高分子物理题库定要点
高分子物理期复习要点
高物复习基本概念第一章平均分子量(数均分子量,重均分子量,粘均分子量)分子量分布宽度指数:分子量分布宽度指数是指试样中各个分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值多分散性指数:重均分子量与数均分子量之比.第二维利系数的物理意义: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。
相对粘度: 增比粘度:对数粘数: 极限粘数(特性粘数: 第二章无规共聚物,交替共聚物,嵌段共聚物,接枝共聚物(两种单体单元反应生成的二元共聚物,其结构记书上的图)无规立构,全同立构,间同立构(是针对结构单元为聚丙烯型的高分子而言的) 全同立构:高分子全部由一种旋光异构体键连接而成间同立构:两种旋光异构单元交替键接而成无规立构:两种旋光异构单元完全无规健接而成等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数支化高分子:如果在缩聚过程中有三个或三个以上官能度的单体存在或在加聚过程中,有自由基的链转移反应,或双烯类单体中第二双键的活化等,都能生成支化或交联的高分子 支化度:两相邻支化点间链的平均分子量交联度:两相邻交联点间链的平均分子量构象: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构型:包括单体单元的键合顺序,空间构型的规整性,支化度,交联度以及共聚物的组成及序列结构链段:高分子链能够独立运动的单元均方末端距:平均末端距的平方的平均自由结合链:n 是一个很大的数,每个键不占体积,内旋转没有键角限制并可以自由取向 自由旋转链:假定分子链中每个键可以在键角允许的方向自由转动,称为自由旋转链 等效自由结合链:以链段作为独立运动的单元自由结合组成的高分子链柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质高斯链:等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数,故这种链又称为“高斯链”均方回转半径,用(Rg 2)表示,它的定义是:假定高分子链中包含许多链单元,每个链单元0ηηη=r 100-=-=r sp ηηηηη()C C sp r ηη+=1ln ln []CC r C sp C ηηηln lim lim 00→→==的质量为m ,设从高分子链的质心到第i 个链单元的距离为r i ,它是一个矢量,取全部链单元的r i 2对质量m i 的平均,就是链的均方回转半径第三章高聚物溶解:是一个缓慢过程,包括溶胀和溶解两阶段溶度参数:内聚能密度的平方根定义为溶度参数θ条件:通过选择溶剂和温度使高分子溶液符合理想溶液的条件,这种条件称θ条件,所用的溶剂称为θ溶剂,所处的温度称为θ温度无扰链:当T=θ时,A 2=0, u=0, 即此时的排斥体积等于0,高分子在溶液中处于无干扰状态,这种状态的尺寸称为无扰尺寸,这时的高分子链称为无扰链亚浓溶液:高分子线团互相穿插交叠,链段分布趋于均一的溶液增塑剂:添加到线型高聚物中使其塑性增大的物质称为增塑剂溶胀比:交联高聚物在溶胀平衡时的体积与溶胀前体积之比称为溶胀比聚电解质:在聚合物分子中有许多可电离的离子性基团的高分子称为聚电解质平移扩散:高分子在溶液中由于局部浓度或温度不同,引起高分子向某一方向的迁移,这种现象称为扩散或平移扩散非牛顿流体:高分子熔体或高分子浓溶液不符合牛顿粘度定律,称为非牛顿流体第五章聚合物的力学三态(玻璃态,高弹态,粘流态,记住非晶态聚合物的那个温度形变曲线就好理解了)玻璃态:由于温度较低,链段处于被冻结状态,受力形变小高弹态:随着温度升高,链段可以运动或滑移,形变增加粘流态:当温度再升高,整个高分子链可以产生滑移,形变增大,试样变为粘性流体 玻璃化温度:从玻璃态到高弹态的转变称为玻璃化转变,对应的温度称为玻璃化转变温度(Tg )WLF 方程:牛顿流体:粘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,低分子流体和高分子的稀溶液属于牛顿流体非牛顿流体:凡是不符合牛顿流体公式的流体,即粘度有剪切速率依赖性,聚合物熔体和浓溶液属于非牛顿流体零切粘度:剪切速率趋于零时的粘度 表观粘度:稠度(微分粘度): 取向:在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列。
高分子物理(高分子溶液)要点
溶度参数
所以
CED E V
1 E1 V 1
C.E.D:内聚能密度
,
2 E 2 V
2
代入Hildebrand溶度公式得:
H VM 1 2 ( E1 E 2 )2
V1
V2
(1)小分子溶剂的溶度参数由ClapeyronClausius公式计算: ①先求得 H(摩尔蒸发热) V
1.溶胀: 溶剂分子渗入聚合物内部,即溶剂分 子和高分子的某些链段混合,使高分子体积膨 胀 2.溶解:高分子被分散在溶剂中,整个高分子 和溶剂混合 溶解度与分子量的关系:分子量大,溶解度小; 分子量小,溶解度大
交联聚合物中,由于存在交联键,使得溶胀达 到一定程度后,不在继续胀大,而是处于一种 溶胀平衡状态。
What Why
is polymer solution? to study polymer solution?
to study polymer solution?
HOW
传统上 广义上
在理论研究方面: 高分子溶液是研究单个高 分子链结构的最佳方法 在实际应用方面:
粘合剂
涂料
溶液纺丝
1.特点 ① 热力学稳定相态,分子链排列紧密、规整, 分子间作用力大,所以溶解要比非晶聚合物 困难得多。 ② 溶解有两个过程:首先吸热,分子链开始运 动,晶格被破坏,形成熔融态聚合物。然后 被破坏晶格的聚合物与溶剂发生作用,同非 晶聚合物一样,先发生溶胀,再溶解。
1). 非极性结晶聚合物的溶解(要加热)
HM < TSM 能进行溶解。所以,HM 越小越有利于溶
解的进行
如何计算HM ?
H VM 1 2 (1 2 )
高分子物理考试复习总结
高分子物理考试复习总结高分子具有柔顺性的本质是什么?简要说明影响高分子链柔顺性的因素主要有哪些?答:高分子链具有柔顺性的原因在于它含有许多可以内旋转的? 键,根具热力学熵增原理,自然界中一切过程都自发地朝熵增增大的方向发展。
高分子链在无外力的作用下总是自发地取卷曲的形态,这就是高分子链柔性的实质。
影响因素主要有:主链的结构;2.取代基; 3.氢键; 4.交联。
6.以结构的观点讨论下列聚合物的结晶能力:聚乙烯、尼龙66、聚异丁烯答:高分子的结构不同造成结晶能力的不同,影响结晶能力的因素有:链的对称性越高结晶能力越强;链的规整性越好结晶能力越大;链的柔顺性越好结晶能力越好;交联、分子间力是影响高聚物的结晶能力;氢键有利于结晶结构的稳定。
聚乙烯对称性最好,最易结晶;尼龙66,对称性不如聚乙烯,但仍属对称结构,还由于分子间可以形成氢键,使结晶结构的稳定,可以结晶,聚异丁烯由于结构不对称,不易结晶。
2. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中,而线性的聚乙烯在室温下却不能?答.尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物,其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。
而尼龙是极性的聚合物,如果置于极性溶剂之中,和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融,继而溶解。
聚乙烯是非极性的聚合物,要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近,然后溶于适当的溶剂中才能溶解。
所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。
4.影响高分子链柔性的因素有那些?如何影响?答案要点:分子结构的影响:(1)主链结构主链全为单键或含孤立双键时,分子链柔顺性较大,而含有芳杂环结构时,由于无法内旋转,柔顺性差。
(2)取代基极性取代基使柔顺性变差,非极性取代基体积大,位阻大,柔顺性变差。
(3)支化、交联若支链很长,阻碍链的内旋转时,柔顺性变差。
对于交联结构,交联程度不大时,对柔顺性影响不大,当交联程度达到一定程度时,大大影响链的柔顺性。
(4)分子链的长短一般分子链越长,构象数目越多,柔顺性越好。
高分子物理简答题
高分子物理简答题标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]高分子物理简答题1.同样是都是高分子材料,在具体用途分类中为什么有的是县委,有的是塑料,有的是橡胶同样是纯的塑料薄膜,,为什么有的是全透明的,有的是半透明的答:高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小,当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下,是塑料,Tg以上则为橡胶,否则会软化。
而透明度的问题在于该材料是否结晶,结晶的塑料薄膜是透明的,非结晶的则不透明或半透明。
2.假若聚丙烯的等规度不高,能不能用改变构想的办法提高等规度说明理由。
答: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。
聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的,由于头-头键接的聚丙烯,其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。
而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
所以当聚丙烯的等规度不高时,用改变构象的方法是无法提高其等规度的,需要破坏化学键,改变构型,才能提高等规度。
3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述,但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型,原因是什么这一矛盾是如何解决的答:在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时,我们假设单键在结合时无键角的限制,内旋转时也无空间位阻,但真实高分子链不但有键角的限制,在内旋转时也存在空间位阻,因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。
对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述,把由若干个相关的键组成的一段链,算作一个独立的运动单元,键称作“链段”,令链段与链段自由结合,并且无规取向,这种链称为等效自由结合链。
4. 高分子溶解过程与小分子相比,有什么不同答:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物,而高分子向溶剂的扩散却非常慢,这样,高聚物的溶解过程要经过两个阶段,现实溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚物体积膨胀,称为溶胀,然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系。
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。
高分子物理习题库(含答案)
高分子物理习题库(含答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、普通高分子的特性黏数随溶液浓度的增大而()A、不变B、增大C、降低D、不确定正确答案:A2、聚乙烯的典型晶片的厚度约为12.5 nm,那么分子链垂直穿过晶片时碳原子的数目为( )(假定C—C键长为0.154 nm,键角为θ=109.5°)A、10B、100C、200正确答案:B3、橡胶的使用温度范围是( )A、Tg—Tf 之间B、Tf 以上C、Tg 以上正确答案:A4、Maxwell模型可以用来描述()A、蠕变过程B、线形高聚物的应力松弛过程C、交联高聚物的应力松弛过程正确答案:B5、当高聚物的相对分子质量足够大时。
高聚物的黏流活化能随相对分子质量增大而( )A、减小B、先增大后减小C、增大D、保持不变正确答案:D6、已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数为A、2B、3C、4正确答案:B7、退火使结晶度A、增加B、减小C、不变正确答案:A8、HDPE的结晶度比LDPEA、高B、低C、相等正确答案:A9、淬火使结晶度A、增加B、减小C、不变正确答案:B10、理想溶液形成过程中体积变化△VM 为( )A、不确定B、△VM<0C、△VM =0D、△VM>0正确答案:C11、等规度是指高聚物中A、顺反异构体的百分数B、全同立构的百分数C、间同立构的百分数D、全同和间同立构的总的百分数正确答案:D12、在恒温、恒压下,溶解过程自发进行的必要条件是()。
A、不确定B、△Gm<0C、△Gm=0D、△Gm>0正确答案:B13、拉伸使聚合物的结晶度( )。
A、增大B、减小C、不变正确答案:A14、聚合物的相对分子质量具有A、单分散性B、单一性C、多分散性正确答案:C15、杨氏模量的单位是( )。
A、NB、N/m²C、比例常数,没单位正确答案:B16、下列有关高分子结构的叙述不正确的是A、高分子链具有一定的内旋转自由度B、结晶性的高分子中不存在非晶态C、高分子是一系列同系物的混合物D、高分子是由许多结构单元组成的正确答案:B17、用稀溶液黏度法测得的相对分子质量是A、数均相对分子质量B、重均相对分子质量C、黏均相对分子质量正确答案:C18、凝胶色谱柱内载体的粒间体积愈大,其扩展效应(A、没影响B、愈大C、不确定D、愈小正确答案:B19、高分子溶液的黏数(比浓黏度)随溶液浓度的增大而()A、降低B、不确定C、不变D、增大正确答案:D20、聚合物与溶剂间的相互作用参数越小,则溶胀度越( )。
高分子物理试题库及答案
高分子物理试题库及答案一、选择题1. 下列哪一项不是高分子材料的特点?A. 高分子材料具有可塑性B. 高分子材料具有热塑性C. 高分子材料具有热固性D. 高分子材料具有导电性答案:D2. 高分子链的构象变化主要受哪些因素影响?A. 分子量B. 温度C. 溶剂D. 以上都是答案:D二、填空题1. 高分子材料的玻璃化转变温度是指材料从______状态到______状态的转变温度。
答案:玻璃态;高弹态2. 聚合物的分子量分布可以通过______曲线来表示。
答案:分子量分布三、简答题1. 简述高分子材料的力学性能特点。
答案:高分子材料的力学性能特点包括高弹性、高韧性、高抗冲击性、良好的耐磨性和良好的抗疲劳性等。
2. 解释什么是聚合物的分子量分布。
答案:聚合物的分子量分布是指聚合物中不同分子量的分子所占的比例。
由于聚合反应的不完全性,实际的聚合物中分子的分子量并不是单一的,而是呈一定范围分布的。
四、计算题1. 已知某聚合物的分子量为10000,求其分子量分布指数(Mw/Mn),假设Mn=5000。
答案:Mw/Mn = 10000 / 5000 = 22. 假设某聚合物的分子量分布指数为2,求其分子量Mw,已知Mn=5000。
答案:Mw = Mn * (分子量分布指数) = 5000 * 2 = 10000五、论述题1. 论述高分子材料在现代工业中的应用及其重要性。
答案:高分子材料因其独特的物理、化学和力学性能,在现代工业中应用广泛。
例如,在汽车工业中,高分子材料可用于制造轻质的车身部件以降低能耗;在电子工业中,高分子材料可用于制造绝缘材料和柔性电路板;在医疗领域,高分子材料可用于制造各种医疗器械和生物可降解的植入物。
高分子材料的轻质、耐腐蚀、可塑性强等特点使其在现代工业中具有不可替代的重要性。
(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。
高分子物理试题库
高分子物理试题库一、名词解释取向:取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链,结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等,在外力作用下,沿外力作用的方向进行有序排列的现象。
特性粘度柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。
链段:由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。
是描述柔性的尺度。
内聚能密度:把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。
单位体积的内聚能称为内聚能密度,一般用CED 表示。
溶解度参数:内聚能密度的平方根称为溶解度参数,一般用δ表示。
等规度:等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。
结晶度结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。
液晶:在熔融状态下或溶液状态下,仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列,且物理性质呈现各向异性,成为一种具有和晶体性质相似的液体,这种固液之间的中间态称为液态晶体,简称为液晶。
聚电解质溶液脆性断裂时温等效原理零切黏度应力松弛银纹 粘弹性 表观粘度 应力 应变 弹性模量 柔量 泊松比 冲击强度 强迫高弹形变 增塑作用 内增塑作用 外增塑作用 蠕变 动态粘弹性 静态粘弹性 滞后 内耗 牛顿流体 假塑性流体 膨胀性流体 宾汉流体二.选择题1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法: DA .粘度法B .端基滴定法C .渗透压法D .光散射法2. 下列那种方法可以降低熔点: B D 。
A. 主链上引入芳环;B. 降低结晶度;C. 提高分子量;D. 加入增塑剂。
3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 AA 、n MB 、w MC 、z MD 、M4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。
A .锯齿形B .螺旋形C .无规线团D .梯形5. 一般来说,那种材料需要较高程度的取向 B 。
A .塑料B .纤维C .橡胶D .粘合剂6. 测量数均分子量,不可以选择以下哪种方法: B 。
A .气相渗透法B .光散射法C .渗透压法D .端基滴定法7. 在聚合物结晶的过程中,有体积 B 的变化。
高分子物理考试复习总结
高分子物理考试复习总结高分子具有柔顺性的本质是什么?简要说明影响高分子链柔顺性的因素主要有哪些?答:高分子链具有柔顺性的原因在于它含有许多可以内旋转的? 键,根具热力学熵增原理,自然界中一切过程都自发地朝熵增增大的方向发展。
高分子链在无外力的作用下总是自发地取卷曲的形态,这就是高分子链柔性的实质。
影响因素主要有:主链的结构;2.取代基; 3.氢键; 4.交联。
6.以结构的观点讨论下列聚合物的结晶能力:聚乙烯、尼龙66、聚异丁烯答:高分子的结构不同造成结晶能力的不同,影响结晶能力的因素有:链的对称性越高结晶能力越强;链的规整性越好结晶能力越大;链的柔顺性越好结晶能力越好;交联、分子间力是影响高聚物的结晶能力;氢键有利于结晶结构的稳定。
聚乙烯对称性最好,最易结晶;尼龙66,对称性不如聚乙烯,但仍属对称结构,还由于分子间可以形成氢键,使结晶结构的稳定,可以结晶,聚异丁烯由于结构不对称,不易结晶。
2. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中,而线性的聚乙烯在室温下却不能?答.尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物,其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。
而尼龙是极性的聚合物,如果置于极性溶剂之中,和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融,继而溶解。
聚乙烯是非极性的聚合物,要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近,然后溶于适当的溶剂中才能溶解。
所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。
4.影响高分子链柔性的因素有那些?如何影响?答案要点:分子结构的影响:(1)主链结构主链全为单键或含孤立双键时,分子链柔顺性较大,而含有芳杂环结构时,由于无法内旋转,柔顺性差。
(2)取代基极性取代基使柔顺性变差,非极性取代基体积大,位阻大,柔顺性变差。
(3)支化、交联若支链很长,阻碍链的内旋转时,柔顺性变差。
对于交联结构,交联程度不大时,对柔顺性影响不大,当交联程度达到一定程度时,大大影响链的柔顺性。
(4)分子链的长短一般分子链越长,构象数目越多,柔顺性越好。
高分子物理试题库+参考答案
高分子物理试题库+参考答案一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、下列方法中,可以降低熔点的是()。
A、降低结晶度B、加入增塑剂C、主链上引入芳杂环D、提高分子量正确答案:B2、“是高聚物链段运动开始发生的温度.”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、构型B、熔融指数C、玻璃化温度D、泊松比正确答案:C3、GPC测定相对分子质量分布时,从色谱柱最先分离出来的是()。
A、相对分子质量最大的B、相对分子质量最小的C、依据所用的溶剂不同,其相对分子质量大小的先后次序正确答案:A4、聚苯乙烯分子中可能呈现的构象是()。
A、螺旋链B、无规线团C、折叠链正确答案:B5、“联系起两银文面的束状或高度取向的聚合物。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
()A、银纹质(体)B、力学状态C、银纹D、解聚反应正确答案:A6、下列哪种聚合物不存在旋光异构体? ( )A、聚甲基丙烯酸甲酯B、聚异戊二烯C、聚乙烯D、聚丙烯正确答案:C7、以下哪个专业术语是“macromolecule”的中文解释。
()A、解聚反应B、粘弹性C、高分子D、D高聚物正确答案:C8、下列一组高聚物中,内聚能密度最大的是()。
A、橡胶B、纤维C、塑料正确答案:B9、以下哪个专业术语是“polyaddition reaction”的中文解释。
()A、双轴取向B、加聚反应C、解聚反应D、键接异构正确答案:B10、下列聚合物中分子链柔性最大是 ( ) 。
A、聚丙烯B、聚氯乙烯C、聚乙烯D、聚丙烯腈正确答案:C11、反1,4-聚异戊二烯的Tg比顺1,4-聚异戊二烯的Tg()。
A、低B、差不多C、高正确答案:C12、以下三种聚合物,内聚能密度最大的是()。
A、橡胶C、塑料正确答案:B13、WLF方程不能用于()。
A、测松弛时间B、测黏度C、测结晶度正确答案:C14、“材料拉伸时横向应变与纵向应变比值之负数,是一个反映材料性质的重要参数。
”是下列选项中哪一个名词的解释。
高分子物理考研习题整理02高分子的聚集态结构
高分子物理考研习题整理02高分子的聚集态结构1 高分子结晶的形态①指出聚合物结晶形态的主要类型, 并简要叙述其形成条件有五种典型的结晶形态。
单晶: 只能从极稀的聚合物溶液中缓慢结晶得到。
球晶: 从浓溶液或熔融体冷却时得到。
伸直链晶体: 极高压力(通常需几千大气压以上)下缓慢结晶。
纤维状晶体:受剪切应力(如搅拌), 应力不足以形成伸直链片晶时得到。
串晶: 受剪切应力(如搅拌), 后又停止剪切应力时得到。
②让聚乙烯在下列条件下缓慢结晶, 各生成什么样的晶体?(1)从极稀溶液中缓慢结晶;(2)从熔体中结晶;(3)极高压力下结晶;(4)在溶液中强烈搅拌结晶(1)从极稀溶液中缓慢结晶, 得到的是单晶。
1957年Keller在极稀溶液中, 于Tm附近缓慢地冷却或滴加沉淀剂使聚乙烯结晶, 得到菱形的聚乙烯折叠链的单晶。
(2)从熔体中结晶, 得到的是球晶, 球晶的基本单元仍是折叠链晶片。
(3)极高压力下结晶, 得到的是伸直链晶体。
例如, 聚乙烯在226℃、4800atm下结晶8h, 得到完全伸直链的晶体, 其熔点由原来的137℃提高的140.1℃, 接近平衡熔点144℃。
(4)在溶液中强烈搅拌结晶, 得到的是串晶。
因为搅拌相当于剪切应力的作用, 使结晶与取向同时进行。
串晶由两部分组成, 中间为伸直链的脊纤维i, 周围是折叠链晶片形成的附晶。
由于结晶是在分子链的主链上成核, 在垂直方向上长大, 因此得到的是串晶。
③聚合物因结晶方法、热处理和力学处理不同, 呈现出不同的结晶形态, 简述下列各种形态结构的特征。
(1)单晶(2)球晶(3)拉伸纤维晶(4)非折叠的伸直链晶体(5)串晶(1)单晶: 厚为10-50nm的薄板状晶体(片晶), 有菱形、平行四边形、长方形、六角形等形状, 分子链呈折叠链构象, 分子链垂直于片晶表面;(2)球晶: 球形或截顶的球晶, 由折叠链片晶从中心往外辐射生长组成;(3)拉伸纤维晶: 纤维状晶体中分子链完全伸展, 但参差不齐, 分子链总长度大大超过分子链平均长度;(4)非折叠的伸直链晶体:厚度与分子链长度相当的片状晶体, 分子链呈伸直链构象;(5)串晶:以纤维状晶作为脊纤维, 上面附加生长许多折叠链片晶。
高分子物理概念及考试要点 期末考研都用的着
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。
2. 一般高分子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。
3.晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。
4.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.。
5. 凝聚态结构的复杂性: 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。
1.2 高分子的近程结构(,)(,)⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎧⎨⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩结构单元的化学组成结构单元键接方式结构单元空间立构近程结构支化高分子链结构交联结构单元键接序列高聚物结构高分子链尺寸分子量均方半径和均方末端距远程结构高分子链的形态构象柔性与刚性非晶态结构晶态结构高分子聚集态结构液晶结构取向结构多相结构 链结构:指单个分子的结构和形态.链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元.近程结构:指链结构单元的化学组成,键接方式,空间方式,空间立构,支化和交联,序列结构等问题. 共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物.有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子,并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的.全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成.间同立构:由两种旋光异构单元交替键接.无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时.等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数.临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后,才能显示出适用的机械强度,这一数值称为~.键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式.支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度.交联结构:高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时即成为交联结构.交联度:通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Mc 来表示.交联点密度:为交联的结构单元占总结构单元的分数,即每一结构单元的交联几率.1.3 高分子的远程结构构造: 是指链中原子的种类和排列,取代基和端基的种类,单体单元的排列顺序,支链的类型和长度等.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.遥爪高分子:是端基具有特定反应性技的聚合物.聚集态结构:是指高分子材料整体的内部结构,包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态结构以及织态结构.无规线团:不规则地蜷曲的高分子链的构象称为~.自由联结链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角限制和位垒障碍,其中生个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对转动的影响.末端距:指线型高分子链的一端至另一端的直线距离,用h 表示.均方末端距:求平均末端距或末端距的平方的平增色值.22h nl =(n 为键数)自由结合链:假定分子是由不占有体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角限制和位垒障碍,其中每个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对转动的影响.均方旋转半径:假定高分子链中包含许多个链单元,每个链单元的质量都是m ,设从高分子链的重心到第i 个链单元的距离为S i ,它是一个向量,则全部链单元的S i 2的重量均方根就是链的旋转半径S ,其平均值为:2222006/i i i i ih S S m S m =→∑∑远程相互作用:指沿柔性链相距较远的原子或原子基团由于主链单键的内旋转而接近到小于范德华半径距离时所产生的推斥力.体积效应:实际链段总是有一定体积的,任何两个链段不可能同时占有同一空间.持久长度a :无限长链的末端距在链初始(即第一键)方向上的平均投影.其值越大,链的刚性越强.蠕虫状链模型:把模型链分成很小的单元,以使链上任何一点的取向相对相邻的点几乎呈连续变化,链轮廓上任一点的曲率方向假定是无规的,这样的模型链就好似一条弯曲的蠕虫.1.4 高分子链的柔顺性柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质称为~.高分子链的柔顺性主要取决于以下因素:1. 主链中含有共轭双键、芳杂环结构的高分子链的柔顺性较差.2. 侧基的极性越强,相互间的作用力越大,其~越差.侧基体积越大,空间位阻越大,对链的内旋转愈不利,使链的刚性增加.3. 分子链越长,~越大.平衡态柔性:又称热力学柔性)指在热力学平衡条件下的柔性.动态柔性:指在外界条件的影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度.第二章 高分子的聚集态结构2.1 高聚物的非晶态内聚能: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.V E H RT ∆=∆-内聚能密度(CED):是单位体积的内聚能. 内聚能密度小290兆焦/米3的高聚物,都是非极性高聚物,由于它们的分子链上不含有极性基团,分子间力主要是色散力,分子间相互作用较弱,加上分子链的柔顺性较好,使这些高聚物材料易于变形,富有弹性,可用作橡胶。
高分子物理考试重点
高分子物理考试重点一、名词解释:等效自由连接链:若干个键组成的一链段算作一个独立的单元,称之为“链段”,链段间自由结合,无规取向,这种链的均方末端距与自由连接链的计算方式等效。
高分子θ溶液:Avrami 方程: 用数学方程描述聚合物等温结晶过程。
测定结晶度随时间的变化,这种方法测定的是结晶总速率(包括成核速率和生长速率)。
通常用膨胀计法,由于结晶时有序排列而体积收缩,若比容在时间为0,t 和∞时分别为V 0,V t 和V ∞,则结晶过程可用Avrami 方程描述:(V t -V ∞)/(V 0-V ∞)=()t n k W o W L -=exp 通过双对数作图,从斜率求n ,从截距求k ,n 称Avrami 指数,n=生长的空间维数+时间维数,异相成核的时间为0,均相成核为1,。
k 用来表征结晶速率,k 越大,结晶速率越快。
平衡熔点:熵弹性: 理想高弹性等温形变过程,只引起熵变,对内部保持不变,即只有熵的变化对理想高弹性的弹性有贡献,这种弹性称为熵弹性。
粘弹性:是材料对外界作用力的不同响应情况。
对于聚合物,其力学性质可同时兼有不可回复的永久形变和可回复的弹性形变,介于理想弹性体和理想粘性体之间,形变与时间有关,但不是线性关系。
此性质就是粘弹性。
力学损耗: 聚合物在应力作用下,形变的变化落后于应力的变化,发生滞后现象,每一个循环变化中就要消耗功,这个功就是力学损耗。
滞后现象: 一定温度与循环(交变)应力作用下,试样应变滞后于应力变化的现象。
Boltzmann 叠加原理:对于聚合物材料的蠕变过程,形变是整个负荷历史的函数,每一次阶跃式加负荷对以后应变的贡献是独立的,最终形变等于各个所加负荷所贡献的形变的加和。
时温等效原理:升高温度和延长观察时间对分子运动是等效的,对于聚合物的粘弹性行为也是等效的。
这种等效性即被称为时温等效原理。
构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。
构象:由于σ单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
高分子物理知识点总结及习题
聚合物的结构(计算题:均方末端距与结晶度)1.简述聚合物的层次结构。
答:聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构,高分子的链结构包括近程结构(一级结构)和远程结构(二级结构)。
一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。
二级结构包括高分子链大小(相对分子质量、均方末端距、均方半径)和分子链形态(构象、柔顺性)。
三级结构属于凝聚态结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。
构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
(要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。
)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。
高分子物理复习资料
第一章高分子链的结构与形态一、填空、选择题1高分子链中反式、旁式构象越接近于无规排列,链的静态柔顺性越 __________2、单烯类单体形成聚合物的键接方式有_______ 键接和__________ 键接。
3、聚丙烯分子可能产生的空间立构有_______ 、___________ 和___________ 。
4、聚丁二烯分子可能产生的几何异构有__________ 和___________ 。
5、交联聚合物不溶解也不_______ 。
6、构象熵(S)与构象数(W)的关系是________________。
7、橡胶产品的加工对分子量分布要求最________ (宽、窄)8 PAN、PVC、PP中柔性最大的是____________________ 。
9、一般用末端距来衡量高分子链_________的大小。
10、碳链高分子,若其是自由结合链,由n个键组成,键长为I,其均方末端距为 _____________ 。
11碳链高分子,若其是自由旋转链,由n个键组成,键长为I,其均方末端距为。
12、一般高分子主链键长较大,键角较大的键,其柔性更___________ 。
13、库恩的柔性链模型是一种________ 自由结合链。
14、聚异丁烯的柔性_____ 于聚乙烯的柔性15、聚偏二氯乙烯的柔性_____ 于聚1,2-二氯乙烯的柔性16、聚氯丁二烯的柔性_____ 于聚氯乙烯的柔性。
17、分子链为伸直形态时,构想熵为________ 。
18、长支链的存在,使聚合物的柔性________ 。
19、高分子共聚物的序列结构指两种或两种以上共聚单体在分子中的排列,二元共聚物可以分为无规型、交替型、_______ 型和_______ 型共聚物。
20、下列四种聚合物中,不存在旋光异构和几何异构的为()。
A、聚丙烯,B、聚异丁烯,C、聚丁二烯,D、聚苯乙烯21、自由基聚合制得的聚丙烯酸为()聚合物。
A、全同立构,B、无规立构,C、间同立构,D、旋光22、热塑性弹性体SBS是苯乙烯和丁二烯的()。
高分子物理历年考题归纳
三、解释名词或术语1.构型——构型是指分子中(1分)由化学键所固定的原子在(1分)空间的排列。
(1分)这种排列是稳定的,(1分)要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。
2.构象——构象是指由于(2分)单键的内旋转而(2分)产生的分子中原子在空间不同排列方式叫做构象(Conformation)或围绕单键内旋转而产生的原子在空间的不同排列方式就称构象。
3.串晶结构特点——是一种(0.5分)伸展链和(0.5分)折叠链的组合结构。
其中(0.5分)中心脊纤维按伸展链方式先结晶,(0.5分)旁侧的附晶则按折叠方式后结晶,(1分)一根中心脊纤维把许多折叠链附晶串在一起。
(1分)反映了晶体内部质点结构规整。
4.取向态结构特征——(0.5分)在某些外场作用下,(0.5分)高分子链、(0.5分)链段或微晶可以(0.5分)沿着外力场方向(1分)有序排列为取向,形成一种(1分)新的聚集态结构。
5.特性粘数——特性粘数[η]是(1分)浓度趋于0的溶液的(1分)比浓粘度称之为特性粘数,这是由于(0.5分)在非常稀的溶液中(C→0)分子间作用力可以忽略,同时,(0.5分)高分子伸展得很好,大分子链段之间作用力也可忽略。
(1分)此时比浓粘度是一个常数。
6. 松弛过程——(1分)松弛过程是聚合物分子运动的时间依赖性,(1分)整个分子链、链段、链节等运动单元的运动均需要(1分)克服内摩擦阻力,(1分)是不可能瞬时完成的,总是需要时间的,这种现象称为聚合物分子运动的时间依赖性,即松弛过程。
7. 玻璃化温度——(1分)从玻璃态向高弹态转变的温度,是(1分)属于聚集态的转变温度。
(1分)升温时,链段开始运动的温度;降温时,链段被“冻结”的温度;(1分)是高聚物性质的指标。
8.时温等效原理——同一力学行为既可以(1分)在较高的温度下较短的时间观察到,(1分)也可以在较低的温度下较长的时间观察到,(1分)即同一力学现象升高温度和延长观察时间是等效的。
高分子物理期末复习要点
高分子物理期末复习要点名词解释1、玻璃化转变:是分子链段获得了足够的能量,以协同方式开始运动,不断改变构象,所导致的一系列物理性质如形变、模量、比体积、比热、密度、粘度、折光指数、介电常数等发生突变或不连续变化的过程。
2、时温等效原理:同一黏弹过程既可在较高温度和较短时间(或较高频率)外力作用下完成,也可在较低温度和较长时间(或较低频率)外力作用下完成。
3、构型:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列,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。
4、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,这种现象称为应力集中。
5、构象:由于单键链旋转而产生的分子在空间的不同形态。
6、链段:分子链内可以自由取向并在一定范围内独立运动的最小单元。
7、松弛过程:聚合物在外界条件改变或受外力作用的条件下,需要一定的时间才能从一种平衡状态过渡到另一平衡状态,此过程即松弛过程。
8、蠕变:恒温条件下,恒定应力作用于材料产生的应变随时间延长而增大的现象。
9、应力松弛:发生弹性应变的材料维持其应变恒定所需应力随时间延长而逐渐减小的现象。
10、第二维利系数与Huggins参数:第2维利系数A与Huggins 参数χ意义类似,均指聚合物分子链段之间以及链段与溶剂分子之间的相互作用、溶液中链段间的排斥作用与链段-溶剂分子间作用竞争结果的量度。
11、Θ温度:溶液过量化学位等于零的温度,此时聚合物分子链处于“无扰状态”。
12、屈服:材料在拉伸或压缩过程中,当应力超过弹性极限后,变形增加较快,材料失去了抵抗继续变形的能力。
当应力达到一定值时,应力虽不增加,而变形却急速增长的现象,称为屈服。
13、银纹:聚合物在张力的作用下,出现在材料的缺陷或薄弱处,与主应力方向相垂直的长条微细凹槽,由于光线在微裂纹的表面发生全反射,它在透明塑料中呈现为肉眼可见的明亮条纹。
(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。
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一、填充题1一般用Mw来表征聚合物平均分子量比Mn更恰当,因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子。
2在分子量积分分布曲线上,90%处的分子量与50%处的分子量的比值对高分子量尾端较敏感3均聚物分子中有且只有一种(真实的、隐含的或假设的)单体。
因此,-[O(CH2)5CO]m-[OCH2CO]n-属于共聚物,-[CH2CH2CH2CH(CH3)]n- 属于均聚物。
4结晶高分子由于含有完善程度不同的晶体,没有精确的熔点,而存在熔限。
5根据形成条件的不同,聚合物的液晶分为热致性液晶和溶致性液晶。
6高聚物的增塑主要是由于增塑剂的加入导致高分子链间相互作用力的减弱。
7高分子的特性粘度主要反映了溶剂分子与高聚物分子之间的内摩擦效应,其值决定于前者的性质,但更决定于后者的形态和大小,是一个与后者的聚合物分子量有关的量。
8在用毛细管粘度计测定高分子溶液粘度时,其中奥氏粘度计要求每一测定所取的液体体积必须相同。
9甲苯的玻璃化温度为113K,假如以甲苯作为聚苯乙烯(Tg=373K)的增塑剂,含有20%体积分数甲苯的聚苯乙烯的玻璃化温度为321K 。
10温度升高对高分子的分子运动有两方面的作用,包括增加能量和使聚合物体积膨胀,增大运动空间11由于聚三氟氯乙烯容易形成结晶,为了制备透明薄板,成型过程中制品冷却要迅速,使之结晶度低,晶粒尺寸小。
12高聚物悬浮液和乳胶等分散体系通常属于假塑型流体,即流体粘度随剪切速率的增加而降低。
13材料的弹性模量是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小,是材料刚性的一种表征。
14玻璃态和晶态聚合物的拉伸过程本质上都属于高弹形变,但其产生的温度范围不同,前者在Tb 和Tg 之间,而后者在Tg和Tm 之间产生。
15.用塑料绳绑捆东西,时间久了会变松,这是材料的应力松弛现象16.稳定高聚物分子三维结构的作用力包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键。
此外共价二硫键在稳定某些高分子的构象方面也起着重要作用。
17.高分子主链中不包含C 原子,而由Si、B、P 等元素与O组成,其侧链则有有机基团,这类高分子被称作为元素有机高分子。
18.高分子链的柔顺性是指高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能。
当主链中由共轭双键组成时,其柔顺性较差。
19.若材料中存在某些缺陷,在受力时,缺陷附近局部范围内的应力会急剧增加的现象称为应力集中。
20.硫化橡胶试样在周期性交变拉伸作用下,应变落后于应力变化的现象称为滞后现象,对应于同一应力值,回缩时的应变小于拉伸时的应变拉伸曲线下的面积表示外力对橡胶所做的拉伸功,回缩曲线下的面积表示橡胶对外所做的回缩功,两个面积之差表示力学损耗1.共聚物是指由一种以上(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物,聚对苯二甲酸乙二醇酯属于均聚物。
4.结晶高分子的熔限大小与结晶温度有关,结晶温度低,熔限宽。
这是由于结晶温度较低时,高分子链的活动能力较差,形成的晶体不完善,完善程度也不一致。
2.假设有一聚合物样品,其中分子量为104的分子有10 mol,分子量为105的分子有 5 mol,那么该聚合物的数均分子量为40000 、重均分子量为85000 、z均分子量为98000 。
5.分子质量分布较宽的高分子由于其低分子量部分含量较高,有利高分子的运动,材料的弹性可提高,因此适于作橡胶。
8.凝胶色谱中,除了根据分离范围选择合适型号的凝胶外,凝胶颗粒大小的选择也非常重要,因为颗粒越小,分辨率越高,但相对流速较慢,有时会造成扩散现象严重。
9.根据结构单位的化学组成分类,聚乙烯属于碳链高分子,而聚对苯二甲酸乙二醇酯属于杂链高分子。
11.链的构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列,这种排列是热力学稳定的,要改变构型必需经过化学键的断裂与重排。
12.使高聚物具有橡胶弹性的条件之一是适度交联,因为交联可以形成三维网状结构,,使其充分显示高弹性。
15.Maxwell模型适合于模拟线性弹性固体的应力松弛过程,而Kelvin模型适合于模拟交联聚合物的蠕变过程16.高聚物支链长度对熔体剪切粘度有影响,由于短支链的存在,因此使缠结的可能性减少,分子间距离增加,分子间作用力减小,导致支链分子的粘度比直链分子的粘度小。
17.高分子材料硬而脆是指在较大应力作用下,材料发生的应变量小,并在屈服点之前发生断裂,弹性模量大,抗张强度大,冲击强度小。
18.要使脆性较大的非晶态聚合物增韧,而又不至于过多地降低材料的模量和强度,宜采用弹性体增韧的方法。
?19.在高分子材料拉伸过程中,拉伸速度快往往会导致测得的强度偏小,断裂伸长率偏大,弹性模量偏小。
20.由于应力能使分子链沿外力方向有序排列,可提高高聚物的结晶速度;分子量对结晶速度也有显著影响,对同一聚合物而言,一般分子量低的结晶速度快。
1.高分子链的构象是指一个分子中不改变共价键结构,仅由于单键周围的原子或基团旋转所产生的原子和基团的空间排列。
2.与碳链高分子相比,当主链中含C-N键时,其柔顺性更好3.高分子的凝聚态只有固态和液态,没有气态,说明高聚物分子之间的作用力大4.在高分子聚合物的晶体中,由于分子间力的各向异性,不出现立方晶格。
5.高聚物的结晶必须在Tg与Tm之间的温度范围内进行。
6.使高分子形成单晶,浓度要足够稀,结晶温度要足够高或者过冷程度要要小。
7.球晶是高分子最常见的结晶形态,一般是由结晶性聚合物从浓溶液中析出或由熔体冷却时,并且在不存在应力或流动的情况下形成的。
8.高分子取向是指在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列。
12.熔融指数是用于表征高聚物熔体流动性高低的方法之一,具体是指指在一定的温度下和规定负荷下,10min内从规定直径和长度的标准毛细管内流出的聚合物的熔体的质量13.假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体14.当温度升到足够高时,在外力作用下,由于链段运动剧烈,导致整个分子链质量中心发生相对位移,聚合物完全变为粘性流体,其形变不可逆,这种力学状称为粘流态。
16.塑料绳子挂上一定重量的物品,就会慢慢地伸长;解下物品后,绳子会慢慢地回缩,这就是蠕变和回复现象。
它反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力17.共混高分子中,若只有一个Tg,说明两组分的相容性好19.高聚物破坏的两种形式中,脆性断裂的分子机理为化学键的破坏,而韧性断裂的分子机理为链段的运动1.高分子的蠕动是指高分子链以链段为单元的运动。
2.在高分子的单晶形态中,分子链的取向与片状单晶的表面相垂直9.研究分子量分布的核心工作是分离,而凝胶孔隙是凝胶色谱产生分离作用的关键,其结构是影响仪器性能的主要因素。
2.聚丁二烯的柔顺性好于聚乙烯的原因是对称性侧基,可使分子链间的距离增大,相互作用减弱,柔顺性大8.增塑可以降低高聚物的玻璃化温度,增加弹性,这是由于由于增塑剂的加入导致高分子链间相互作用的减弱。
12.在凝胶色谱中,长的色谱柱分辨率要比短的高;但色谱柱长度不能过长,否则会引起柱子不均一等实验上的一些困难,所以为了得到高分辨率,可以将几个柱子串联使用。
20.具有短支链的高分子,其剪切粘度通常比直链分子的粘度要低,这主要是由于短支链的存在,使缠结的可能性减少,分子间距离增加,分子间作用力减小,支链越多越短,粘度就越低;对轻度结晶,能否观察到高弹态取决于Tf是否大于Tm 对结晶度较高的高聚物,宏观上觉察不到粘流态的转变二、解释名词1高分子的有限溶胀;有限溶胀是指聚合物吸收溶剂到一定程度后,如果其它条件不变,不管与溶剂接触时间多长,溶剂吸入量不再增加,聚合物的体积也不再增大,高分子链段不能挣脱其他链段的束缚,不能很好地向溶剂扩散,体系始终保持两相状态。
2高分子分子量的多分散性;每个聚合物分子都是由数目很大的单体分子加成或缩合而成,所以合成聚合物的分子量比单体要大千百倍甚至成万倍。
另一方面,根据绝大多数的聚合反应机理预示,生成的聚合物的分子量是不均一的,也就是说每个聚合物分子可以由不同数目的单体分子聚合而成,所以各聚合物的分子量是不相等的,这种现象叫做聚合物的分子量的不均一性或多分散性。
重均数均比3.高分子同质多晶现象;由于结晶条件的变化,引起分子链构象的变化或链堆积方式的改变,一种高聚物可以形成多种不同的晶型。
4.溶剂化原则;极性高分子溶解在极性溶剂中的过程,是极性溶剂分子(含亲电基团或亲核基团)和高分子的(亲核或亲电)极性基团相互吸引产生溶剂化作用,使高分子溶解。
5.时温等效原理从高分子运动的松弛性质可以知道,同一个力学松弛现象,既可在较高的温度下、较短的时间内观察到,也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。
因此,升高温度与延长时间对分子运动是等效的,对聚合物的黏弹行为也是等效的,这个等效性可以借助于一个转换因子aT 来实现2.高聚物的内聚能以及内聚能密度;内聚能是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引力范围之外所需要的能量。
内聚能密度是单位体积的内聚能6.胆甾型液晶;长形分子基本上是扁平的,依靠端基的相互作用,彼此平行排列成层状结构,但它们的长轴是在层片平面上。
在每个单层内分子排列与向列型相似,相邻两层中分子长轴依次有规则地扭转一定角度,分子长轴在旋转360°后复原。
两个取向相同的分子层之间的距离称为胆甾型液晶的螺距。
7.高聚物的冷拉伸;冷拉伸是应力作用使原有的结晶结构破坏,球晶、片晶被拉开分裂成更小的结晶单元,分子链从晶体中被拉出、伸直,沿着拉伸方向排列形成的。
8.玻璃态高聚物玻璃态:温度低,链段的运动处于冻结,只有侧基、链节、链长、键角等局部运动,形变小1.请比较聚丁二烯与聚乙烯的柔顺性高低,并解释原因。
解:聚丁二烯柔顺性好对称性侧基,可使分子链间的距离增大,相互作用减弱,2.简述近晶型液晶的结构特征。
解:棒状分子通过垂直于分子长轴方向的强相互作用,互相平行排列成层状结构,分子轴垂直于层面。
棒状分子只能在层内活动,不能在层间移动。
这种结构决定了其粘度的各向异性,通常情况下,由于各层片的取向不一样,因此近晶型一般在各个方向上都很粘滞。
柔顺性大。
侧基对称性越高,分子链柔顺性越好。
3.简述高分子的溶解过程。
解:溶解是一个缓慢过程,包括两个阶段:i)溶胀:溶剂分子向聚合物渗透快,而聚合物分子向溶剂扩散慢,结果溶剂分子向聚合物分子链间的空隙渗入,使之体积胀大,但整个分子链还不能做扩散运动;(ii)溶解:随着溶剂分子的不断渗入,聚合物分子链间的空隙增大,加之渗入的溶剂分子还能是高分子链溶剂化,从而削弱了高分子链间的相互作用,使链段得以运动,直至脱离其他链段的作用,转入溶解。
当所有的高分子都进入溶液后,溶解过程方告完成4.简述高分子中支链长短对其熔体剪切粘度的影响,并说明原因。