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1、高分子物理总复习,2012年05月20日,第二章 链的结构,构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为。构型:是指某一原子的取代基在空间的排列。无规线团:不规则地蜷曲的高分子链的构象称为。柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为。高分子结构的内容？,第三章 高分子的溶液性质,内聚能:定义为克服分子间的作用力，把一摩尔液体或固体分子移到其分子间的引力范围这外所需要的能量。内聚能密度(CED):是单位体积的内聚能。溶度参数:,溶剂：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶
2、液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，此时的溶液称为溶液。凝胶:是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体，加热不能溶解也不能熔融.冻胶:是由范德会力交联形成的，加热可以拆散范德华交联，使冻胶溶解.,A2第二维利系数:物理意义：可把它看作高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子间相互作用的一种量度，它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。在良溶剂中，高分子链由于溶剂化作用而扩张，高分子线团伸展，A2为正值，.随着温度的降低或不良溶剂的加入，值逐渐增大，当 时，高分子链紧缩，A2为负值.当 时，A2=0，此时溶液符合理想溶液的性质，这时的溶剂称为溶剂.,高分子溶剂的选择原
3、则高分子溶解过程的特点高分子的“理想溶液”,第四章 高分子的多组分体系,如何判别高分子共混物的相容性？,第五章 聚合物的非晶态,取向:由于结构上悬殊的不对称性，使高聚物在某些情况下很容易沿某特定方向作占优势的平等排列.这就是.（取向态是一维或二维在一定程度上的有序，而结晶态则是三维有序的。）取向的应用:纤维的牵伸和热处理(一维材料):牵伸使分子取向，大幅度提高纤维强度，热定型(或热处理)使部分链段解取向，使纤维获得弹性.,高分子热运动的特点1.运动单元的多重性。除了整个分子的运动(即布朗运动)外还有链段、链节、侧基、支链等的运动(称微布朗运动).2.运动时间的依赖性。高分子热运动是一个松驰过程
4、。（在外场作用下物体从一种平衡状态通过分子运动过渡到另一种平衡状态是需要时间的，这个时间称为松弛时间）3.分子运动的温度依赖性.温度对高分子的热运动有两方面的作用：使运动单元活化。温度升高使高聚物发生体积膨胀。升高温度加快分子运动，缩短松驰时间。,玻璃态:链段运动被冻结，此时只有较小的运动单元如链节、侧基等的运动，以及键长键角的变化，因而此时的力学性质与小分子玻璃差不多，受力后变形很小(0.01%0.1%)，且遵循胡克定律，外力除后立即恢复.这种形变称为普弹形变.高弹态:链段运动但整个分子链不产生移动.此时受较小的力就可发生很大的形变(100%1000%)，外力除去后可完全恢复，称为高弹形变.
5、高弹态是高分子所特有的力学状态.粘流态:与小分子液体的流动相似，聚合物呈现粘性液体状，流动产生了不可逆变形.,名词解释：玻璃化转变Tg是链段(对应于50100个主链原子)运动开始发生(或冻结)的温度.对于塑料来说，Tg是使用的最高温度即耐热性指标；对于橡胶来说，Tg是使用的最低温度，是其耐寒性指标。影响玻璃化转变温度（柔顺性、熔点）的 各种因素？,提高高分子材料耐热性的途径归纳起来有以下三条:(1)增加链刚性.引入环状结构，苯大侧基或大共轭键结构.(2)增加分子间作用力.引入强极性基团，能形成氢键的基团或交联等.(3)结晶.或加入填充剂、增强剂等，起到类似结晶的物理交联作用.,牛顿流体：粘度不
6、随剪切应力和剪切速率的大小而改变，始终保持常数的流体，通称为。非牛顿流体：凡是不符合牛顿流体公式的流体，统称为非牛顿流体。剪切变稀：大多数高聚物熔体和浓溶液属假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而减小，即所谓。剪切变稠：膨胀性流体与假塑性流体相反，随着剪切速率的增大，粘度升高，即发生。宾汉流体：或称塑性流体，具有名符其实的塑性行为，即在受到的剪切应力小于某一临界值是不发生流动，相当于虎克固体，而超过后，则可像牛顿液体一样流动。,高聚物粘性流动的主要特点1.高分子流动是通过链段的位移运动来实现的。2.一般不符合牛顿液体定律，即不是牛顿流体，而是非牛顿流体，常是假塑性流体.3.粘流时伴有高弹形变。,
7、影响高聚物熔体切粘度的因素(1)温度.随着温度的升高，熔体的自由体积增加，链段的活动能力增加，分子间的相互作用力减弱，使高聚物的流动性增大，熔体粘度随温度升高以指数方式降低。(2)剪切力和剪切速率的影响.剪切力和剪切速率增加，使分子取向程度增加，从而粘度降低.升温和加大剪切力(或速率)均能使粘度降低而提高加工性能，但对于柔性链和刚性链的影响到不一样，对于刚性链宜采用提高温度的方法，而对柔性链宜采用加大剪切力(或速率)的方法.(3)压力增加，自由体积减小，分子间的相互作用增大，自然导致流体粘度升高。(4)相对分子质量。(5)分子量分布的影响,结晶速度分子结构的差别是决定不同高聚物结晶速度快慢的根
8、本原因:链的结构愈简单，对称性愈高，链的立构规整性愈好，取代基的空间位阻越小，链的柔顺性越大，则结晶速度越大。,第六章 聚合物的结晶态,熔限:结晶高聚物的熔融过程与低分子相似，也发生某些热力学函数（如体积、比热等）的突变，然而这一过程并不像低分子那样发生在约0.2左右的狭窄温度范围内，而有一人较宽的熔融温度范围，这个温度范围通常称为熔限。,液晶态:某些物质的结晶受热熔融或被溶剂溶解之后，虽然失去固态物质的刚性，而获得液态物质的流动性，却仍然部分地保存着晶态物质分子的有序排列，从而在物理性质上呈现各向异性，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的过渡状态，这种中间状态称为。处在此状态下的物质称为液晶。
9、,熔点的计算：杂质的影响、链端的影响聚合物非晶态和结晶态的结构模型,弹性模量：对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律，即应力与应变成正比，比例常数称为。,第七章 聚合物的屈服与断裂,非晶态聚合物的应力-应变曲线,玻璃态高聚物在大外力的作用下发生的大形变，其本质与橡胶的高弹形变是一样，但表现的形式却有差别，为了与普通的高弹形变区别开来，通常称为强迫高弹形变。并不是任何温度下都能发生强迫高弹形变的，而有一定的温度限制，即存在一个特征的温度，只要温度低于，玻璃态高聚物就不能发展强迫高弹形变，而必定发生脆性断裂，因而这个温度称为脆化温度。,结晶高聚物的拉伸与玻璃态高聚物的拉伸情况有许多相似之处
10、。现象上，两种拉伸过程都经历弹性形变、屈服（“成颈”）、发展大形变以及“应变硬化”等阶段，拉伸的后阶段材料都呈现强烈的各向异性，断裂前的大形变在室温时都不能自发回复，而加热后却都能回复原状，因而本质上两拉伸上两种拉伸过程造成的大形变都是高弹形变。通常把它们统称为“冷拉”。另一方面两种拉伸过程又是有差别的。它们可被冷拉的温度范围不同，玻璃态高聚物的冷拉温度区间是到，而结晶高聚物却在至间被冷拉，更主要的和本质的区别在于晶态高聚物的拉伸过程伴随着比玻璃态高聚物拉伸过程复杂得多的分子聚集态结构的变化，后者只发生分子链的取向，不发生相变，而前者还包含有结晶的破坏、取向和再结晶等过程。,结晶高聚物的拉伸与
11、玻璃态高聚物的拉伸情况的异同,银纹：很多热塑性塑料，在储存以及使用过程中，由于应力以及环境的影响。往往会在表面出现陶器表面那样的裂纹，这些裂纹由于光的折射，看上去是发亮的，所以称为。应力集中：如果材料存在缺陷，受力时材料内部的应力平均分布状态将发生变化，使缺陷附近局部范围内的应力急剧地增加，远远超过应力平均值，这种现象称为。,第八章 聚合物的高弹性与黏弹性,高弹性的特点高弹性的本质是熵弹性粘弹性：聚合物的形变的发展具有时间依赖性，这种性质介于理想弹性体和理想粘性体之间，称为.。（粘弹性是一种力学松弛行为。粘弹性是高分子材料的一个重要的特性。）力学松驰：高聚物的力学性质随时间的变化称为。,蠕变(
12、creep):就是在一定温度和较小的恒定应力下，聚合物形变随时间而逐渐增大的现象。蠕变反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力。应力松驰(stress relaxtion):就是在固定的温度和形变下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐减弱的现象。滞后(retardation):是高聚物在交变应力作用下，应变落后于应力变化的现象。内耗(internal friction):是存在滞后现象，每一次拉伸-回缩循环中所消耗的功，消耗的功转为热量被释放。为应变发展落后于应力的相位差，又称力学损耗角.常用来表示内耗的大小.,粘弹性的力学模型(1)Maxwell模型用以模拟应力松驰；由一个理想弹簧和一个理想粘壶串
13、联而成。(2)Vogit（或Kelvin）模型模拟交联高聚物的蠕变过程；由一个理想弹簧和一个理想粘壶并联而成。,例题,下列哪种聚合物是热塑性的（）a.硬质橡胶 b.酚醛树脂 c.硫化橡胶 d.HDPE高顺1，4-聚异戊二烯在室温下为（）a、塑料 b、橡胶 c、纤维多分散性指数d的取值范围为（）a、1 b、1 c、0多分散性聚合物，四种统计平均分子量的关系为（）a、Mn=Mw=M=Mz b、MzMwMMn c、MzMMwMn.非晶态聚合物作为塑料使用的最佳温度区间为（）a、Tb-Tg b、Tg-Tf c、Tg以下,哪种聚合物的Tm与Tg差距较大（）a、HDPE b、LDPE日常生活中，发现松紧带
14、越用越松，其原因是（）a.松紧带是高聚物材料，在使用过程中产生了玻璃化转变b.松紧带是高聚物材料，在使用过程中产生了时间-温度等效现象c.松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了力学损耗d.松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了应力松驰现象根据链结构，将下列聚合物按柔性大小排列成序并说明原因聚丙烯 聚氯乙烯 聚丙烯腈,交联高聚物的特性是不（）、不（）。塑料、纤维、橡胶三大合成材料，其内聚能密度的大小次序为（）（）（）。高分子材料被取向后，在取向方向上力学性能（），在非取向方向上力学性能（）。高聚物的溶解一般分（）和（）两个阶段。Maxwell模型主要用于描述（）。适当温度区间，聚合物都会出现冷拉现象，其中非晶态聚合物的冷拉温度区间为（）。,高压聚乙烯因为在聚合时压力很大，所以产品的密度也高，低压聚乙烯因为聚合时压力低，所以产品密度也低。（）由于构型和构象都是指分子中原子或基团在空间的不同排列，因此二者并无区别。（）强极性的晶态高聚物可以在室温下溶解，而非极性的晶态高聚物，只有加热到Tm附近，才能溶解。（）天然橡胶拉伸时放热，回缩时吸热。在聚合物成型加工中，要减小柔性高聚物的表观粘度，需提高剪切速率，要减小刚性高聚物的表观粘度，则提高温度更为有效。（）用膨胀计法测定高聚物的Tg时，升温或降温速度越快，测得的Tg值越低。（）,
