高分子物理1

1.聚乙烯是一种韧性的硬塑料，因为它有足够长的链把各个主链与由链折叠而成的晶片联结在一起

2.高分子的许多优良性能是由于其分子量大而得来的

3.合成聚合物的分子量与低分子化合物相比有两个显著的特点：第一是它的分子量比低分子化合物大几个数量级；第二是其分子量具有分散性--即分子量的不均一性

4.高分子聚合物有三类：聚合物液体、聚合物固体、聚合物液晶

5.聚合物液体分为溶液和熔体两大类。聚合物溶解在溶剂中形成了聚合物的溶液，如果聚合物溶液中没有溶剂，聚合物成了一整块液体，称为聚合物熔体

6.黏弹性：这种长时间内观察到的黏性流动和短时间内观察到的弹性两者结合而且与时间相关的力学性质称为粘弹性

7.高弹性：分子中的链段发生了运动，使长链分子由蜷曲状变成拉伸状，当解除外力后，形变可完全恢复，材料的这种性质称为高弹性

8.聚合物固体分为：半结晶固体、玻璃化固体、软固体、凝胶

9.高聚物的结构是非常复杂的，与低分子物质相比有如下特点：高分子是由很大的数目的结构单元组成的；一般高分子的主链都有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲而具有柔性；高分子结构的不均一性是一个显著特点；由于一个高分子链包含很多结构单元，因此结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响；高分子的聚集态有晶态和非晶态之分，高聚物的晶态比小分支晶态的有序程度差很多，存在很多缺陷；要使高聚物加工成有用的材料，往往需要在其中加入填料、各种助剂

10.结构单元的键接方式：头--头、头--尾、无规链接

11.头尾连接的高聚物规整性比尾尾连接的好

12.两种或两种以上高分子共聚物按其连接方式可分为：交替、无规、嵌段、接枝共聚物

13.ABS树脂是丙烯晴、丁二烯和笨乙烯的三元共聚物。其中丙烯晴有CN 基，能使聚合物耐化学腐蚀，提高制品的抗张强度和硬度；丁二烯使聚合物呈现橡胶状的韧性，这是材料抗冲强度增高的主要因素；苯乙烯的高温流动性能好，便于加工成型，且可改善制品的表面光洁度，因此，ABS是一类性能优良的热塑性塑料

14.交联聚乙烯——胶联、高压聚乙烯——支化、低压聚乙烯——线型

15.交联结构：高分子链之间通过支化联结成一个三维空间网型大分子时即称为交联结构。交联与支化是有本质的区别的，支化高分子能够溶解，而交联高分子是不溶不熔的，只有当交联度不太大时能再溶剂中溶胀，热固性塑料和硫化橡胶都是交联高分子

16.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象

17.无规线团：单键的内旋转是导致高分子链呈蜷曲构象的原因，内旋转愈自由，蜷曲的趋势越大。我们称这种不规则的蜷曲的高分子链的构象为无规线团

18.单键的内旋转受到阻碍，旋转需要消耗一定的能量，以克服内旋转所受到的阻力，因此内旋转总是不完全自由的19.柔顺性：高分子链能改变其构象的性质称为柔顺性，这是高聚物许多性能不同于小分子物质的主要原因。链的柔顺性可从静态和动态两个方面来理解20.影响柔顺性的因素：主链的结构：杂原子使柔顺性增加；芳杂环降低柔顺性；孤立双键使柔顺性提高；共轭双键分子链为刚性。侧基：极性越强，柔性降低；无极性考虑侧基体积，体积越大，柔性越差；对称性好，柔顺序越好。键的长短：键短，构象就少，成刚性21.均方末端距指高分子链的末端距平方的平均值

22.链段：我们把由若干个键组成的一段链算作一个独立运动的单元（越短越柔）23.高分子溶液：聚合物以分子状态分

散在溶剂中所形成的均相混合物。浓度

在1%以下的稀溶液，粘度很小而且稳

定，在没有化学变化的条件下其性质不

随时间而变；纺丝所用的溶液一般在

15%以上，属于浓溶液范畴，其黏度较

大，稳定性也较差；油漆或胶浆的浓度

高达60%，黏度更大。失去流动性--

冻胶或凝胶；加入增塑剂--固体；相溶

多种共性

24.结晶性非极性聚合物的溶剂选择最

为困难。它的溶解包括两个过程：其一

是结晶部分的熔融；其二是高分子与溶

剂的混合

25.聚合物溶解过程与小分子相比有什

么不同的特点：对于交联的聚合物，在

与溶剂接触时也会发生溶胀，但因有交

联的化学键束缚，不能再进一步使交联

的分子拆散只能停留在溶胀阶段，不会

溶解；溶解度与聚合物的分子量有关，

分子量大的溶解度小，分子量小的溶解

度大；晶态聚合物的溶解比非晶态聚合

物要苦难的多

26.高分子溶液失去流动性时，即成为

凝胶和冻胶

27.冻胶是由范德华力交联形成的，加

热可以拆散范德华力交联，使冻胶溶

解，冻胶可分为两种，一种是形成分子

内的范德华力交联，称为分子内交联的

冻胶；另一种是形成分子间的范德华力

交联，则得到伸展链结构的分子间交联

的冻胶，黏度较大

28.凝胶是高分子链之间以化学键形成

的交联结构的溶胀体，加热不能溶解液

不能熔融。它既是高分子的浓溶液，又

是高弹态的固体，小分子物质能再其中

渗透或扩张。自然界的生物体都是凝

胶，一方面有强度可以保持形状而柔

软；另一方面允许新陈代谢、排泄物和

吸取营养

29.增塑目的：降低黏流温度，改变加

工性能，如PVC粘流温度为210℃，

加增塑剂后为190℃；改变使用性能，

使玻璃化温度降低，室温下弹性增大，

改变制品的耐寒性；大多数增塑机用于

PVC树脂的增塑，PVC粘流温度为

210℃，热稳定性差，为热敏塑件；增

塑剂一般为高沸点低挥发的小分子物

质，柔顺高分子也起增塑作用

30.聚集态包括：非晶态结构、晶态结

构、取向态结构、液晶态结构、织态结

构

31.高分子的凝聚态结构是指高分子链

之间的排列和堆砌结构

32.高分子热运动的主要特点：运动单

元的多重性；高分子运动的时间依赖

性；高分子运动的温度依赖性

33.玻璃态：有较小的运动单元，如侧

基、支链和小链节等，非晶态聚合物处

于具有普弹性的状态；高弹态：运动单

元是链段，由于这种变形是外力作用促

使聚合物主链发生内旋转的过程，它所

需要的外力显然比聚合物在玻璃态时

变形所需要的外力要小，而变形量却要

大的多，它是非晶聚合物除在高弹态下

特有的力学特征；黏流态：运动单元是

整个高分子，它是整个分子链互相滑动

的宏观表现，是不可逆的，外力出去后

不能回复；

34.在聚合物发生玻璃化转变时，许多

物理性能发生了急剧的变化，特别是力

学性能

35.玻璃化转变理论主要有三种：自由

体积理论、热力学理论、动力学理论

36.玻璃化温度就是聚合物从玻璃态向

高弹态转变时对应的温度

37.WLF自由体积定义认为发生玻璃化

转变时，聚合物的自由体积分数等于

2.5%

38.影响玻璃化温度的因素：化学结构

的影响：主链结构（Tg高低与链柔顺

性相一致）、取代集团的空间位阻和侧

链的柔性（取代基的体积增大，分子链

内旋转位阻增加，Tg将升高；侧基越

大则柔顺性也越大，起到增塑作用，所

以使Tg下降）、分之间力的影响分之

间作用力越大，Tg就越大）。其他因素

的影响：共聚与共混、交联（交联使

Tg升高）、分子量（分子量的增加使

Tg增加，特别是当分子量较低时，这

种影响更明显）、增塑剂或稀释剂（加

入增塑剂可以使Tg明显下降）。外界

条件的影响：升温速度（随着升温速度

的减慢，所得数值偏低）、外力（单向

的外力促使链段运动，因而使Tg降低，

外力越大，Tg降低越多）、围外力（随

着聚合物周围流体静压力的增加，许多

聚合物的Tg线性低升高）

39.非晶态聚合物的黏性流动与小分子

液体的流动相比有以下几个特点：高分

子流动是通过链段的协同位移运动来

完成的；高分子流动时黏度随剪切速度

的增加而减少；高分子流动时伴有高弹

形变

40.剪切变稀：高分子流动时黏度随剪

切速度的增加而减少

41.牛顿流体：黏度不随剪切应力和剪

切速率的大小而改变，始终保持常数的

流体

42.非牛顿流体：黏度随剪切速率的增

加而减小，始终保持变化的流体

43.松弛过程：高弹形变的恢复过程就

是松弛过程，所谓松弛过程是指一个从

非平衡态到平衡态进行的过程，它首先

是很快地进行，然后逐渐放慢甚至于时

间达到无穷长

44.影响粘流温度的因素;分之链越柔

顺，黏流温度越低；而分子链越刚性，

黏流温度越高；分子量越大则黏流温度

越高；外力越大，黏流温度越小

45.加工温度必须选在黏流温度与分解

温度之间

46.取向：使他们在外力场的作用下很

容易沿外力场方向作优势的平行排列，

这就是取向；力学性能中，抗张强度和

挠曲疲劳强度在取向上显著低增加，而

在取向方向相垂直的方向上则降低

47.取向的高分子材料一般分为两类：

一类是单轴取向（塑料绳）；一类是双

轴取向（塑料薄膜）

48.高分子对结晶能力的影响：链的对

称性：高分子链的结构对称性越高，越

容易结晶；链的规整性：链的规整性越

好，越稳定；共聚、支化和交联：支化

使链的对称性和规整性受到破坏，使结

晶能力降低、交联限制了链的活动性，

随着交联度增加，聚合物变迅速失去结

晶能力。分之间力往往也会使链柔顺性

降低，影响结晶能力，但是分之间能形

成氢键时，则有利于姐姐的稳定性。

49.高分子之所以能够形成结晶，需要

两个条件：高分子链的构象要处于能力

最低的状态；链与链之间要平行排列而

且能紧密堆砌

50.球晶：当结晶性的聚合物从浓溶液

中析出，或从熔体冷却结晶时，在无应

力或流动的情况下，都倾向于生产这种

更为复杂的结晶。其直径通常在

0.5~100um之间，大的甚至可达到厘米

数量级

51.单晶：聚合物的单晶通常只能在特

殊的条件下得到，一般是在极稀的溶液

中缓慢结晶生产的，在电镜下可以直接

观察到他们具有规则几何形状的薄片

状晶体，厚度通常在10nm左右，大小

可以从几微米至几十微米甚至更大

52.聚合物的结晶过程和小分子类似：

它包括晶核的形成和晶粒的生长两个

步骤，因此结晶速度应该包括成核速

度、结晶生长速度和由它们共同决定的

结晶总速度

53.上述三种速度的测定分别为：成核

速度——用偏光显微镜、电镜直接观察

单位时间内形成晶核的数目。结晶生长

速度——用偏光镜显微镜法、小角激光

发散射法测定球晶半径随时间的增大

速度。结晶总速度——用膨胀计法、光

学解偏振法等测定结晶过程进行到一

半所需的时间T1/2的倒数作为结晶总

速度