是一个方便而有用的途径。如在等速升温下，对线型非晶态聚合物施加一恒定的力，就可得到形变随温度变化的曲线，通常称为温度-形变曲线或热机（械）曲线。（图11）
图11 线形非晶态聚合物的温度—形变曲线
Tb.脆点温度 Tg.玻璃化温度
Tf.流动温度 Td.分解温度
温度较低时，形变很小，只有0.01～0.1%，而弹性模量高达1010～1011N·m-2，形变瞬时完成。外力除去，形变立即恢复，是普弹形变，与低分子玻璃相似，称为玻璃态。
温度升高，形变可达100～1000%，外力除去后，可逐渐回复原状，这种性能叫高弹性，这种力学状态，称为高弹态或橡胶态。由于所施外力只是用于克服内旋转势垒，故弹性模量比玻璃态时小得多，仅105～107N·m-2。玻璃态向高弹态转变的温度，称为玻璃化转变温度，通常以Tg表示。
温度升到足够高时，不仅链段能运动，而且整个分子链也能运动，可发生相对位移，聚合物变成粘性液体，当外力除去时形变不可逆，这种状态为粘流态。高弹态与粘流态之间的转变温度，称为粘流温度或流动温度，以Tf表示。链段是由大分子链中具有独立活动能力的几个链节所组成。
力学状态间的转变机理，见表8。
表8 力学状态及转变机理
图11 线形非晶态聚合物的温度—形变曲线
Tb.脆点温度 Tg.玻璃化温度
Tf.流动温度 Td.分解温度
温度较低时，形变很小，只有0.01～0.1%，而弹性模量高达1010～1011N·m-2，形变瞬时完成。外力除去，形变立即恢复，是普弹形变，与低分子玻璃相似，称为玻璃态。
温度升高，形变可达100～1000%，外力除去后，可逐渐回复原状，这种性能叫高弹性，这种力学状态，称为高弹态或橡胶态。由于所施外力只是用于克服内旋转势垒，故弹性模量比玻璃态时小得多，仅105～107N·m-2。玻璃态向高弹态转变的温度，称为玻璃化转变温度，通常以Tg表示。
温度升到足够高时，不仅链段能运动，而且整个分子链也能运动，可发生相对位移，聚合物变成粘性液体，当外力除去时形变不可逆，这种状态为粘流态。高弹态与粘流态之间的转变温度，称为粘流温度或流动温度，以Tf表示。链段是由大分子链中具有独立活动能力的几个链节所组成。
力学状态间的转变机理，见表8。
表8 力学状态及转变机理
对网状聚合物，由于分子链为化学键所交联，所以无粘流态，如橡皮。
结晶聚合物通常都存在非晶区，它在不同温度下，也会产生上述三种力学状态。但随着结晶程度的不同，其宏观表现也有差别。
（二）温度—形变曲线的实用意义
温度—形变曲线对于评价聚合物的使用性能，确定适用温度范围和选择加工条件是很有实用意义的，所得几个温度参数，也是鉴定聚合物的必要指标。其主要实用意义如下：
1.聚合物在室温处于玻璃态适于作塑料，处于高弹态适于作橡胶，处于流动态适于作流动性树脂。
2.用作塑料的聚合物，Tg是其最高使用温度；而用作橡胶的聚合物，Tg是其最低使用温度。
3.塑料加工温度的选择，应视其Tf而定。
4.对玻璃化转变的研究还能获得有关高分子链结构及运动的情况，有助于进一步了解结构与性能的关系。(www.xing528.com)
（三）滞后现象
描述高聚物的力学行为，必须同时考虑应力、应变、温度和时间四个参数。其力学性质对温度和时间的强烈依赖，是小分子物质所没有的重要特征。
聚合物的力学性质随着时间的变化，称为力学松弛。力学松弛现象主要有滞后现象，力学内耗、蠕变和应力松弛等。这里仅讨论滞后现象。
高聚物在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象，称为滞后现象。滞后现象与高聚物的化学结构有关，一般刚性链的滞后现象小，柔性链的滞后现象明显。同时，滞后现象还受外界条件如外力作用频率和温度高低的影响。当外力作用频率低（或温度很高）时，链段来得及运动，滞后现象很小；当外力作用频率很高（或温度很低）时，链段根本来不及运动，聚合物好象一块脆硬的材料，滞后现象也很小；只有外力作用频率不太高（或温度在Tg附近）时，链段能充分运动，但又跟不上作用力的变化，滞后现象才十分明显。
如用普通橡胶做飞机轮胎，在室温下，表现出一定弹性，但在飞机着陆的一瞬间，作用力的频率极高，使链段根本来不及运动，此时轮胎就会象玻璃一样破碎。同理，塑料义齿在温度很低时使用较易开裂；不小心突然堕地，容易冲击折断，其原因也是滞后现象造成的。
高分子科学的基础理论既丰富又重要，还涉及多种学科并相互渗透，因此，本章未讨论到的内容并非不重要，或者说并非与口腔材料学的关系不密切，这点应予说明。
所用口腔高分子材料的性能，经口腔临床实践证明，尚存在较多问题，并且已影响口腔医学的发展。例如，基托塑料的机械强度与韧性不足，高分子印模材料聚合时体积收缩率较大，复合树脂修复材料的耐磨性、硬度和表面抛光性均较差，高分子修复体的色泽稳定性差，硅橡胶易霉变且强度较差，口腔粘结材料对牙体的粘结性较弱等，这些问题都急待解决。因此，对现有口腔高分子材料进行改性，以提高其使用性能，研究开发新型口腔高分子材料以及新的加工成型方法和临床应用工艺等，是目前和今后十分重要的课题。高分子复合材料的研制尤其重要，是提高各种性能的一个重要途径，是口腔材料学中的重要发展项目之一。
此外，口腔高分子的老化与防老化的研究，高分子溶液理论的应用研究，生物活性高分子的结构与功能的研究，对口腔高分子材料的发展均具有重大意义。
（刘小青）
对网状聚合物，由于分子链为化学键所交联，所以无粘流态，如橡皮。
结晶聚合物通常都存在非晶区，它在不同温度下，也会产生上述三种力学状态。但随着结晶程度的不同，其宏观表现也有差别。
（二）温度—形变曲线的实用意义
温度—形变曲线对于评价聚合物的使用性能，确定适用温度范围和选择加工条件是很有实用意义的，所得几个温度参数，也是鉴定聚合物的必要指标。其主要实用意义如下：
1.聚合物在室温处于玻璃态适于作塑料，处于高弹态适于作橡胶，处于流动态适于作流动性树脂。
2.用作塑料的聚合物，Tg是其最高使用温度；而用作橡胶的聚合物，Tg是其最低使用温度。
3.塑料加工温度的选择，应视其Tf而定。
4.对玻璃化转变的研究还能获得有关高分子链结构及运动的情况，有助于进一步了解结构与性能的关系。
（三）滞后现象
描述高聚物的力学行为，必须同时考虑应力、应变、温度和时间四个参数。其力学性质对温度和时间的强烈依赖，是小分子物质所没有的重要特征。
聚合物的力学性质随着时间的变化，称为力学松弛。力学松弛现象主要有滞后现象，力学内耗、蠕变和应力松弛等。这里仅讨论滞后现象。
高聚物在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象，称为滞后现象。滞后现象与高聚物的化学结构有关，一般刚性链的滞后现象小，柔性链的滞后现象明显。同时，滞后现象还受外界条件如外力作用频率和温度高低的影响。当外力作用频率低（或温度很高）时，链段来得及运动，滞后现象很小；当外力作用频率很高（或温度很低）时，链段根本来不及运动，聚合物好象一块脆硬的材料，滞后现象也很小；只有外力作用频率不太高（或温度在Tg附近）时，链段能充分运动，但又跟不上作用力的变化，滞后现象才十分明显。
如用普通橡胶做飞机轮胎，在室温下，表现出一定弹性，但在飞机着陆的一瞬间，作用力的频率极高，使链段根本来不及运动，此时轮胎就会象玻璃一样破碎。同理，塑料义齿在温度很低时使用较易开裂；不小心突然堕地，容易冲击折断，其原因也是滞后现象造成的。
高分子科学的基础理论既丰富又重要，还涉及多种学科并相互渗透，因此，本章未讨论到的内容并非不重要，或者说并非与口腔材料学的关系不密切，这点应予说明。
所用口腔高分子材料的性能，经口腔临床实践证明，尚存在较多问题，并且已影响口腔医学的发展。例如，基托塑料的机械强度与韧性不足，高分子印模材料聚合时体积收缩率较大，复合树脂修复材料的耐磨性、硬度和表面抛光性均较差，高分子修复体的色泽稳定性差，硅橡胶易霉变且强度较差，口腔粘结材料对牙体的粘结性较弱等，这些问题都急待解决。因此，对现有口腔高分子材料进行改性，以提高其使用性能，研究开发新型口腔高分子材料以及新的加工成型方法和临床应用工艺等，是目前和今后十分重要的课题。高分子复合材料的研制尤其重要，是提高各种性能的一个重要途径，是口腔材料学中的重要发展项目之一。
此外，口腔高分子的老化与防老化的研究，高分子溶液理论的应用研究，生物活性高分子的结构与功能的研究，对口腔高分子材料的发展均具有重大意义。
（刘小青）
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