高分子物理重点

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高分子物理期复习要点

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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。

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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。

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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, 当温度升高到运动单元的能量足以克服的能垒时,这一模式的运动被激发。

②.温度升高使聚合物的体积增加:分子运动需要一定的空间, 当温度升高到使自由空间达到某种运动模式所需要的尺寸后, 这一运动就可方便地进行。

7.黏弹行为的五个区域: ①.玻璃态 ②.玻璃化转变区 ③.高弹态(橡胶-弹性平台区) ④.粘弹转变区 ⑤.粘流态8.图- -:模量-温度曲线----各区的运动单元、特点、名字、描述玻璃化转变为高弹态,转变温度称为玻璃化温度Tg高弹态转变为粘流态,转变温度称为粘流温度Tf* 非晶聚合物:①.从相态角度来看,玻璃态,高弹态,粘流态均属液相,即分子间的相互排列均是无序的。

高分子物理考试重点

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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。

高分子物理重要知识点

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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:结晶温度Tc低(< Tm ),分子链活动能力低,结晶所得晶体不完善,从而熔限宽,熔点低;结晶温度Tc高(~ Tm ),分子链活动力强,结晶所得晶体更加完善,从而熔限窄,熔点高。

取向:在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列。

聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。

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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。

高分子物理知识点

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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。

高分子物理复习笔记(考研复习重点)

高分子物理复习笔记(考研复习重点)

高分子物理复习重点(考研自己整理)第一章高分子的链结构 (1)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)第五章高聚物的流变性 (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。

高分子物理知识点

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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。

(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。

高分子物理重点

高分子物理重点

名词解释θ温度: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,该溶液的行为符合理想溶液行为,此时溶液的过量化学为为0,溶液为θ溶液,此时温度称为θ温度。

内聚能密度与溶度参数:内聚能密度定义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。

溶度参数定义为内聚能密度的平方根。

时温等效原理:升高温度与延长时间对分子运动是等效的,对聚合物的粘弹行为也是等效的力学松弛:高聚物的力学性质随时间的变化,它包括蠕变、应力松弛、滞后、力学损耗。

泊松比: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。

构型与构象:构型是指分子中由化学键所固定的原子的空间排列。

构象是指由于单键的内旋转而产生的分子中原子的空间位置上的变化。

液晶:一些物质的结晶结构受热溶融或被溶剂溶解之后,表观上虽然失去了固体物质的刚性,变成了具有流动性的液体物质,但结构上仍然保持着一维或二维有序排列,从而在物理性质上呈现出各向异性,形成一种兼有部分晶体和液体性质的过度状态(液晶状态),处在这种状态下的物质称为液晶。

银纹:聚合物在张应力的作用下,在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向,以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。

内聚能密度:定义克服分子间作用下,1mol的凝聚体汽化时所需的能量为内聚能密度,表征分子间作用力的强弱。

应力松弛:在恒定温度和形变保持不变的情况下,聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。

链段:高分子链上能独立运动(或自由取向)最小单元。

溶胀:高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。

蠕变:在一定的温度和较小的恒定应力作用下,材料的应变随时间的增加而增大的现象。

构象:由于单键内旋转而产生的高分子链在空间的不同形态。

泊松比: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。

高分子物理重要知识点

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。

高分子物理知识点

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。

高分子物理

高分子物理

1.高分子分子量大,且由结构单元组成1.结构单元可以是一种也可以是多种结构单元间由共价键联接结构单元可以形成线型分子,支化分子,网状分子2.高分子链可弯曲有柔性(因主链有内旋转的自由度)3.高分子间范德华相互作用(分子间力)特别显著4.高分子若存在交联,其力学性质发生很大变化,即不溶解、不熔融5.高分子的聚集态有晶态与非晶态,其晶态有序性比小分子晶体低,非晶态有序程度比小分子高6.高分子加工需加入填料、各种助剂、色料等,形成织态结构2.交联与支化有本质区别:支化(可溶,可熔,有软化点)交联(不溶,不熔,可膨胀)3.高分子链呈蜷曲状的原因!由于热运动,分子的构象在时刻改变着,故高分子链的构象是统计性的,且由统计规律可知,分子链呈伸直构象的几率极小,呈蜷曲构象的几率较大。

4.构象与构型的区别构象构型产生单键内旋转化学键确定结构属于远程结构属于近程结构形式随热运动不断改变一旦生成就稳定不变2.高分子结晶的特点晶胞由链段组成------聚合物晶胞由一个或多个高分子链段构成。

高分子链各向异性,没有立方晶系。

结晶不完善,结构复杂,晶区、非晶区及中间结构共存。

3.如何控制球晶的大小1.控制形成速度:将熔体急速冷却(在较低的温度范围),生成较小的球晶;缓慢冷却,则生成较大的球晶。

2.采用共聚的方法:破坏链的均一性和规整性,生成较小球晶。

3 .外加成核剂:可获得小甚至微小的球晶。

球晶的生长异相成核与生长1.由溶液中的杂质,添加剂、容器壁或其他第三组分为晶核生长的球晶。

2成核数目只与杂质数目有关。

3球晶从中心一点向外发散状生。

4.高分子在结晶中的构象?在晶态高分子中,高分子长链为满足排入晶格的要求,一般都用比较伸的构象,彼此平等排列,使位能最低,才能在结晶中作规整的紧密堆积。

平面锯齿形和螺旋是结晶高分子链的两种典型构象。

◆由聚合物分子本身形成的晶核。

◆一般聚合物分子在溶液中处于结晶和溶解的动态平衡之中,随溶液温度的降低或溶剂的挥发,当达到饱和溶液的浓度时,聚合物分子形成大于一定尺寸的聚集体,这种聚集体不能再溶解于溶液中,称晶核。

(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

(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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1.由聚异丁烯的时-温等效叠合主曲线知道,在298K 下其应力松驰到105N m-2 约需10h 。

试用WLF 方程估计它在253K 应力松驰到同一数值所需的时间。

已知聚异丁烯的玻璃化温 度Tg 为203K 。

由题
首先求出Tg 温度下所需松弛时间
22、在20℃将10-5mol 的聚甲基丙烯酸甲酯(M n =105,ρ=1.20g/cm 3)溶于179g 氯仿(=1.49g/cm 3)中,试计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能。

(已知χ1=0.377)
解: 5.15
.1191791==n n 2=105 9931.020.1/101049.1/17949.1/179552111=⋅+=+=-V V V φ
0069.0112=-=φφ
)ln ln (2211ϕϕn n R S m +-=∆)(10
68.812--⋅⨯=K J 211ϕχn RT H m =∆)(109111--⋅⨯=K J
)ln ln (2112211ϕχϕϕn n n RT G m ++=∆)(92.151-⋅-=K J
1
怎样解释:(1)聚合物Tg 开始时随相对分子质量增大而升高,当相对分子质量达到一定值之后,Tg 变为与相对分子质量无关的常数;
解:(1)相对分子质量对Tg 的影响主要是链端的影响。

处于链末端的链段比链中间的链段受的牵制要小些,因而有比较剧烈的运动。

链端浓度的增加预期Tg 会降低。

链端浓度与数均相对分子质量成反比,所以Tg 与Mn -1成线性关系
这里存在临界相对分子质量,超过后链端的比例很小,其影响可以忽略,所以Tg与关系不大。

2.绘出线型高聚物和交联高聚物的应力松弛曲线,并对曲线的特征加以说明。

答:(绘出图形得4 分,解释曲线的特征得4 分。


只要时间足够长,线型高聚物的内应力总能松弛到零。

橡胶交联后,应力松弛大大地被抑制,而且应力一般不会降低到零。

原因是由于交联的存在,分子链间不会产生相对位移,高聚物不能产生塑性形变。

4.绘出玻璃态高聚物的应力-应变曲线,并分别标出(a)拉伸强度;(b)断裂伸长率;(c)拉伸模量;(d)屈服强度;(e)断裂能
1. T g、T m均是相变温度。

答:错(2分)Tm是相变温度而Tg不是相变温度。

因为Tm是晶态向非晶态的转变温度,是由规整的结构变为无序的结构。

Tg时玻璃态向高弹态转变的温度,两种状态分子排列均无序,没有晶态转变,因此Tg仅是力学状态温度而非相变温度(3分)。

2. 如果聚丙烯的等规度不高,则可采用改变其构象的方法使其等规度提高。

答:错(2分)
等规度不高,属于构型问题,构型的改变必须有旧键的断裂和新键的生成,而构象则是由于C-C单键的内旋转而引起的分子在空间的不同形态,构象的改变并不能改变构型(3。

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