北航高分子物理笔记
(完整版)高分子物理重要知识点
高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。
英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。
前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。
这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。
与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。
(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。
高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。
此外,高分子不能气化,常难溶,粘度大等特性也与结构特点密切相关。
1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类:(1)碳链高分子,主链全是碳以共价键相连:不易水解(2)杂链高分子,主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子:由缩聚或开环得到,因主链由极性而易水解、醇解或酸解(3)元素有机高分子,主链上全没有碳:具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性(4)梯形和螺旋形高分子:具有高热稳定性由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链。
高分子物理重要知识点
高分子物理重要知识点(1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档高分子物理重要知识点(1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。
英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。
前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。
这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。
与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。
(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。
高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容名称内容备注链结构一级结构(近程结构)结构单元的化学组成键接方式构型(旋光异构,几何异构)几何形状(线形,支化,网状等)共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构(远程结构)构象(高分子链的形状)相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构(聚集态结构、聚态结构、超分子结构)晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上,许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。
高分子物理考研知识点总结
第1章高分子链的结构1.1 高聚物的结构层次构造(architecture):指分子链中原子的种类和排列,取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链的类型和长度等。
构型(configuration):是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的,要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。
构型不同的异构体有旋光异构体、几何异构体和键接异构体。
构象(conformation):指分子中由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫做构象。
取代原子(取代基)绕碳-碳单键旋转时可形成的任何可能的三维或立体的图形。
构象改变不破坏和形成化学键。
分子中取代原子或取代基的相互排斥,致使单键旋转受限制,故给定的分子中存在一个能量最低的优势构象。
文献也把高分子链的化学结构称为近程结构,而相应的高分子链的尺寸(分子量及分布)和形态(构象)称为远程结构。
1.2 组成和构造1.2.1 结构单元的化学组成高分子链---单体通过聚合反应连接而成的链状分子。
聚合度---高分子链中重复结构单元的数目。
链节---重复的基本结构单元。
按高分子链化学组成高聚物可分为:(1)碳链高分子:分子主链全部由碳原子以共价键相连接而成。
许多高聚物如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯属于这类高分子,它们只是侧基不同,侧基上可含有杂原子,主链都一样完全是碳。
它们大多是由加聚反应制得。
(2)杂链高分子:分子主链由两种或两种以上的原子,包括碳、氧、氮、硫等以共价键相连接而成。
常见的有聚酯、聚酰胺、酚醛树脂、聚甲醛、聚砜和聚醚等。
它们主要由缩聚反应和开环聚合而制得。
由于主链带有极性,所以较易水解。
但是,耐热性、强度均较高,故通常用作工程塑料。
(3)元素高分子:分子主链中含有以共价键结合而成的硅、磷、锗、铝、钛、砷、锑等元素的高分子。
主链中不含碳原子,侧基含有机基团时称为有机元素高分子,如有机硅橡胶和有机钛高聚物等。
高分子物理知识点汇总1
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(3)分子链的长短
分子链越长,构象数目越多,链的柔顺性越好。
(4)支链和交联 • 长支链-阻碍链的内旋转起主导作用时,柔顺性下降。
• 短支链-阻碍分子链之间的接近,有助于各分子链的内旋 转,使柔性增加。 • 交联结构-交联程度不大时,链的柔顺性影响不大;当交 联程度达一定程度时,则大大影响链的柔顺性。
越多,链段数也越多,链段长度越小,链的柔顺性越好。
(1)主链结构 ① 单键 不同的单键柔顺性顺序为: 孤立双键旁的单键内旋转容易,链的柔顺性 -Si-O- > -C-N- > -C-O- > -C-C-, 好。
CH2 CH CH CH2 n CH2 C CH CH2 n CH3
主链如为共轭双键,则分子显刚性。
学键的作用,使得在解除所有的范德华力之前化学键就断裂了。 内聚能密度: CED
E Vm 摩尔体积
CED越大,分子间作用力越大; CED越小,分子间作用力越小 完全非结晶聚乙烯的密度为0.85g/cm3,若其每摩尔重复结构单元 的内聚能等于8.577kJ,试求其内聚能密度CED值。
内聚能密度同分子的极性有关,分子的极性越 小,内聚能密度越
211 220
300 C (Ia)20 E 2θ B A
222 421
D
330 321
晶态等规PS的衍射花样
等规PS的衍射曲线
注意:对于结晶聚合物是部分结晶的或半结晶的多晶体,既有结晶部分,又 有非晶部分,因此:既有清晰的衍射环(同心圆——德拜环),又有弥散环, 而非结晶聚合物仅有弥散环或称无定形晕 期中考题:结晶聚合物的X衍射花样是清晰的衍射环,而非结晶聚合物是 模糊的弥散环。( × )
高分子物理复习重点
高分子物理复习重点第一章高分子的链结构高分子物理的研究内容(结构—性能)高分子链的结构层次构型、构造、构象、链段定义、柔顺性及影响因素、链柔性的定量表示方法第二章高分子凝聚态结构单晶、球晶形成条件,在偏光显微镜及电镜照片中的特征;球晶对力学性能的影响及控制方法、结晶度对聚合物性能的影响;按液晶态的形成条件对液晶分类;液晶基元的结构;液晶晶型分类及特点、液晶构造、液晶织构形成的原因、种类及意义;聚合物的取向结构的定义、结构特征和性能,高分子合金及体系分类、高分子合金的相容性的判别第三章高分子溶液聚合物溶解需要考虑哪些因素(定性、定量)?或溶剂对聚合物溶解能力的判定;利用X1、A2、Δμ1E及θ温度判定高分子在溶剂中所处的状态(良溶剂、劣溶剂、析出);聚合物溶剂的选择方法;Θ溶液(溶剂、温度条件)第四章聚合物的分子量与分子量分布粘度的五种表表示方法(含单位);采用毛细管粘度计测定分子量的原理方法,采用凝胶渗透色谱法测定分子量分布的原理(体积排除理论)第五章高分子分子运动和转变掌握非晶态聚合物、交联聚合物、晶态聚合物的热机械曲线特征,并能绘制并标出黏弹行为的五个区域(指温度-形变曲线(即热机械曲线)的划分(含T g、T f标注),及分子量大小对曲线影响。
了解塑料、橡胶、纤维的使用上限、下限温度;掌握Tg转变温度的测定方法(膨胀计法、量热法与温度形变法);软化温度的定义及表示方法;玻璃化转变理论—等自由体积理论;影响玻璃化转变温度的因素;影响结晶能力的因素;影响熔点的因素;了解高分子熔点与小分子熔点的区别及测定熔点的方法;第六章橡胶弹性橡胶高弹性的本质、具有橡胶弹性的条件、应力、应变、模量、柔量、泊松比之间的关系,常见材料的泊松比(如橡胶)、热塑性弹性体定义。
第七章聚合物的粘弹性虎克定律、牛顿流动定律、高聚物粘弹性定义、粘弹性分类、应力松弛、蠕变(定义及形变包含几种类型)、滞后、力学损耗;交联聚合物与线型聚合物的应力松弛曲线和蠕变曲线;掌握Maxwell 运动方程和Kelvin运动方程的推导,掌握可模拟哪类聚合物,不模拟哪类聚合物,掌握粘弹性的时温等效原理及意义。
(完整版)高分子物理详细重点总结
名词解释:1.时间依赖性:在一定的温度和外力作用下,高聚物分子从一种平衡态过渡到另一种平衡态需要一定的时间2.松弛时间τ:橡皮由ΔX(t)恢复到ΔX(0)的1/e时所需的时间3.松弛时间谱:松弛过程与高聚物的相对分子质量有关,而高聚物存在一定的分子量分布,因此其松弛时间不是一个定值,而呈现一定的分布。
4.时温等效原理:升高温度或者延长观察时间(外力作用时间)对于聚合物的分子运动是等效的,对于观察同一个松弛过程也是等效的。
5.模量:材料受力时,应力与应变的比值6.玻璃化温度:为模量下降最大处的温度。
7.自由体积:任何分子的转变都需要有一个自由活动的空间,高分子链活动的空间8.自由体积分数(f):自由体积与总体积之比。
9.自由体积理论:当自由体积分数为2.5%时,它不能够再容纳链段的运动,链段运动的冻结导致玻璃化转变发生。
10.物理老化:聚合物的某些性质随时间而变化的现象11.化学老化:聚合物由于光、热等作用下发生的老化12.外增塑:添加某些低分子组分使聚合物T g下降的现象13.次级转变或多重转变:Tg以下,链段运动被冻结,存在需要能量小的小尺寸运动单元的运动14.结晶速率:物品结晶过程进行到一半所需要时间的倒数15.结晶成核剂:能促进结晶的杂质在结晶过程中起到晶核的作用16.熔融:物质从结晶态转变为液态的过程17.熔限:结晶聚合物的熔融过程,呈现一个较宽的熔融温度范围18.熔融熵 S m:熔融前后分子混乱程度的变化19.橡胶: 施加外力时发生大的形变,外力除去后可以恢复的弹性材料20.应变: 材料受到外力作用而所处的条件使其不能产生惯性移动时,它的几何形状和尺寸将发生变化21.附加应力:可以抵抗外力的力22.泊松比:拉伸实验中材料横向应变与纵向应变比值的负数23.热塑性弹性体:兼有橡胶和塑料两者的特性,在常温下显示高弹,高温下又能塑化成型24.力学松弛:聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性25.蠕变:在一定的温度下和较小恒应力的持续作用下,材料应变随时间的增加而增大的现象26.应力松驰:在恒定温度和形变保持不变条件下,聚合物内部应力随时间的增加而逐渐衰减的现象27.滞后:聚合物在交变应力作用下形变落后于应力变化的现象28.力学损耗或者内耗:单位体积橡胶经过一个拉伸~回缩循环后所消耗的功29.储存模量E’:同相位的应力与应变的比值30.损耗模量E”:相差90度相位的应力振幅与应变振幅的比值31.Boltzmann叠加原理:聚合物的力学松弛行为是其整个历史上各松弛过程的线性加和32.应变软化:随应变增大,应力不再增加反而有所下降33.银纹屈服:聚合物受到张应力作用后,由于应力集中产生分子链局部取向和塑性变形,在材料表面或内部垂直于应力方向上形成的长100、宽10、厚为1微米左右的微细凹槽或裂纹的现象34. 裂纹:由于分子链断裂而在材料内部形成的空隙,不具有强度,也不能恢复。
高分子物理知识点总结
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2.4粘均分子量:
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2.5几种分子量的关系:(1)
M z M w M M n
(2)重均分子量的倒数等于数均分子量的倒数
要求学生掌握高分子的合成反应制备方法高分子的结构分子运动与性能之间关系等方面的基本原理和基本知识了解高聚物结构与性能的表征和研究手段具备通过化学合成制备高聚物高聚物的分子设计控制高聚物产品的性质的方法等方面的初步能力并能利用聚合物的结构性能关系分析解决实际高分子材料制造和工艺过程中的问题
[高分子物理考研复习资料]
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2.2重均分子量 2.3 Z均分子量
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2)理论或机理分布函数: 假设反应机理推导分布函数, 结果与理论一致, 则机理正确. Schulz-Flory分布函数、Schulz分布函数和Poisson分布函数 3 高分子聚集态结构: 3.1 高分子凝聚态结构的特点:(1)不存在气态;(2)并非所有的高分子都能结晶;有结晶能力的高 分子结晶也不完善;部分结晶高聚物由不同比例的折叠链晶片、伸直链晶片和无序部分构成。 (3) 在外场作用下择优取向明显;(4)共混体系能具有复杂的相结构。 3.2 聚集态-物质处于平衡态时分子与分子之间的几何排列和堆砌。 晶态-分子(或原子、离子)间的几何排列具有三维远程有序(物理性质各向异性)。 液态-分子(或原子、离子)间的几何排列只有近程有序而无远程有序(物理性质各向同性,可 流动)。 气态-分子(或原子、离子)间的几何排列既无远程有序也无近程有序(物理性质各向同性,可 流动)。 过渡态-液晶态(Liquid Crystal): 物理性质各向异性的能流动的一种状态。根据分子排列的有 序特征,可分为近晶型、向列型、胆甾型。 玻璃态和高弹态:按分子排列的有序性来说,属液态(相);按体积与形状稳定性而言,属固态。 3.3 高聚物聚集态: 一根孤立的柔性高分子链在不受外力作用时自发趋于卷曲状态,其构象随分子 热运动而无规地变化,这种形态称为无规线团 。 在凝聚态中:1)
高分子物理知识点总结
链结构
1.结构单元的化学组成 2.结构单元的键接方式 3.结构单元的立体构造和空 间排列 4.支化与交联 5.结构单元的键接序列
• 高分子各结构层次之间既有区别又有联系 • 高分子结构是包括各个层次的综合概念,高分子的性能也是各个层次结构对性能贡献的综合表现 • 高分子结构层次繁多、复杂,给其性能调节和改善带来机会 • 合成:一次结构 • 加工:二、三次结构 • 配混:高次结构
到其分子引力范围之外所需要的能量。
克服分子间的 相互作用 ∆E= ∆Hv-RT ∆Hv--摩尔蒸发热 RT--转化为气体所做的膨胀功
高聚物结晶热力学
结晶聚合物的熔融与熔点
结晶聚合物与小分子晶体熔融的相同点:都是热力学平衡一 级相转变过程---自由能对温度和压力的一阶导数(体积 和熵)发生了不连续变化 对许多高聚物精心测量,每 变化一个温度eg:升1℃,维 持恒温,直到体积不再变化 (24hr) 后再测比容,结果过 Tm T 程十分接近跃变过程,在终 点处出现明确的转折——是 只有程度的差别而无本质的差别 热力学的一级相转变
晶核的成长是高分子链扩散到晶核或晶体表面进行生长 , 可 以在原有表面进行扩张生长, 也可以在原有表面形成新核而 生长。 结晶速度应包含成核速度、晶粒的生长速度和由它们两者所 决定的全程结晶速度。
成核速度:偏光显微镜直接观察单位时间内形成晶核的数目
晶粒的生长速度:偏光显微镜法直接测定球晶的线增长速度
淬火通常使熔点低和熔限宽,退火处理则相反
高聚物的结晶动力学
结晶高聚物的结晶范围在Tg与Tm 之间 ;当结晶高聚物从熔 融状态逐渐冷却,或经淬火处理的结晶高聚物升温至玻璃化 温度以上,就可以逐渐结晶而形成晶态高聚物。 聚合物结晶过程分为晶核的形成和晶核的成长两个阶段
高分子化学与物理基础电子笔记(绪论)
高分子化学与物理基础电子笔记绪论目录(1)高分子的相关概念(2)单体(3)结构单元(4)单体单元(5)重复单元(6)聚合度(附1)聚合物-符号-重复单元-单体#表格(7)高分子的分子量(8)高分子的特征(9)高分子的组成情况(10)高分子合成反应的分类(附2)加聚与缩聚的区别(附3)逐步聚合和连锁聚合的区别(11)高分子的结构特点(12)高分子的物理状态(13)系统命名法(1)高分子:(小分子相互反应形成)又称高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物。
从严格的意义上讲,大分子是分子量比较高的一类化合物的总称,而聚合物指的是由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子。
在塑料成型加工中常称高分子为高聚物。
(注:这些术语有时可以通用)高分子是由许多简单结构单元主要通过共价键重复键接而成,且相对分子量高达10⁴~10⁷,低分子<10³齐聚物< 10⁴高聚物<10⁷超高分子量聚合物(2)单体(Monomer)能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元的小分子。
即合成聚合物的起始原料。
/带有某种官能团并且具有聚合能力的低分子化合物或能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物。
(3)结构单元(Structure unit)在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团。
即构成大分子链的基本结构单元。
/单体在大分子链中形成的单元与聚合单体相对应的化学单位,构成高分子的主链,并决定主链结构的最小的原子组合。
(4)单体单元(Monomer unit )聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。
/与单体相比,除电子结构改变外,原子种类及个数完全相同的结构单元。
(5)重复单元(Repeating unit)聚合物中化学组成相同的最小单位。
大分子链中重复出现的最小的基本单元,分子式中[]部分。
又叫链节。
(6)聚合度(Degree of polymerization,(缩写为DP)聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
高分子物理知识点
高分子物理知识点高分子物理是研究聚合物分子在物理场中的行为和性质的学科。
聚合物是由一些单体分子通过化学键结合而成的巨大分子,其分子量多数达到百万或以上。
高分子物理的研究范围主要包括聚合物的物理结构、热力学性质、电学性质、机械性质、输运性质、光学性质等方面。
一、聚合物的物理结构聚合物的物理结构是指聚合物高分子链的构象状态。
聚合物高分子链的构象状态受到其化学结构、聚合反应的条件、处理温度等多种因素的影响。
根据高分子链形态的不同,可将聚合物的物理结构分为直线型、支化型和交联型。
1. 直线型聚合物物理结构直线型聚合物是高分子链结构较为简单、规则的聚合物。
它通常由一根直线型链构成,其中的结构单元重复出现,链端没有分支或交联结构。
高分子的线密度、分子量和分子结构对其物理性质有很大的影响。
2. 支化型聚合物物理结构支化型聚合物指非直线型、分子链有分支结构的聚合物。
分支结构对于聚合物的物理性质有很大的影响,由于支化结构的存在,使得聚合物高分子链的平均距离更大,聚合物的分子间距离变大,导致其性能发生变化。
支化型聚合物化学结构和分支类型的不同,会对聚合物的物理性质产生巨大的影响。
3. 交联型聚合物物理结构交联型聚合物是由互相交联的高分子链构成的聚合物。
它们通常具有三维结构,分子间有交联点连接。
交联型聚合物的物理性质比支化型聚合物更为复杂。
不同交联密度、交联桥、交联方式等会对其物理性质产生很大的影响。
二、热力学性质聚合物的热力学性质主要包括相变、热力学函数、相平衡、玻璃化转变等方面。
1. 相变相变是指物质从一个物理状态到另一个物理状态的变化。
聚合物相变通常指聚合物高分子间和高分子和外界环境间的相变。
聚合物的相变通常与聚合物的物理结构、温度和压强等相关。
2. 热力学函数热力学函数是描述物质宏观性质的基本物理量,它包括熵、焓、自由能等,具体热力学函数的选择取决于所研究的问题和体系。
3. 相平衡聚合物在不同温度和压强下处于不同的相态平衡中,可以通过研究相平衡来揭示聚合物的热力学性质。
高分子物理知识点
高分子物理知识点1.高分子结构:高分子是由重复单元组成的长链分子。
高分子的结构包括主链结构、支链结构、交联结构等。
主链的物理结构对高分子材料的性能有重要影响。
2.高分子分子量:高分子的分子量对其性能有重要影响。
分子量越大,高分子材料的力学性能和热稳定性往往越好。
常用的衡量高分子分子量的指标有相对分子质量、平均相对分子质量和聚合度等。
3.高分子链的构象:高分子链的构象指高分子链在空间中的排列方式。
构象对高分子材料的物理性质和加工性能等有重要影响。
高分子链的构象可以是线形的、螺旋形的、交替形的等。
4.高分子的玻璃转变温度:玻璃转变温度是高分子从玻璃态转变为橡胶态的临界温度。
高分子的物理性质在玻璃转变温度附近发生剧烈变化。
玻璃转变温度对高分子材料的应用范围和使用条件有重要影响。
5.高分子的熔融温度:熔融温度是高分子从固态转变为液态的临界温度。
高分子的熔融温度对其加工工艺和热稳定性有重要影响。
6.高分子的热膨胀系数:热膨胀系数是衡量高分子材料在温度变化下体积变化的指标。
高分子的热膨胀系数对其尺寸稳定性和热应力分析有重要影响。
7.高分子的力学性能:高分子材料具有较低的弹性模量和较高的塑性变形能力。
其力学性能包括拉伸强度、弹性模量、断裂韧性等。
8.高分子的热性能:高分子材料的热稳定性、热导率和热膨胀系数等热性能对高分子材料的加工和应用有重要影响。
9.高分子的光学性能:高分子材料的透明度、折射率、发光性质等光学性能对于光学器件和光学材料的应用具有重要意义。
10.高分子的电学性能:高分子材料具有较低的电导率和较高的介电常数。
高分子的电学性能对于电介质材料和电子器件的应用有重要影响。
以上仅是高分子物理学的一些知识点,该领域的研究内容非常广泛和复杂。
高分子材料是现代工程和科学领域中的重要材料,了解高分子物理学的知识,对于高分子材料的设计、合成、应用和性能改善都具有重要意义。
高分子物理考研笔记(精)
高分子物理考研辅导课何平笙主讲部分一、高聚物的结构与性能结构与性能关系的三个层次:1. 化学结构和材料性能间的关系(分子运动 ;2. 制品结构和制品性能间的关系(流变学、聚集态结构 ;3. 激发态(电子结构与功能间的关系(凝聚态物理知识。
二、教学主线1. 内旋转增加“柔性”这一结构参数。
→(1 单个大分子链就具有高弹性⎯⎯⎯→宏观上橡胶高弹性。
橡胶高弹性的特点:a. 可逆弹性形变特别大;b. 弹性模量特别小;c. 温度依赖关系与其它材料相反——橡胶高弹模量随温度升高而升高;d. 快速拉伸时放热,而其它材料温度下降——本质:橡胶弹性是熵弹性。
解释的理论:a. 热力学理论;b. 交联统计理论。
W 212(32W G λ λ=+−应力应变关系剪切模量杨氏模量(2 另几个相关量:a. 强度;b. 耐热性;c. 玻璃化转变温度。
玻璃化转变:定义:见课本《高聚物的力学性能》意义:工业上:塑料的使用上限、橡胶的使用下限。
学科上:现象:(体积、热力学、力学、电磁等各方面理论:a. 等粘态理论;b. 等自由体积理论;c. 热力学理论。
WLF 方程: 17.44( lg 51.6g T g T T a T T −−=+−影响因素、改变手段:a. 增塑(等自由体积理论的解释 ;b. 共聚(Golden -Taylor 公式 ;c. 改变分子量。
测定方法(至少了解 5个,不同测定方法结果不能比较2. 结晶形态。
实验事实:a. 单链单晶;b. 极稀溶液:得单层聚合物片晶;c. 稀溶液:多层单晶、片晶;d. 浓溶液 /熔体:球晶;e. 应力作用结晶:串晶;f. 高压下:伸直链晶体;g. 固态晶相聚合:宏观单晶体(双炔类化合物:12R C C C C C C R −−≡−≡−− 结晶→冷拉、细颈、取向→取向度测定。
结构模型(4个结晶度 (测定方法及它们之间的不同点 (结晶度分布非晶:形态:玻璃态、橡胶态、结晶聚合物中非晶部分、结晶熔融态、单晶玻璃态……描述的模型:无规线团模型(Flory折叠链樱束模型(Yeh 凝聚缠结(钱人元3. 分子运动。
高分子物理知识点
⾼分⼦物理知识点第1章⾼分⼦的链结构1.写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。
2.构象与构型有何区别?聚丙烯分⼦链中碳—碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同⽴构聚丙烯变为间同⽴构聚丙烯?为什么?答:(1)区别:构象是由于单键的内旋转⽽产⽣的分⼦中原⼦在空间位置上的变化,⽽构型则是分⼦中由化学键所固定的原⼦在空间的排列;构象的改变不需打破化学键,⽽构型的改变必须断裂化学键。
(2)不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,⽽全同⽴构聚丙烯与间同⽴构聚丙烯是不同的构型。
3.为什么等规⽴构聚丙⼄烯分⼦链在晶体中呈31螺旋构象,⽽间规⽴构聚氯⼄烯分⼦链在晶体中呈平⾯锯齿构象?答(1)由于等归⽴构聚苯⼄烯的两个苯环距离⽐其范德华半径总和⼩,产⽣排斥作⽤,使平⾯锯齿形(…ttt…)构象极不稳定,必须通过C-C键的旋转,形成31螺旋构象,才能满⾜晶体分⼦链构象能最低原则。
(2)由于间规聚氯⼄烯的氯取代基分得较开,相互间距离⽐范德华半径⼤,所以平⾯锯齿形构象是能量最低的构象。
4.哪些参数可以表征⾼分⼦链的柔顺性?如何表征?答:(1)空间位阻参数(或称刚性因⼦),值愈⼤,柔顺性愈差;(2)特征⽐Cn,Cn值越⼩,链的柔顺性越好;(3)连段长度b,b值愈⼩,链愈柔顺。
5.聚⼄烯分⼦链上没有侧基,内旋转位能不⼤,柔顺性好。
该聚合物为什么室温下为塑料⽽不是橡胶?答:这是由于聚⼄烯分⼦对称性好,容易结晶,从⽽失去弹性,因⽽在室温下为塑料⽽不是橡胶。
6.从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异:(1)聚丙烯睛与碳纤维;(2)⽆规⽴构聚丙烯与等规⽴构聚丙烯;(3)顺式聚1,4-异戊⼆烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊⼆烯(杜仲橡胶)。
(4)⾼密度聚⼄烯、低密度聚⼄烯与交联聚⼄烯。
7.⽐较下列四组⾼分⼦链的柔顺性并简要加以解释。
第2章聚合物的凝聚态结构1.名词解释凝聚态,内聚能密度,晶系,结晶度,取向,⾼分⼦合⾦的相容性。
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1.1 高分子结构的特点和内容 (1)1.2 高分子的近程结构 (1)1.3 高分子的远程结构 (1)1.4 高分子链的柔顺性 (2)第二章高分子的聚集态结构 (2)2.1 高聚物的非晶态 (2)2.2 高聚物的晶态 (3)2.3 高聚物的取向结构 (5)2.4 高分子液晶及高分子合金 (5)第三章高聚物的分子运动 (6)3.1 高聚物的分子热运动 (6)1. 高分子热运动的特点 (6)2. 高聚物的力学状态和热转变 (6)3. 高聚物的松驰转变及其分子机理 (7)3.2 玻璃化转变 (7)3.3 玻璃化转变与链结构的关系 (8)3.4晶态高聚物的分子运动 (10)第四章高聚物的力学性质 (10)4.1 玻璃态和结晶态高聚物的力学性质 (10)1 力学性质的基本物理量. (10)2 应力-应变曲线 (12)(1)玻璃态高聚物的拉伸 (12)(2) 玻璃态高聚物的强迫高弹形变 (13)(3) 非晶态聚合物的应力-应变曲线 (13)(4)结晶态聚合物的应力-应变曲线 (14)(5) 特殊的应为-应变曲线 (15)3 屈服 (15)4 断裂 (16)5影响高聚物实际强度的因素 (16)4.2 高弹性 (17)1 橡胶的使用温度范围 (17)2 高弹性的特点和热力学分析 (18)1) 高弹性的特点 (18)2) 橡胶弹性的热力学分析 (18)4.3 粘弹性 (19)1 聚合物的力学松驰现象 (19)(1)静态粘弹性现象 (19)(2)动态粘弹性现象 (20)2 粘弹性的力学模型 (21)3 时温等效原理 (22)4 Boltzmann叠加原理 (23)5 粘弹性的实验方法 (23)6. 蛇行理论 (24)5.1牛顿流体与非牛顿流体 (24)5.2高聚物粘性流动的主要特点 (25)5.3影响粘流温度的因素 (25)5.4高聚物熔体的切粘度 (25)1. 高聚物的流动性表征 (25)2. 剪切粘度的测量方法 (25)3. 高聚物熔体的流动曲线 (26)4. 影响高聚物熔体切粘度的因素 (26)5. 高聚物熔体的弹性表现 (27)第六章高聚物的电、热、光性能 (27)6.1 聚合物的介电性能 (27)6.2 介电损耗 (28)6.3 聚合物的导电性 (29)6.4 介电击穿 (29)6.5 聚合物的静电现象 (30)第七章高分子溶液性质 (30)第八章高分子的分子量及其分布 (33)第一章 高分子的链结构1.1 高分子结构的特点和内容高聚物结构的特点:1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子,相对分子质量大,相对分子质量往往存着分布。
高分子物理知识重点(第一章)
第一章1 高分子链近程结构和远程结构的主要内容,并能举例说明各自对性能的影响?一次(近程)结构:是构成高分子链的最基本微观结构,包括化学组成、构造、构型和共聚物的序列结构。
近程结构:直接影响Tm、ρ、溶解性、粘度、粘附性二次(远程)结构:大分子链的大小(分子量、均方旋转半径和均方末端距)和形态(高分子链的构象、柔性与刚性)远程结构:(小分子没有,大分子独有):赋予高分子链柔性,致使聚合物有高弹性。
2 构象、构型、柔顺性、链段、自由连接链、等效自由连接链等基本概念?构型(configuration)是指分子中由化学键所固定的原子、原子团在空间的排列。
构象(conformation)可定义为由于单键的内旋转而产生的大分子在空间的不同形状。
构象与构型区别:构型的改变一定要通过化学键的破坏和重组(近程结构).构象的改变不设计化学键的破坏,在外力作用下很容易改变,不管在外力作用下高分子链呈现什么固定的形态或形状都属于构象的范畴.(远程结构)所谓柔顺性,高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
高分子链能形成的构象数越多,柔顺性越大。
高分子的柔顺性是高分子材料的性能不同于小分子物质的主要原因。
把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元,称为“链段”。
自由连接链(freely jointed chain):即键长l固定,键角q不固定,内旋转自由的理想化模型(即不考虑键角限制和内旋转位垒障碍)。
将一个原来含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链,视为一个含有Z个长度为b的链段组成的等效自由连接链。
3 何谓高斯链?高斯链与自由结合链的差别?高斯链的本质特征是什么?在什么条件下高分子链呈现为高斯链?即具有高斯链的形态。
1)将一个原来含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链,视为一个含有Z个长度为b的链段组成的等效自由连接链,其分布符合高斯分布函数,故称作这种高分子链称为“高斯链”。
(完整版)高分子物理重要知识点
(完整版)⾼分⼦物理重要知识点⾼分⼦物理重要知识点第⼀章⾼分⼦链的结构1.1⾼分⼦结构的特点和内容⾼分⼦与低分⼦的区别在于前者相对分⼦质量很⾼,通常将相对分⼦质量⾼于约1万的称为⾼分⼦,相对分⼦质量低于约1000的称为低分⼦。
相对分⼦质量介于⾼分⼦和低分⼦之间的称为低聚物(⼜名齐聚物)。
⼀般⾼聚物的相对分⼦质量为104~106,相对分⼦质量⼤于这个范围的⼜称为超⾼相对分⼦质量聚合物。
英⽂中“⾼分⼦”或“⾼分⼦化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。
前者⼜可译作聚合物或⾼聚物;后者⼜可译作⼤分⼦。
这两个词虽然常混⽤,但仍有⼀定区别,前者通常是指有⼀定重复单元的合成产物,⼀般不包括天然⾼分⼦,⽽后者指相对分⼦质量很⼤的⼀类化合物,它包括天然和合成⾼分⼦,也包括⽆⼀定重复单元的复杂⼤分⼦。
与低分⼦相⽐,⾼分⼦化合物的主要结构特点是:(1)相对分⼦质量⼤,由很⼤数⽬的结构单元组成,相对分⼦质量往往存在着分布;(2)主链有⼀定的内旋⾃由度使分⼦链弯曲⽽具有柔顺性;(3)⾼分⼦结构不均⼀,分⼦间相互作⽤⼒⼤;(4)晶态有序性较差,但⾮晶态却具有⼀定的有序性。
(5)要使⾼聚物加⼯成为有⽤的材料,需加⼊填料、各种助剂、⾊料等。
⾼分⼦的结构是⾮常复杂的,整个⾼分⼦结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1⾼分⼦的结构层次及其研究内容由于⾼分⼦结构的如上特点,使⾼分⼦具有如下基本性质:⽐重⼩,⽐强度⾼,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。
此外,⾼分⼦不能⽓化,常难溶,粘度⼤等特性也与结构特点密切相关。
1.2⾼分⼦链的近程结构⾼分⼦链的化学结构可分为四类:(1)碳链⾼分⼦,主链全是碳以共价键相连:不易⽔解(2)杂链⾼分⼦,主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原⼦:由缩聚或开环得到,因主链由极性⽽易⽔解、醇解或酸解(3)元素有机⾼分⼦,主链上全没有碳:具有⽆机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性(4)梯形和螺旋形⾼分⼦:具有⾼热稳定性由单体通过聚合反应连接⽽成的链状分⼦,称为⾼分⼦链。
北航高分子物理笔记
北京航空航天大学高分子物理专业高分子物理总复习一、名词解释1.近程结构:一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。
2.结构单元:高分子链中单体的残基。
3.键接方式(构造异构):结构单元在链中的连接方式和顺序。
4.支化度:支化点密度,或两相邻支化点间链的平均分子量。
5.交联度:交联点密度,或两相邻交联点间链的平均分子量。
6.构型:分子中由化学键所固定的原子(团)在空间的排列。
7.旋光异构:含不对称碳的结构单元具有互为镜象的一对对映体,互称旋光异构( 单元) 。
8.几何异构(顺反异构):由内双键上基团在双键两侧排列方式不同而形成的异构体(单元)。
9.等规度:聚合物中由两种异构单元规整连接(全同和间同立构)的链所占的百分数。
10.远程结构:相距较远的原子(团)间在空间的形态及其相互作用。
11.内旋转:由σ单键绕对称轴的旋转。
12.构象:由于单键内旋转而形成的分子在空间的不同的形态。
13.构象(内旋转)异构体:由单键内旋转而形成的相对稳定的不同构象间的互称。
14.无轨线团:具有不规则蜷曲构象的高分子链。
15.均方末端距:线型高分子链两端点间距离平方的平均值。
16.均方旋转半径:从高分子链重心到各个链单元间距离平方的平均值。
17.高斯链:高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链(等效自由结合链)。
18.等效自由结合链:以若干个键所组成的链段间自由结合、且无规取向的高分子长链。
19.链段:高分子链段中由若干个键所组成的能够独立运动的最小的分子片段(单元)。
20.刚性因子(空间位阻参数):由实测高分子的无扰根均方末端距与自由旋转链的根均方末端距之比。
21.分子无扰尺寸:由实测高分子的无扰均方末端距与分子量之比的平方根。
22.无扰尺寸:在θ条件下测得的高分子链的尺寸应与高分子本体尺寸一致,称无扰尺寸。
23.柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质。
24.聚集态结构(超分子结构):高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。
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北京航空航天大学高分子物理专业高分子物理总复习一、名词解释1.近程结构:一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。
2.结构单元:高分子链中单体的残基。
3.键接方式(构造异构):结构单元在链中的连接方式和顺序。
4.支化度:支化点密度,或两相邻支化点间链的平均分子量。
5.交联度:交联点密度,或两相邻交联点间链的平均分子量。
6.构型:分子中由化学键所固定的原子(团)在空间的排列。
7.旋光异构:含不对称碳的结构单元具有互为镜象的一对对映体,互称旋光异构( 单元) 。
8.几何异构(顺反异构):由内双键上基团在双键两侧排列方式不同而形成的异构体(单元)。
9.等规度:聚合物中由两种异构单元规整连接(全同和间同立构)的链所占的百分数。
10.远程结构:相距较远的原子(团)间在空间的形态及其相互作用。
11.内旋转:由ζ单键绕对称轴的旋转。
12.构象:由于单键内旋转而形成的分子在空间的不同的形态。
13.构象(内旋转)异构体:由单键内旋转而形成的相对稳定的不同构象间的互称。
14.无轨线团:具有不规则蜷曲构象的高分子链。
15.均方末端距:线型高分子链两端点间距离平方的平均值。
16.均方旋转半径:从高分子链重心到各个链单元间距离平方的平均值。
17.高斯链:高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链(等效自由结合链)。
18.等效自由结合链:以若干个键所组成的链段间自由结合、且无规取向的高分子长链。
19.链段:高分子链段中由若干个键所组成的能够独立运动的最小的分子片段(单元)。
20.刚性因子(空间位阻参数):由实测高分子的无扰根均方末端距与自由旋转链的根均方末端距之比。
21.分子无扰尺寸:由实测高分子的无扰均方末端距与分子量之比的平方根。
22.无扰尺寸:在θ条件下测得的高分子链的尺寸应与高分子本体尺寸一致,称无扰尺寸。
23.柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质。
24.聚集态结构(超分子结构):高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。
25.内聚能:将1mol固体或液体分子相互远离到其分子间作用力范围之外所需的能量。
26.内聚能密度:单位体积的内聚能。
27.结晶度:体系中结晶部分所占的百分数。
28.结晶速率(半晶期):结晶过程进行到一半所需要时间的倒数,由成核速率和晶粒成长速率决定。
29.次级结晶(二次结晶):高分子结晶后,其未结晶部分随时间继续缓慢结晶的现象。
30.熔限:高分子晶体熔融时出现的较宽的温度范围。
31.熔点:晶体熔融时的温度。
32.取向(态):高分子链沿某些特定方向作优势排列的过程或装态。
33.解取向:已经取向的高分子链在受热时重新趋向于无序化的过程。
34.单轴取向:高分子链或链段沿单向外力作优势排列的过程或状态。
35.双轴取向:高分子链取平行于薄膜平面方向排列的过程或状态。
36.溶解:溶质分子和溶剂分子相互扩散,最后形成分子分散的均相体系的过程。
37.溶胀:溶剂分子向高分子体系中渗透,使高分子体积膨胀的过程。
38.溶胀平衡:交联高分子在溶剂中膨胀,同时产生弹性收缩作用,最终达到的平衡状态。
39.浓度参数:物质内聚能密度的平方根。
40.Huggins参数χ 1 :反映高分子与溶剂混合时相互作用能变化的参数。
41.θ状态(θ条件):高分子溶液的溶剂化学位变化与理想溶液相同时的状态。
42.θ溶剂:高分子溶液的溶剂化学位变化与理想溶液相同时所用的溶剂。
43.θ温度(Flory温度):高分子溶液的溶剂位变化与理想溶液相同时所处的温度。
44.扩张因子:溶液中高分子的根均方末端距与其无扰值之比。
45.排斥因子:溶剂作用使高分子链发生扩张或收缩而引起的体积变化。
46.第二维利系数:高分子溶液渗透压与浓度关系中偏离线性的二次项系数。
A2=Nu/2M247.凝胶:溶剂分散在交联高分子中形成的溶胀体。
48.冻胶:由分子间作用力结合而成的高分子溶胀体。
49.增塑剂:能够使高分子的塑性增大(降低T f和T g)的物质。
50.平均分子量:多分散性高分子体系中分子量的统计平均值。
51.多分散系数:重均分子量与数均分子量之比。
52.依数性:加入溶质后溶剂的一些热力学参数变化仅与溶质分子数有关的性质。
53.相对粘度:溶液粘度与溶剂粘度之比。
54.增比粘度:溶液粘度比溶剂粘度的相对增量。
55.粘数(比浓粘度):粘度的相对增量与浓度的比值。
56.特性粘数(极限粘度):浓度趋于零时的粘数(比浓粘度)。
57.分子量分布:聚合物中各个级分所占分数与分子量的关系。
58.淋洗(出)体积:在色谱法检测或分离样品时,从试样进柱到被淋洗出来所接受到的淋出液总体积。
59.松弛过程:高分子在受外场作用时从一个平衡态过渡到另一平衡态是需要时间达到过程。
60.松弛时间:在外场作用下高分子某一物理量变化达到其总变化量的1/e时所需的时间。
61.松弛时间谱:高聚物各种运动单元的松弛时间因长短不一而形成的一个分布。
62.热机械曲线:在一恒力作用下,聚合物试样的形变(或模量)与温度的关系曲线。
63.玻璃态:非晶态高分子处于普弹性(小可逆形变)的状态,即链段运动被冻结的状态。
64.高弹态:非晶态高分子处于链段可运动,在外力作用下可以产生可逆大形变的状态。
65.粘流态:高分子分子链间可以相对滑移,产生不可逆粘性流动的状态。
66.玻璃化转变:玻璃态与高弹态之间的转变,是分子链间是否可以产生明显滑移的转变。
67.粘流转变:高弹态与粘流态之间的转变,是分子链间是否可以产生明显滑移的转变。
68.主级松弛:高分子链段运动冻结与否的转变引起的松弛,即玻璃化转变区的松弛。
69.次级松弛:小于链段的一些运动单元冻结与否而产生的一系列在玻璃化温度以下的松弛。
70.自由体积:液体或固体中未被分子占据的体积。
71.牛顿流体:液体流动时,粘度不随剪切应力与剪切速度变化而变化的流体。
72.宾汉流体(塑性流体):剪切应力需超过一定值(屈服应力)后才能流动的液体。
73.假塑性流体(切力减稀流体):流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐下降的流体。
74.胀熔体(切力增稠流体):流动时表现粘度随剪切应力或剪切速率增加而逐渐增大的流体。
75.力学性能:材料在受力时产生形变或抗破损断裂的性能。
76.形变性能:材料在受力时的变形特性,反映材料在破坏前的应力与应变的关系。
77.断裂性能:材料在破裂时所承受的应力及其应变响应。
78.应力:材料在受力时由于内部产生形变而导致的单位面积上抵抗外力的作用力。
79.应变:材料在外力作用下产生的形变响应。
80.泊松比:材料在拉伸变形时横向收缩率与纵向伸长率的比值。
81.弹性模量:在外力作用下,材料抵抗变形的能力,是材料单位应变时的应力大小。
82.弹性柔量:材料顺应外力而变形的能力,为单位应力下的应变量,即模量的倒数。
83.屈服:在受到超过临界应力作用时,材料发生很大形变的现象。
84.屈服应力:材料能产生很大形变时所承受的临界应力。
85.屈服应变(伸长率):在受到超过临界应力作用时,材料会产生很大形变,临界点对应的应变。
86.冷拉:玻璃态高分子在大应力作用下产生大形变的现象,升温后可回复。
87.受迫高弹性:玻璃态高分子在大应力作用下由熵变导致的大形变,升温后可回复。
88.冷流:玻璃态高分子在大应力作用下产生升高温度也不能回复形变的现象。
89.脆点(脆化温度):在玻璃化温度以下,材料的屈服应力与断裂应力相等时的温度。
90.脆性断裂:材料在屈服以前发生的断裂。
91.韧性断裂:材料在屈服以后发生的断裂。
92.普弹态:材料瞬时产生的由内能变化导致的可逆小形变的特性。
93.熵弹态(高弹性):材料产生的由熵变导致的可逆大形变的特性。
94.粘弹态:材料产生的可逆或部分可逆的大形变具有时间依赖性的特性。
95.力学松弛:由分子运动的松弛特性导致的高分子力学性能也具有时间依赖性的特性。
96.蠕变:在恒定的应力作用下,材料的形变随时间逐渐发展的现象。
97.应力松弛:在恒定的应变下,材料的应力随时间逐渐降低的现象。
98.滞后:在交变应力作用下,材料应变变化滞后于应力变化的现象。
99.力学损耗(内耗):在交变应力作用下,材料每一拉伸一收缩循环时所损耗的能量。
100.时温等效原理:对于分子运动和力学松弛现象,升高温度等效于延长观测时间。
101.Boltzmann叠加原理:聚合物力学松弛的各因数对松弛过程贡献是独立的,并有简单的加和关系。
102.碳链高分子:主链全部由碳原子以共价键相连接的高分子化合物。
103.杂链高分子:主链中除了含有碳外,还有两种或两种以上其他原子并以共价键相连接的高分子化合物。
104.热塑性:物质在加热时能发生流动变形,冷却后可以保持一定形状的性质,线形或支链型聚合物具有这种性能105.热固性:加热时不能软化和反复塑制,也不在溶剂中溶解的性能,体型聚合物具有这种性能。
106.热释放电流:107.热弹现象:108.高分子合金:由两种或两种以上高分子材料构成的复合体系,是由两种或两种以上不同种类的树脂,或者树脂与少量橡胶,或者树脂与少量热塑性弹性体,在熔融状态下,经过共混,由于机械剪切力作用,使部分高聚物断链,再接枝或嵌段,亦或基团与链段交换,从而形成聚合物与聚合物之间的复合新材料。
二、概念1.高分子物理的内容和任务内容:运用分子运动的观点通过对具有多分散性的高分子链进行统计分析,来研究高分子微观结构与其宏观性能间的关系。
任务:一方面使现有的高分子能够找到其更加合适的应用场合,也为一些特殊的应用场合设计新的高分子结构提供理论依据。
(2)高分子突出的力学性能力学性能跨度大,其他性能跨度大,加工性能优良。
分子量影响力学性能,选择合适分子量。
具有高弹态和粘弹性。
(3)分子量选择依据分子量大,力学性能好,但粘度大,加工性能差。
故兼顾力学性能和加工性能。
(4)分子量对性能的影响临界分子量:极性<非极性;结晶<非结晶。
3.近程结构对性能的影响(1)化学组成[1]骨架:碳链/杂链/元素/无机高分子。
[2]侧基:体积大,柔性差;(密度大,强度大,脆性大)极性大,强度、密度、硬度大,脆性大;对称性好,柔性好。
[3]端基:化学性能{扩链——随着分子量的增加性能变好;改性——接入所需基团;稳定性};物理性能{提供运动空间,韧性增加;对交联网没有贡献}。
(2)键接方式化学性能:温度上升,头-头连接增多;物理性能:头-头增多,结晶度下降,强度下降。
(3)链的构型线性:可溶、可熔;支化:可溶、可熔;长支链:缠结增多,流动性变差;短支链:链间距增大,力学性能中强度变差,韧性增强。
交联:不溶、不熔;交联程度高:强、脆;交联程度低:强度大,韧性大。
(4)共聚无规:规整性差,不能结晶,密度、硬度和强度变差,韧性变好;交替:与重复单元性能有关;嵌段/接枝:兼具两者特性。