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高分子物理重要知识点

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高分子物理重要知识点

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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

高分子物理重点

高分子物理重点

第五章 聚合物的分子运动和转变

1.聚合物分子运动的特点: ①.运动单元的多重性 ②.分子运动的时间依赖性 ③.分子运动的温度依赖性

2.运动单元的多重性: A.具有多种运动模式 B.具有多种运动单元

A.具有多种运动模式:由于高分子的长链结构,分子量不仅高,还具有多分散性,此外,它还可以带

有不同的侧基,加上支化,交联,结晶,取向,共聚等,使得高分子的运动单

元具有多重性,或者说高聚物的分子运动有多重模式

B.具有多种运动单元:如侧基、支链、链节、链段、整个分子链等

* 各种运动单元的运动方式

①.链段的运动: 主链中碳-碳单键的内旋转, 使得高分子链有可能在整个分子不动, 即分子链质量

中心不变的情况下, 一部分链段相对于另一部分链段而运动

②.链节的运动: 比链段还小的运动单元

③.侧基的运动: 侧基运动是多种多样的, 如转动, 内旋转, 端基的运动等

④.高分子的整体运动: 高分子作为整体呈现质量中心的移动

⑤.晶区内的运动: 晶型转变,晶区缺陷的运动,晶区中的局部松弛模式等

3.分子运动的时间依赖性: 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

需要一定时间的,这种现象即为分子运动的时间依赖性; 因为各种运动单元的运动都需克服内

摩擦阻力, 不可能瞬时完成

4.松弛现象:除去外力,橡皮开始回缩,其中的高分子链也由伸直状态逐渐过渡到卷曲状态,即松弛状

态。故该过程简称松弛过程。 5.松弛时间τ : 形变量恢复到原长度的1/e 时所需的时间 6.分子运动的温度依赖性:

①.温度升高,使分子的内能增加:运动单元做某一模式的运动需要一定的能量, 当温度升高到运动

高分子物理知识点

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构象:具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性:

高分子链中单键内旋的能力; 高分子链改变构象的能力; 高分子链中链段的运动能力; 高分子链自由状态下的卷曲程度。

链段:两个可旋转单键之间的一段链,称为链段 影响柔性因素:

1支链长,柔性降低;交联度增加,柔顺性减低。 2一般分子链越长,构象数越多,链的柔顺性越好。

3分子间作用力越大,聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好,结晶,从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法: 1控制形成速度;

2采用共聚方法,破坏链的均一性和规整性,生成较小的球晶; 3外加成核剂,可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态:

1单晶:稀溶液,慢降温,螺旋生长

2球晶:浓溶液或熔体冷却

3树枝状晶:溶液中析出,低温或浓度大,分子量大时析出; 4纤维状晶:存在流动场,分子量伸展,并沿流动方向平行排列; 5串晶:溶液低温,边结晶边搅拌; 6柱晶:熔体在应力作用下冷却结晶;

7伸直链晶:高压下融融结晶,或熔体结晶加压热处理。 结晶的必要条件:

1内因: 化学结构及几何结构的规整性; 2外因:一定的温度、时间。 结晶速度的影响因素:

1温度——最大结晶温度:低温有利于晶核形成和稳定,高温有利于晶体生长;

2压力、溶剂、杂质:压力、应力加速结晶,小分子溶剂诱导结晶; 3分子量:M 小结晶速度块,M 大结晶速度慢;

熔融热焓∆H m :与分子间作用力强弱有关。作用力强,∆H m 高 熔融熵∆S m :与分子间链柔顺性有关。分子链越刚,∆S m 小 聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T c 有一定的关系:

高分子物理重要知识点

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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。

高分子物理考研知识点

高分子物理考研知识点

第1章高分子链的结构1.1 高聚物的结构

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。

高分子物理知识点

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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

高分子物理知识点汇总1

高分子物理知识点汇总1
O
n
聚砜
• 元素有机高分子主链中不含碳,具有无机物的热稳定性,又具有 有机物的弹性和塑性。 • 如, CH3
Si CH3 O
n
硅橡胶
端基
例如:端羟基丁二烯
羟基摩尔数除以分子的摩尔数是2
例:2.7g丁羟橡胶用浓度为0.1mol/L的盐酸滴定,用了15mL时达到 等当点,求该橡胶的分子量。(3600g/mol)
低温下仍能使用的特种橡胶
如:纤维素的刚性
(2)侧基 ① 侧基的极性――极性大时,相互作用大,分子内 旋转受阻,柔顺性变差。
例如,柔顺性顺序: 聚丙烯腈<聚氯乙烯<聚丙烯 (极性减小 ) 聚1,2-二氯乙烯<聚氯乙烯<聚氯丁二烯 (极性侧基比例减少 )
② 侧基的体积――基团体积越大,空间位阻越大, 内旋转越困难。
•试述下列烯类聚合物的构型特点及其名称(R和S是一对旋光 异构体),
(1)-R-R-R-R-R-;-S-S-S-S-S-;全同立构,由一种旋光异 构单元键接而成。 (3)-R-S-R-S-R-S-;间同立构,由两种旋光异构单元交替 键接而成。
(4)-S-R-R-S-S-R-。无规立构;二种旋光异构单元完全无 规键接而成。
法进行加工而不需要硫化的橡胶,又称为热塑性弹性体。 BSB与SBS
相反:连续相为PS,分散相为PB,所以有热塑性但不具备弹性,不 是热塑性弹性体。

高分子物理知识点

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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。

(完整版)高分子物理详细重点总结

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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

高分子物理(讲义)

高分子物理(讲义)

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第一章高分子链的结构

1.1.1 高分子科学的诞生与发展

高分子物理是一门新兴的学科,是人们长期的生产实践和科学实验的基础上逐渐发展起来的.

高分子学说是一个难产儿,它经历了50年的争论才艰难的诞生,而高分子物理学就是在这个过程中产生的,同时,它也为高分子学说的诞生立下了汗马功劳.

直至20世纪30年代末期,高分子学说终于战胜了胶体缔合论,这一时期是高分子学说的争鸣期,是一个重要的里程碑.

1.1.2 高分子结构的特点

1.高分子由很大数目的结构单元组成

2.一般高分子链都有一定的内旋自由度,可以使主链弯曲而具有柔性.

3.结构的不均一性

4.由于一个高分子包含很多结构单元,因此结构单元见的互相作用对其聚集态结构和物理

性能有着十分重要的影响.

5.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子晶态的有序度差很多,存在

很多缺陷.

6.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,色料等.

1.1.3 高分子结构的内容

高分子结构的内容可分为链结构与聚集态结构两个组成部分.链结构又分为近程结构与远程结构第二节高分子链的近程结构

1.2.1 结构单元的化学组成

高分子链中的重复结构单元的数目称为聚合度

端基对聚合物性能的影响不容忽视

在适当条件下可用端基分析法测定分子量和支化度

1.2.2 链结结构

链结结构是指结构单元在高分子链中的连接方式,它也是应县性能的重要因素之一

1.2.3 支化与交联

支化高分子的化学性质与线型分子相似,但支化对物理机械性能的影响有时相当显著

支化高分子又有星型,梳型和无规支化之分,它们的性能也有差别

高分子物理知识点

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构象:具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性: 高分子链中单键内旋的能力; 高分子链改变构象的能力; 高分子链中链段的运动能力; 高分子链自由状态下的卷曲程度。 链段:两个可旋转单键之间的一段链,称为链段 影响柔性因素: 1支链长,柔性降低;交联度增加,柔顺性减低。 2一般分子链越长,构象数越多,链的柔顺性越好。 3分子间作用力越大,聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好,结晶,从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法: 1控制形成速度; 2采用共聚方法,破坏链的均一性和规整性,生成较小的球晶; 3外加成核剂,可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态: 1单晶:稀溶液,慢降温,螺旋生长 2球晶:浓溶液或熔体冷却

3树枝状晶:溶液中析出,低温或浓度大,分子量大时析出;

4纤维状晶:存在流动场,分子量伸展,并沿流动方向平行排列;

5串晶:溶液低温,边结晶边搅拌;

6柱晶:熔体在应力作用下冷却结晶;

7伸直链晶:高压下融融结晶,或熔体结晶加压热处理。

结晶的必要条件:

1内因: 化学结构及几何结构的规整性;

2外因:一定的温度、时间。

结晶速度的影响因素:

1温度——最大结晶温度:低温有利于晶核形成和稳定,高温有利于晶体生长;

2压力、溶剂、杂质:压力、应力加速结晶,小分子溶剂诱导结晶; 3分子量:M 小结晶速度块,M 大结晶速度慢;

熔融热焓∆H m :与分子间作用力强弱有关。作用力强,∆H m 高

熔融熵∆S m :与分子间链柔顺性有关。分子链越刚,∆S m 小

高分子物理知识点

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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:

高分子物理知识点

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分子运动是联系结构与性能的桥梁:聚合物物分子运动的规律,研究聚合物在不同条件下的力学状态和相应的热转变。

高分子的结构层次

微观结构特征要在材料的宏观性质上表现出来,则必须通过材料内部分子的运动。

为了研究高聚物的宏观性质(力学、电子、光子等方面性能),只了解高聚物的结构还不行,还必须弄清高聚物分子运动的规律,才能将微观结构与宏观结构性能相结合,才能了解高聚物结构与性能的内在联系。

不同物质,结构不同,在相同外界条件下,分子运动不同,从而表现出的性能不同。相同物质,在不同外界条件下,分子运动不同,从而表现出的性能也不同。

(1)分子运动的多样性

分子运动单元的多重性

①链段的运动——主链中碳-碳单键的内旋转,使得高分子链有可能在整个分子不动,即分子链质量中心不变的情况下,一部分链段相对于另一部分链段而运动。由于分子内旋转是导致分子链柔顺性的根本原因,而高分子链的内旋转又受其分子结构的制约,因而分子链的柔顺性与其分子结构密切相关。

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。

②链节的运动——比链段还小的运动单元

③侧基的运动——侧基运动是多种多样的,如转动,内旋转,端基的运动等

④高分子的整体运动——高分子作为整体呈现质量中心的移动

⑤晶区内的运动——晶型转变,晶区缺陷的运动,晶区中的局部松弛模式等

多种运动方式小尺寸运动单元(链段尺寸以下)

大尺寸运动单元(链段尺寸以上)

分子运动的时间依赖性

——聚合物从一种平衡态通过分子运动到另一种新的平衡态总是需要时间的。

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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.

高分子物理知识点总结

高分子物理知识点总结

高分子物理知识点总结

高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面店铺给你分享高分子物理知识点总结,欢迎阅读。

高分子物理知识点总结

高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。

旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中,高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。

全同(或等规)立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构:取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接

无规立构:取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接

几何异构是由于主链中存在双键而形成的,有顺式和反式两种异构体。

构象:原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。

链段:把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元

链节(又称为重复单元):聚合物中组成和结构相同的最小单位

高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似,可以溶解,加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性,其结晶能力大大降低,因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等,都较相应的线性高分子的低。

交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构,交联高分子不能溶解,只能溶胀,加热也不能熔融。

高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。

单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因,内旋转越自由,卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。

高分子链的内旋转并不是完全自由的,有键角和空间位阻的限制。

高分子化学与物理基础知识点

高分子化学与物理基础知识点

高分子化学与物理基础知识点

1. 高分子的定义和分类

高分子是由许多重复单元通过共价键连接而成的大分子。根据来源,高分子可分为天然高分子和合成高分子;根据性能和用途,高分子可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。

2. 高分子的结构

高分子的结构包括一级结构(近程结构)和二级结构(远程结构)。一级结构指的是高分子链中原子的化学组成和排列方式,如头尾结构、顺反异构等;二级结构指的是高分子链的形态,如伸直链、螺旋链、折叠链等。

3. 高分子的合成

高分子的合成方法包括加聚反应、缩聚反应、开环聚合等。其中,加聚反应是通过单体分子间的加成反应形成高分子的方法;缩聚反应是通过单体分子间的缩合反应形成高分子的方法。

4. 高分子的物理性能

高分子的物理性能包括力学性能、热性能、电性能、光学性能等。其中,力学性能是高分子材料最重要的性能之一,包括拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等。

5. 高分子的溶液性质

高分子在溶液中的性质包括溶解过程、溶剂选择、分子量测定等。高分子的溶解过程一般分为溶胀和溶解两个阶段;溶剂选择要考虑高分子的极性、分子量、溶液的黏度等因素。

以上是高分子化学与物理的一些基础知识点,希望对你有所帮助。

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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。聚合度:高分子链中重复单元的数目;

除结构单元的组成外,端基对聚合物的性能影响很大:提高热稳定性

链接结构是指结构单元在高分子链的联接方式(主要对加聚产物而言,缩聚产物的链接方式一般是明确的)。

单烯类的键接方式有头-尾键接(一般以此中方式为主)和聚α-烯烃头-头(或称尾-尾)键接两类。

聚二烯烃的键接结构有1,4加成和1,2或3,4加成,如聚丁二烯只有1,4和1,2两种,而聚异戊二烯则三种都有。(注意1,2或3,4加成物相当于聚α-烯烃,因而还进一步有不同的键接结构和旋光异构)

1,4加成的聚二烯烃由于内双键上的基因排列方式不同而又分为顺式和反式两种构型,称为几何异构体。顺式重复周期长(0.816nm),不易结晶,弹性好,是很好的橡胶;反之反式重复周期短,易结晶,不宜用作橡胶。

聚α-烯烃的结构单元存在不对称碳原子,每个链节都有d和l两种旋光异构体,它们在高分子链中有三种键接方式(即三种旋光异构体):

全同立构(isotactic,缩写为i)为dddddd(或llllll)

间同立构(syndiotactic,缩写为s)为dldldl

无规立构(atactic,缩写为a)为dllddl等。

有时人们还考虑三个单体单元组成的三单元组:

ddd或lll 全同立构三单元组(I)

dld或ldl 间同立构三单元组(S)

ddl, lld, ldd或dll 杂同或杂规立构三单元组(H)

全同立构和间同立构高聚物合称“等规高聚物”,等规异构体所占的百分数称为等规度。由于内消旋和外消旋作用,等规高聚物没有旋光性。等规度越高越易结晶,也具有较高的强度。

上述几何异构和旋光异构都是高分子链的构型问题,构型(confignration)是分子中由化学键所固定的几何排列,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。单链内旋转不能改变构型。

高分子的几何形状主要有线形、支化和网状(交联)三类。线形高分子可溶(解)可熔(融),网状高分子不溶不熔,支化高分子处于两者的中间状态,取决于支化程度。交联度或支化度通常用单位体积中交联点(或支化点)的数目或相邻交联点(或支化点)之间的链的平均相对分子质量来表示。

聚乙烯的结构与性能的关系典型地说明了支化对性能的影响(见表1-2)。聚乙烯径轴射线化学交联后软化点和强度都大为提高,可用于电缆包皮。

表1-2 聚乙烯的结构与性能

共聚物(copolymer)根据单体的连接方式分为四类:

无规(random)共聚~~AABABAABBAB ~~

嵌段(block)共聚~~AAAAABBBBBBAAAA~~

交替(alternate)共聚~~ABABABABAB~~

接枝(graft)共聚~~AAAAAAAAAAAAAA~~

B B

B B

B B

B

共聚物的命名原则是将两单体名称以短划相连,前面冠以“聚”字,例如聚丁二烯-苯乙烯,或称丁二烯-苯乙烯共聚物。国际命名法中在两单体之间插入-co-, -alt-, -b-, -g-, 以区别无规、交替、嵌段和接枝。

共聚的目的是改善高分子材料的性能,因而共聚物常有几种均聚物的优点,典型的如ABS。共聚破坏了结晶能力,乙烯和丙稀的无规共聚物成为橡胶(乙丙橡胶)。

1.3高分子链结构的远程结构

单键是σ电子组成的,电子云分布是轴对称的,高分子在运动时C-C单键可绕轴旋转,称内旋转。由于单键能内旋转,高分

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