塑料受热会变形的原因主要与塑料的热膨胀系数和分子间作用力有关:
热膨胀系数:
塑料的热膨胀系数比金属或其他材料高得多。当塑料受热时,分子间的距离会增大,导致塑料材料的体积增加。这种现象被称为热膨胀。塑料的热膨胀系数通常在10^-4到10^-3摄氏度之间,这意味着当温度升高1摄氏度时,塑料的长度或体积可能会增加10^-4到10^-3倍。相比之下,金属的热膨胀系数通常在10^-6到10^-5摄氏度之间。
分子间作用力:
塑料是高分子化合物,分子间主要靠分子间作用力(如范德华力)连接在一起,这些作用力主要是色散力。当温度升高时,分子间的色散力会减小,导致塑料整体变形。
热塑性:
塑料在高温下会发生塑性变形,即分子结构能够发生流动和重新排列。在冷却过程中,塑料会保持新的形状。这种热塑性使得塑料在受热后容易发生变形,并且在冷却后能够固定新的形状。
化学变化:
某些塑料在高温下还会发生化学变化,例如由线型高分子变成体型高分子结构。这种变化使得塑料在遇热后不再熔融,也不溶于有机溶剂,从而改变其物理和化学性质。
综上所述,塑料受热变形的原因主要是由于其较高的热膨胀系数和分子间作用力在高温下减弱或消失,以及材料本身的热塑性导致分子结构发生流动和重新排列。这些因素共同作用,使得塑料在受热后容易发生变形。