高分子物理 聚合物的性质
聚合物的结构与性质关系分析
聚合物的结构与性质关系分析随着科学技术的不断发展和进步，聚合物在不同领域中的应用越来越广泛。
作为一种重要的高分子化合物，聚合物的结构与性质关系一直是研究的焦点之一。
本文将结合实例进行分析，探讨聚合物的结构与性质的关系。
一、聚合物结构的分类聚合物是由一种或多种单体通过共价键连接而成的高分子化合物，其结构可分为线性结构，支化结构和交联结构三类。
线性结构的聚合物具有一条“链状”的结构，其单体分子直线连接，呈线性排列。
相比支化结构和交联结构的聚合物，线性结构的聚合物分子排列相对较为密集，分子间的自由度较小。
聚丙烯和聚乙烯均属于线性结构的聚合物。
支化结构的聚合物中，除了线性结构的单体外，还有部分分子以支架或分叉的形式与主链相连。
这种结构可以有效增加聚合物的分子间空隙，使聚合物分子具有较好的流动性和可加工性。
丙烯酸酯树脂和聚氨酯均属于支化结构的聚合物。
交联结构的聚合物中，分子间的单体通过共价键相互交联，形成类似于网状的结构。
交联结构的聚合物分子间的交联点可以强化聚合物的韧性、硬度和强度，具有一定的机械性能，但其加工工艺较为困难。
例如聚酰亚胺和环氧树脂均属于交联结构的聚合物。
二、聚合物结构与物理性质的关系聚合物结构的不同形式具有不同的物理性质。
因此，了解聚合物的结构与性质的关系十分重要。
1.结晶性聚合物中分子的排列方式能直接影响聚合物的结晶性。
相比支化结构和交联结构的聚合物，线性结构的聚合物分子排列更加紧密，表现出更好的结晶性。
聚丙烯和聚乙烯是典型的线性结构聚合物，具有优异的结晶性。
2.耐热性聚合物的耐热性与其交联结构密切相关。
交联结构的聚合物可以有效地阻止聚合物分子的热运动，降低聚合物的融点，从而提高聚合物的耐热性。
聚酰亚胺和环氧树脂等聚合物具有稳定的高温性能。
3.流动性聚合物的流动性与其支化结构相关。
支化结构的聚合物分子间的空隙较大，分子交错排列，具有较好的流动性，对应的塑料制品可以较好的注塑成型。
丙烯酸酯树脂和聚氨酯等支化结构聚合物具有良好的流动性能。
高分子和聚合物概念的差别
高分子和聚合物概念的差别高分子和聚合物概念的差别如下：一、定义高分子：高分子是指那些由众多原子或原子团组成的复杂化合物，其相对分子质量通常大于10000。
聚合物：聚合物是由许多重复单元通过共价键连接而成的化合物。
每个重复单元（单体）可以是简单的有机化合物，也可以是复杂的有机化合物。
二、组成单元高分子：高分子的组成单元可以是非常多样的，可以是单个的原子，也可以是复杂的有机或无机分子。
这些组成单元通常是通过化学反应或者物理过程连接在一起的。
聚合物：聚合物的组成单元通常是单体，这些单体在聚合反应中通过共价键连接在一起。
每个单体可以是一个简单的有机化合物，也可以是复杂的有机化合物。
三、应用领域高分子：高分子材料在许多领域都有广泛的应用，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
高分子材料因其独特的物理和化学性能而被广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗、航空航天等领域。
聚合物：聚合物材料同样在许多领域都有广泛的应用，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
聚合物因其独特的物理和化学性能而被广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗、航空航天等领域。
四、性质高分子：高分子化合物通常具有较高的分子量和多分散性，其物理和化学性质往往因分子的结构差异而有所不同。
例如，高分子化合物可能具有较好的机械性能（如强度和韧性）、化学稳定性以及热稳定性等。
聚合物：聚合物通常具有较高的分子量和多分散性，其物理和化学性质往往因分子的结构差异而有所不同。
例如，聚合物可能具有较好的机械性能（如强度和韧性）、化学稳定性以及热稳定性等。
此外，聚合物通常具有较好的加工性能，可以通过注塑、挤出、压延等工艺进行加工。
五、制备方法高分子：高分子的制备通常是通过化学反应或者物理过程来实现的。
常用的化学反应包括聚合反应、缩聚反应、接枝反应等；常用的物理过程包括溶液纺丝、熔融纺丝、乳液纺丝等。
聚合物：聚合物的制备通常是通过聚合反应来实现的。
聚合反应是一种有机化学反应，通常分为加成聚合和缩聚聚合两大类。
聚合物介绍
聚合物介绍聚合物，是由许多重复单元组成的高分子化合物。
它们具有许多独特的性质和广泛的应用领域。
本文将介绍聚合物的结构、性质和应用，并探讨其在日常生活中的重要性。
聚合物的结构可以分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物。
线性聚合物是由直链或分支链组成的，例如聚乙烯和聚丙烯。
支化聚合物是在线性聚合物的分子链上引入支链，如聚苯乙烯。
交联聚合物则是由三维网络结构组成的，如硅胶。
这些不同的结构赋予了聚合物不同的性质和用途。
聚合物的性质可以分为物理性质和化学性质。
物理性质包括聚合物的强度、硬度、延展性和熔点等。
聚合物的物理性质取决于其分子量和分子结构。
化学性质包括聚合物的化学稳定性、溶解性和反应性等。
聚合物的化学性质决定了其在不同环境条件下的稳定性和可加工性。
聚合物在许多领域都有广泛的应用。
在材料科学领域，聚合物被用作塑料、橡胶、纤维和涂料等材料的基础。
塑料是聚合物的一种应用，具有轻质、强度高和可塑性强的特点，广泛应用于包装、建筑和电子等领域。
橡胶是一种高弹性聚合物，用于制造轮胎、密封件和橡胶制品等。
纤维是由聚合物纺织而成的，用于制造服装、家居用品和工业材料等。
涂料是由聚合物制成的，用于保护和装饰各种表面。
在生物医学领域，聚合物也有许多应用。
例如，生物可降解聚合物被广泛应用于医疗缝合线、骨修复和药物释放系统等。
这些聚合物可以逐渐降解并被人体吸收，减少了二次手术的风险。
此外，聚合物还被用于制造人工器官、组织工程和药物输送系统等领域。
聚合物在环境保护和可持续发展方面也发挥着重要作用。
生物降解聚合物可以减少塑料污染和固体废物的产生，促进资源的循环利用。
此外，聚合物材料的轻量化和能源高效利用也有助于减少能源消耗和碳排放。
在日常生活中，我们无处不见聚合物的身影。
从塑料袋到电线电缆，从衣服到家具，聚合物产品已经渗透到我们的生活中的方方面面。
聚合物的广泛应用不仅给我们的生活带来了便利，也为我们创造了更加丰富多样的选择。
聚合物作为一种重要的高分子化合物，具有多样的结构、性质和应用。
第三章 (1) 高分子材料的物理化学性质
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（ii）pH敏感水凝胶 ：pH敏感性水凝胶是体积随环境pH值、 离子强度变化的高分子凝胶。这类凝胶大分子网络中具有可解 离成离子的基团，其网络结构和电荷密度随介质pH值的变化而 变化，并对凝胶的渗透压产生影响；同时因为网络中添加了离 子，离子强度的变化也引起体积变化。 一般来说，具有pH值响应性的水凝胶都是含有酸性或碱性侧 基的大分子网络，即聚电解质水凝胶。随着介质pH值、离子强 度的改变，酸、碱基团发生电离，导致网络内大分子链段间氢 键的解离，引起不连续的溶胀体积变化。
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热可逆性水凝胶 有些聚合物水溶液在室温下呈自由流动的液态 而在体温下呈凝胶态，即形成热可逆性水凝胶(TGR)。这一体系 能够较容易地对特定的组织部位注射给药，在体内环境下很快形 成凝胶。而且这种给药系统的制备较简单，只需将药物与聚合物 水溶液进行简单地混合。 如：聚环氧乙烷(PEO)与聚环氧丙烷(PPO)嵌段共聚物是已被批 准用于药用辅料的高分子，商品名叫普流罗尼(Pluronic)或泊洛沙 姆(Poloxamer)，依据其结构和浓度，这类聚合物存在两个临界相 转变温度，即溶液-凝胶转变温度(相当于LCST)和凝胶-溶液转变 温度，在这两个温度之间其水溶液呈现凝胶状态。利用这类共聚 物水溶液低温溶液状态混合药物，尤其是生物类药物，注人体内 形成凝胶，从而实现控制药物释放同时保护药物活性的功能。
高分子物理考研习题整理09 聚合物的电学性能汇编
1 聚合物的极化与介电性能1.1 介电极化①什么是高分子的极化？高分子在外电场中的极化有哪几种形式？各有什么特点？极化的机理是什么？非极性分子和极性分子在外电场作用下极化有什么不同？绝大多数聚合物是优良的电绝缘体，有高的电阻率、低介电损耗、高的耐高频性和高的击穿强度。
但在外电场作用下，或多或少会引起价电子或原子的相对位移，造成电荷的重新分布，称为极化。
高分子在外电场中的极化有电子极化 、原子极化和取向极化三种形式：（1）电子极化是分子中各原子的价电子云在外电场作用下，向正极方向偏移，发生了电子相对于分子骨架的移动，使分子的正、负电荷中心的位置发生变化引起的。
电子极化弱，但极快。
（2）原子极化是分子骨架在外电场作用下发生变形造成的。
原子极化比电子极化更弱，速度比电子极化慢。
（3）取向极化（或称偶极极化）是极性分子骨架在外电场作用下沿电场的方向排列，产生分子的取向。
取向极化较慢，但对总极化的贡献是很大的。
前两种产生的偶极矩为诱导偶极矩，后一种为永久偶极矩。
非极性分子只有电子极化和原子极化，而极性分子除电子极化和原子极化外还有取向极化。
②什么是分子极化率？极化偶极矩（μ）的大小与外电场强度（E ）有关，比例系数α称为分子极化率，μ=αE 。
③如何区分极性聚合物和非极性聚合物？列举至少3个极性聚合物与3个非极性聚合物 根据聚合物中各种基团的有效偶极矩μ或介电常数ε，可以把聚合物按极性大小分为四类：非极性（μ=0，ε=2.0~2.3），如PE,PP ,PTFE,PB ；弱极性（0＜μ≤0.5deb ，ε=2.3~3.0），如PS,NR ；极性（0.5deb ＜μ≤0.7deb ，ε=3.0~4.0），如PVC,PA,PVAc,PMMA ；强极性（μ＞0.7deb ，ε=4.0~7.0），如PVA,PET,PAN,酚醛树脂,氨基树脂。
注意：聚合物的有效偶极矩与所带基团的偶极矩并不完全一致，结构对称性会导致偶极矩部分或全部抵消。
聚合物的分子结构与物理性质
聚合物的分子结构与物理性质聚合物是由大量重复单元构成的高分子化合物。
随着科技的发展，聚合物在人类生产和生活中的应用越来越广泛。
然而，聚合物的性质和应用取决于其分子结构，因此对聚合物分子结构与物理性质的研究尤为重要。
一、聚合物的分子结构聚合物的分子结构与其化学和物理性质密切相关。
聚合物的分子结构与单体种类、聚合方法、反应条件以及控制试剂的种类和用量等有关。
聚合物的分子结构可以从宏观和微观两个层面进行描述。
从宏观上看，聚合物的分子结构可以分为线性、支化、交联和聚集态等。
线性聚合物的分子链呈直线状排列，没有分支；支化聚合物的分子链上存在分支，分支可以根据分支链的数量和长度不同分为两种：分子段分支和侧链分支；交联聚合物的分子链之间通过交联点互相连结，呈网络状结构；而聚集态分子则是由数个分子组成的复合物。
从微观上看，聚合物的分子结构是由化学键和官能团组成的。
根据化学键的性质，聚合物分子的结构可以分为三类：相邻两个重复单元之间的化学键称为主链键；主链键以外的化学键称为辅助键，辅助键决定了聚合物分子的分支情况；在分子中存在的其他化学基团称为官能团，它们通过化学反应与其他分子发生反应，改变聚合物分子的性质。
聚合物的分子结构图如下图所示：二、聚合物的物理性质聚合物的物理性质主要包括力学性质、热学性质、电学性质以及光学性质等。
力学性质是指聚合物在力的作用下发生的变形和断裂等现象。
聚合物的弹性模量、拉伸强度、抗拉伸应变、屈服强度、断裂伸长率等是衡量聚合物力学性质的重要指标。
热学性质是指聚合物在不同温度下表现出来的性质。
聚合物的热稳定性、玻璃转移温度、熔融温度、热膨胀系数等是衡量聚合物热学性质的指标。
电学性质是指聚合物在电场作用下表现出来的性质。
聚合物的电导率、介电常数、击穿场强等是衡量聚合物电学性质的指标。
光学性质是指聚合物在光的作用下表现出来的性质。
聚合物的透光性、发光性、荧光性等是衡量聚合物光学性质的指标。
三、聚合物分子结构的控制通过控制聚合物分子结构可以使聚合物具有更好的性能和更广泛的应用。
高分子物理----高分子的力学性能
一般刻痕试样的冲击强度小于这一数值为脆性断裂，大
于这一数值时为韧性断裂。但这一指标并不是绝对的，
例如玻璃纤维增强的聚酯塑料，甚至在脆性破坏时也有
很高的冲击强度。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
2. 高聚物的理论强度 从分子结构的角度来看，高聚物的断裂要破坏分子 内的化学键，分子间的范德华力与氢键。
7.2 高弹态聚合物的力学性质
加入增塑剂虽然可以降低Tg，但有利条件，因此选
用增塑法来降低Tg必须考虑结晶速度增大和结晶形成的 可能性。
7.2 高弹态聚合物的力学性质
（2）共聚法
共聚法也能降低聚合物的Tg，如：PS的主链上带有体 积庞大的苯基，聚丙烯腈有强极性腈基存在，Tg都在室温 以上，只能作为塑料和纤维使用，如果用丁二烯分别与苯 乙烯和丙烯腈共聚可得丁苯橡胶和丁腈橡胶，使Tg下降。 例如：丁苯30，Tg=-53℃，丁腈26，Tg=-42℃。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
（3）当温度升高到Tg以下几十度范围内，如曲线③，过
了屈服点后，应力先降后升，应变增大很多，直到C点断裂，
C点的应力称为断裂应力，对应的应变称为断裂伸长率ε 。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
（4）当温度升至Tg以上，试样进入高弹态，在应力不大
时，就可发生高弹形变，如曲线④，无屈服点，而呈现一段
应力称为屈服应力或屈服强度。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
屈服点之后，应力有所下降，在较小的负荷下即可产生形 变，称为应变软化。之后应力几乎不变的情况下应变有很大 程度的增加，最后应力又随应变迅速增加，直到材料断裂。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
四、几类高聚物的拉伸行为 1. 玻璃态高聚物的拉伸
常用高分子聚合物性质和特点介绍以及常用高分子聚合物名字缩写
丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚物(ABS)Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Terpolymer主要特点：●较好的抗冲强度和一定的耐磨性。
●耐寒性能良好，石油温度范围－40～100℃。
●良好的耐油性、耐水性和化学稳定性。
●电性能良好，其绝缘性很少受温度、湿度的影响。
●具有良好的模塑性，能着色、能电镀、能粘结。
●无毒，无臭，不透水但略透水蒸气。
●不足之处是耐气候性差，耐紫外线、耐热性不高。
主要用途：ABS用途广泛，主要用于汽车、飞机零件、机电外壳、空调机、电冰箱内衬打字机、照相机壳，电视机壳安全帽，天线放大器、车灯以及板、管、棒等。
制造方法：共聚: 将丁二烯/丙烯腈乳液加入到苯乙烯/丙烯腈乳液中，然后沉淀聚合。
接枝共聚: 将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中。
然后搅拌加热，加入水溶性引发剂进行聚合。
这样得到的接枝共聚ABS相对与共聚得到的ABS冲击强度大，但刚性和硬度低。
ABS的强度很高，密度小，用它来制造汽车部件，如保险杠，可以降低油耗，减少污染。
ABS的强度高是因为丙烯腈上的腈基有很强的极性，会相互聚集从而将ABS分子链紧密结合在一起。
同时，具有橡胶性能的聚丁二烯使ABS具有良好的韧性。
尼龙 (Nylon)Polyamide尼龙是最常见的人造纤维。
1940年用尼龙织造的长统丝袜问世时大受欢迎，尼龙从此一举成名。
此后在二战期间，尼龙被大量用于织造降落伞和绳索。
不过尼龙最初的用途是制造牙刷的刷毛。
尼龙属于聚氨酯，在它的主链上有氨基。
氨基具有极性，会因氢键的作用而相互吸引。
所以尼龙容易结晶，可以制成强度很高的纤维。
尼龙分尼龙6,6、尼龙6、尼龙1010等。
其实尼龙6和尼龙6,6，区别不大。
之所以两种都生产，只是因为杜邦公司发明尼龙6,6后申请了专利所以其它的公司为了生成尼龙，才发明出尼龙6来。
尼龙的优点与不足：Advantages and Limitations of NylonsMechanical PropertiesGood combination of mechanical properties- fatigue and creep strength, stiffness, toughness and resilience- only slightly inferior to polyacetals. Limitations are that all nylons absorb or give up moisture to achieve equilibrium with ambient conditions- moisture acts as a plasticizer and decreases tensile and creep strength and stiffness and increases impact strength and the dimensions of the component. The effect is most serious in thin-sectioned components. Because nylons depend upon moisture for impact performance, embrittlement can occur in desiccated air.WearGood abrasion resistance (ability to absorb foreign particles) and self lubricating properties are responsible for the widespread use in gears and bearings.Thermal PropertiesSuitable for prolonged service temperatures of 80-100C and this can be increased to 140 C with heat stabilized grades. Limitation is that thermal expansion varies with temperature and moisture content.Electrical PropertiesGood commercial insulator but electrical properties are greatly influenced by moisture content and/or temperature increase.EnvironmentalAll nylons are resistant to fuels, oils, fats and most other technical solvents such as aliphatic and aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, esters, ketones and alcohols. All have good alkali resistance. Limitations are that all nylons are attacked by strong mineral acids, acetic acid and dissolved phenols. Some types aredissolved by formic acid. UV attacks un-stabilized nylons causing embrittlement in a comparatively short period.Food and medicineCan be used in contact with most food stuffs at room temperature and sterilized by steam or infra-red radiation. Fillers- Wide range of fillers and additives to improve specific properties and reduce limitations of unmodified materials, e.g glass fibre filler greatly reduces effects of moisture on dimensions and properties compared with unfilled materials.ProcessingMost material types are available in grades suitable for injection, blow and rotational moulding and extrusion, with additional possibilities of fluid bed coatings, sintering and casting for special grades. The latter (casting for monomer) is particularly useful for producing large stress-free sections in small economical batches. Most nylons can be readily machined using techniques akin to those used for the light alloys. Nylons can be joined with adhesives, induction bonding and ultrasonic welding. Limitations are that nylons have a sharply defined melting point and high shrinkage values occur on moulding thick sections. Nylons are crystalline; this results in longer cycle times in moulding. Conditioning for moulding is frequently necessary.发明尼龙的故事不同种类尼龙的用途聚丙烯腈(PAN)Polyacrylonitrile玻璃化温度: 85o C. 熔点: 317oC.无定型态密度(25o C): 1.184 g/cm 3. 腈纶是我们日常生活中最常见的化学合成纤维之一。
大学高分子物理学教案
大学高分子物理学教案高分子物理学是高分子科学中的重要组成部分，是探索高分子材料性质和应用的关键学科。
本教案主要介绍高分子物理学的基本概念、物理化学性质和研究方法等方面内容，以期提高学生的学习效果和掌握相关专业知识。
一、教学目标1、掌握高分子物理学的基本概念和性质。
2、理解高分子聚合物的结构与性质关系。
3、掌握高分子聚合物的合成方法及基本工艺。
4、掌握高分子材料的热学、力学、电学等基本性质。
5、培养学生的实验设计、数据处理和分析能力。
二、教学内容第一章高分子聚合物结构1、高分子聚合物的分类和命名2、高分子聚合物分子结构3、高分子聚合物的物理化学性质第二章高分子合成方法1、自由基聚合法2、离子聚合法3、开环聚合法4、酶催化聚合法第三章高分子材料物理化学性质1、高分子材料的热学性质2、高分子材料的力学性质3、高分子材料的电学性质第四章高分子材料表征方法1、X射线衍射2、核磁共振3、热重分析4、拉曼光谱第五章高分子材料应用1、高分子材料在医药领域的应用2、高分子材料在电子领域的应用3、高分子材料在环保领域的应用三、教学方法1、理论讲授：讲解高分子物理学的基本概念和性质。
2、互动探讨：通过提问和互动的方式，激发学生的分析和思考能力。
3、辅助实验：开展高分子实验，培养学生精细化实验操作的能力。
4、案例分析：以典型案例为例，探讨高分子材料的应用。
四、教学评估1、期中考试：主要考察学生对高分子物理学概念和知识的理解掌握。
2、实验报告：根据实验结果，分析和解释实验现象的原因和机理。
3、期末论文：阐述某一高分子材料的综合性能和应用前景。
五、教学资源和参考书目1、教材：《高分子物理学》高都海、陈佳慧2、参考书：《高分子学原理与应用》余留芳、陈雄波3、参考网站：中国高分子学会、SCI检索网站。
六、教学时间安排本教学方案按照14周授课时间安排，其中前三周用于无机高分子概论的讲授，后十一周则为高分子物理学，细节见下：第一周无机高分子的介绍第二周无机高分子的结构与性质第三周无机高分子的合成第四周高分子聚合物分类与命名第五周高分子聚合物分子结构第六周高分子聚合物的物理化学性质第七周自由基聚合法第八周离子聚合法第九周开环聚合法第十周酶催化聚合法第十一周高分子材料热学性质第十二周高分子材料力学性质第十三周高分子材料电学性质第十四周期末总结七、教学反思此次教学重在理论讲授，适当引入了案例分析和实验操作，但也存在一些不足之处，即教学方法单一、实验环节亟待完善等问题，需在后续教学中加强改进。
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。
高分子聚合物基本性能
高分子聚合物基本性能
高分子聚合物是一类由长链分子构成的化合物，具有许多特殊的物理和化学性质。
下面将介绍高分子聚合物的一些基本性能。
1. 强度和刚度
高分子聚合物的强度和刚度可以根据其分子结构和化学组成来衡量。
通常，高分子的分子量越高，其强度和刚度也越高。
此外，分子的排列和结晶性质也会对强度和刚度产生影响。
一些常见的高分子材料，如聚丙烯和聚乙烯，具有较高的强度和刚度，适用于结构性应用。
2. 耐热性和耐寒性
高分子聚合物的耐热性和耐寒性是衡量其在不同温度条件下性能稳定性的重要指标。
一些高分子聚合物材料在高温下可能会软化或熔化，而在低温下可能会变脆。
根据具体应用的需求，可以选择适合高温或低温环境的高分子材料。
3. 耐化学性
高分子聚合物通常具有较好的耐化学性，能够抵抗酸、碱、溶
剂等化学物质的侵蚀。
不同的高分子聚合物对于不同化学物质的耐
受性不同，因此在特定的环境中需选择适宜的高分子材料。
4. 电绝缘性和介电性能
由于高分子聚合物大多为非金属材料，它们具有良好的电绝缘
性能和介电性能。
这使得高分子聚合物广泛应用于电子和电气领域，例如制造绝缘材料和电子器件。
5. 可塑性和加工性
高分子聚合物具有良好的可塑性和加工性，能够通过热塑性或
热固性加工方式制成各种形状和尺寸。
这使得高分子聚合物成为理
想的塑料材料，广泛应用于注塑成型、挤出成型、吹塑等加工工艺。
以上是高分子聚合物的一些基本性能。
在选择和应用高分子材料时，需要根据具体需求和环境条件，综合考虑这些性能指标，以确保材料的可靠性和适用性。
聚合物的结构和性质
聚合物的结构和性质聚合物是由许多单体分子连接而成的高分子化合物。
聚合物的结构相对复杂，包括链状、分支、交联以及网络结构。
这种复杂的结构赋予了聚合物独特的性质和用途。
1. 链状聚合物链状聚合物是由相同的单体分子连接而成的长链分子。
其分子链可以通过键键相连，形成线性链、弯曲链以及环状链等不同形态。
链状聚合物具有以下性质：(1) 高分子量：由于链状聚合物是由若干单体分子连接而成的，其分子量往往会非常大。
(2) 高分子稳定性：由于分子链往往是线性或弯曲的，相对稳定。
链状聚合物的热稳定性、化学稳定性等均较为优异。
(3) 高分子合成方便：链状聚合物的合成方法较为简单，容易掌握，重复性、扩展性较强。
2. 分支聚合物分支聚合物是由一个或几个核心结构上连接若干单体分子而形成的。
分支聚合物具有以下性质：(1) 分子体积大：由于分支结构紧密，空隙较小，其分子体积往往较大。
(2) 分子构造复杂：分支聚合物的结构通常是分子核心 + 分子支链，有些还包含有分子夹层等结构。
分支聚合物的结构复杂度相对较高。
(3) 物理性能特别：由于分支聚合物分子内部空间充足，分子间相互作用力较弱。
因此分支聚合物的物理性能常常非常特别，如超高分子材料等。
3. 交联聚合物交联聚合物是由可交联单体或可交联化合物单体所制备的高分子材料。
交联聚合物具有以下性质：(1) 耐火性和耐化学性较好：交联聚合物通常结构致密，交联度较高。
因此其耐火性和耐化学性均优异。
(2) 物理性质均匀：交联聚合物结构致密，分子间相互作用较强。
相当于是一个三维网状结构，物理性质较均匀。
(3) 生物相容性较差：交联聚合物一般具有化学反应性，因此在生物系统中应用较为有限。
4. 网络聚合物网络聚合物也称为化学凝胶，是由高分子单体经过交联反应在溶液或固态中形成的凝胶式高分子材料。
网络聚合物具有以下性质：(1) 密闭性极强：网络聚合物分子间交联后，形成一种网络结构，因此密闭性非常强。
(2) 可逆性预留时间较长：由于网络聚合物结构化学性质非常稳定，因此可逆性预留时间通常较长。
高分子物理-聚合物的性质
Ub h
• 聚合物的介电击穿按其形成的机理，大致
可分为三种主要形式。
• 1. 本征击穿 • 2. 热击穿 • 3. 放电引起的击穿
9.1.6 聚合物的静电现象
• 物质接触或摩擦重新分离之后，每一种物
质都将带有比其接触或摩擦前过量的正(或 负)电荷，这种现象称为静电现象。
• 由于聚合物的电绝缘性能很好，它们一旦
交变电场中要损耗能量——介电损耗。
• 介质的极化可以分为变形极化Pd与取向极化Pr两
种，
•
P=Pd+Pr
• 变形可以瞬间完成，取向是松弛的。介电常数与
频率有关，在极高频率（光频）下，取向极化为
0。而
Pd 0( 1)E
• 是光频下介电常数的极限值。
• 如果是静电场：P 0(s 1)E
Pr 0 (s )E
第九章 聚合物的其他性质
• 9.1 聚合物的电学性质 • 9.2 聚合物的光学性质 • 9.3 聚合物的透气性 • 9.4 高分子的表面和界面性质
• 9.1 聚合物的电学性质
• 高聚物的电学性质：聚合物在外加电
压或电场作用下的行为及其所表现出 来的各种物理现象。
• 在交变电场中的介电性质 • 在弱电场中的导电性质 • 在强电场中的击穿现象 • 在聚合物表面的静电现象
• N是单位体积内的分子数。
• 材料的介电常数决定于分子极矩。
•
Clausius和Mosotti导出：
1 2
Na
3 0
• 如果介质的分子量为M，密度为ρ，利用
Avogadro常数有 1 M N~a
2 30
• 定义摩尔极化强度PM:
PM
N~a
3 0
1 2
高分子材料的化学与物理性质
高分子材料的化学与物理性质高分子材料是现代化学工业中非常重要的一类材料。
由于其独特的分子结构和物理性质，高分子材料在各种领域都有广泛的应用。
比如，聚合物材料用于制备塑料、橡胶、纤维等物质，在医疗、电子、航空等领域中也有很多应用。
那么，高分子材料的化学和物理性质是什么？了解这些特性有什么意义？接下来我们深入探讨。
一、高分子材料的化学性质高分子材料的化学性质与其分子结构有关。
高分子材料通常是由重复的单体分子组成的巨大分子，这样的分子结构决定了高分子材料具有独特的化学特性和反应规律。
首先，高分子材料可以进行链延长反应。
链延长是指通过加入新的单体结构，使高分子链继续增长，形成更长的高分子链的反应。
这个过程通常是通过自由基反应、阳离子反应和阴离子反应来实现的。
例如，聚乙烯是由乙烯单体分子通过自由基反应逐渐递增而成的。
其次，高分子材料还可以进行聚合反应。
聚合反应是指仅仅在特定的反应条件下，使单体分子链之间的化学键键合成，以形成高分子链的过程。
聚合反应是一种常见的高分子化学反应，其反应方式受热量、光强、催化剂和其他环境因素的影响，不同的聚合条件可以产生不同的聚合体。
最后，高分子材料还可以进行交联反应。
交联反应是指在高分子材料中引入交联的反应性物质，从而形成高分子材料内部的三维结构。
这种交联化学反应可以通过光固化、热固化和辐射固化等多种方法实现。
交联反应可以使高分子材料具有更高的稳定性和强度，并改善其耐化学性和耐热性等性能。
二、高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质影响着材料在各个领域中的应用。
高分子材料常常表现出典型的高分子性质，如高分子链的柔性、分子排列和相互作用等。
首先，高分子材料具有重量轻、强度高和断裂韧性好等性质。
这些性质使高分子材料被广泛应用于轻型结构、柔性设备和耐磨设备等领域。
其次，高分子材料具有良好的电学和热学性能。
例如，聚苯乙烯的介电常数非常低，它的耐热性和耐腐蚀性也很好。
聚乙烯在高温下具有较高的电绝缘性能，因此被广泛应用于电线电缆绝缘层。
聚合物的性质和用途
聚合物的性质和用途聚合物是一种由许多单元分子连接而成的高分子化合物，这些单元分子可以是相同的也可以是不同的，聚合物常见于塑料、橡胶和纤维等材料中。
聚合物具有许多特殊的性质和用途，下面就让我们来深入了解一下聚合物的性质和用途。
1.聚合物的结构和性质聚合物分子可以视为一条长链，链上的每个单元分子称为单体，这些单体结合形成了聚合物分子。
聚合物的性质和结构密切相关，不同的单体组成、链长和分支度数等结构参数会影响聚合物的性质。
聚合物的一般性质包括密度、硬度、弹性、熔点、玻璃化转变温度等，这些性质取决于聚合物的材料和结构。
例如，高密度聚乙烯的密度高，硬度高，而低密度聚乙烯的密度低，硬度低；聚氯乙烯硬而脆，聚丙烯硬而软。
聚合物分子中存在许多弱力相互作用，这些作用包括分子内氢键、范德瓦尔斯相互作用和疏水相互作用。
由于这些作用的存在，聚合物分子通常具有高分子量和高相对分子量，使得聚合物在物理、化学和力学性质等方面都具有独特的特性。
2.聚合物的用途由于聚合物具有多种不同的特性和性质，它们可以用于许多不同的应用场景。
以下是几种聚合物的常见应用：a.塑料塑料是一种广泛应用的聚合物材料，它们可以通过热塑性或热固性工艺加工成各种不同形状和尺寸的制品。
塑料的优点包括轻便、坚固、耐腐蚀、耐阻燃和成本低廉等。
然而，一些塑料（例如聚氯乙烯和聚苯乙烯）也具有很多不利影响，因为它们在环境中分解缓慢，大量堆积在自然界中。
因此，环保塑料和可降解塑料在塑料工业中变得越来越重要。
b.橡胶橡胶是一种弹性体，是从聚合物中制成的，具有吸震、防滑和耐磨损等特性。
橡胶广泛用于轮胎、地垫、密封圈、管道等领域。
由于橡胶的易老化性和涂覆性较差，现在一些改进材料如烯丙基橡胶和氯丁橡胶等也在生产中逐渐得到应用。
c.纤维聚合物纤维是一种视觉、感觉和性能极佳的纤维素材料，例如聚酯、尼龙、涤纶等等。
聚合物纤维具有高强度、弹性、耐磨损、耐腐蚀等特点，并且重量轻、便于加工和清洗，使它们成为时尚和体育用品的理想材料。
(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
《高分子化学与物理》考试大纲本<<高分子化学与物理>>考试大纲适用于高分子化学与物理专业的硕士研究生入学考试。
高分子化学与物理是化学学科的基础理论课。
高分子化学内容主要包括连锁聚合反应、逐步聚合反应和聚合物的化学反应等聚合反应原理，要求考生熟悉相关高分子化学的基本概念，掌握常用高分子化合物的合成方法、合成机理及大分子化学反应，能够写出主要聚合物的结构式，熟悉其性能并且能够对给出的现象给以正确、合理的解释。
高分子物理内容主要包括高分子的链结构与聚集态结构，聚合物的分子运动，聚合物的溶液性质以及聚合物的流变性能、力学性能、介电性能、导电性能和热性能等，要求考生熟悉相关高分子物理的基本概念，掌握有关聚合物的多层次结构及主要物理、机械性能的基本理论和基本研究方法。
考生应具备运用高分子化学与物理的知识分析问题、解决问题的能力。
一、考试内容高分子化学部分（一）绪论1．高分子的基本概念；2．聚合物的命名及分类；3．分子量；4．大分子微结构；5．聚合物的物理状态；6．聚合物材料和强度。
（二）自由基聚合1．自由基聚合机理；2．链引发反应；3．聚合速率；4．分子量和链转移反应；5．分子量分布6．阻聚与缓聚7．聚合热力学8．可控/活性自由基聚合（三）自由基共聚合1．共聚物的类型和命名2．二元共聚物的组成3．竟聚率的测定和影响因素4．单体和自由基的活性5．Q-e概念（四）聚合方法1．本体聚合2．溶液聚合3．悬浮聚合4．乳液聚合（五）阳离子聚合1．阳离子聚合的单体；2．阳离子引发体系；3．阳离子聚合机理；4．影响阳离子聚合的因素；5．聚异丁烯和丁基橡胶。
（六）阴离子聚合1．阴离子聚合的单体；2．阴离子引发体系和引发；3．阴离子聚合引发剂和单体的匹配4．活性阴离子聚合5．丁基锂的缔合现象和定向聚合作用（七）开环聚合1．环烷烃开环聚合热力学2．杂环开环聚合机理和动力学特征3．环氧烷烃的阴离子开环聚合4．其他环醚的阳离子开环聚合；5.三聚甲醛（三氧六环）的阳离子开环聚合；6.环酰胺开环聚合；7.环硅氧烷的开环聚合8.羰基化合物的聚合(八)配位聚合1. 聚合物的立体异构现象1.配位聚合的基本概念2.Ziegler-Natta引发剂3.丙烯的配位聚合4.乙烯的配位聚合5.极性单体的配位聚合6.茂金属引发剂7.共轭二烯烃的配位聚合(九)逐步聚合反应1.缩聚反应；2.线形缩聚反应机理；3.线形缩聚动力学；4.影响线型缩聚物聚合度的因素及控制方法；5.分子量的分布；6.逐步缩合的实施方法；7.重要线型逐步聚合物；8.体型缩聚。
完整版)高分子物理详细重点总结
完整版)高分子物理详细重点总结聚合物的时间依赖性是指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。
这个时间被称为松弛时间τ。
松弛时间谱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。
根据时温等效原理，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。
材料受力时，应力与应变的比值被称为模量。
玻璃化温度是指模量下降最大处的温度。
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被称为自由体积，自由体积分数（f）是自由体积与总体积之比。
根据自由体积理论，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。
聚合物的某些性质随时间而变化的现象被称为物理老化，而聚合物由于光、热等作用下发生的老化被称为化学老化。
添加某些低分子组分使聚合物Tg下降的现象被称为外增塑。
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，这被称为次级转变或多重转变。
结晶速率是指物品结晶过程进行到一半所需要时间的倒数。
能促进结晶的杂质在结晶过程中起到晶核的作用，被称为结晶成核剂。
物质从结晶态转变为液态的过程被称为熔融，而结晶聚合物的熔融过程呈现一个较宽的熔融温度范围。
熔融前后分子混乱程度的变化被称为熔融熵ΔSm。
橡胶是指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。
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，这被称为应变。
可以抵抗外力的力被称为附加应力。
拉伸实验中材料横向应变与纵向应变比值的负数被称为泊松比。
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。
聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性，这被称为力学松弛。
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被称为蠕变。
高分子物理作业解答
高分子物理作业-2-答案聚合物的力学状态及转变1. 解释名词：（1）聚合物的力学状态及转变由于高分子链之间的作用力大于主链的价键力，所以聚合物只具有固态和液态力学状态。
随着温度的升高，分子热运动能量逐渐增加，当达到某一温度时，即可发生两相间的转变。
（2）松弛过程与松弛时间松弛过程：在一定温度和外场（力场、电场、磁场等）作用下，聚合物由一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外界条件相适应的、新的平衡态，这个过程是一个速度过程。
松弛时间τ是用来描述松弛快慢的物理理。
在高聚物的松弛曲线上，∆x t ()变到等于∆x o 的1/e 倍时所需要的时间，即松弛时间。
（3）自由体积与等自由体积状态 分子中未被占据的体积为自由体积；在玻璃态下，由于链段运动被冻结晶，自由体积也被冻结，并保持一恒定值，自由体积“孔穴”的大小及其分布也将基本上维持固定。
因此，对任何高聚物，玻璃温度就是自由体积达到某一临界值的温度，在这临界值以下，已经没有足够的窨进行分子链的构象调整了。
因而高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。
（4）玻璃态与皮革态当非晶态高聚物在较低的温度下受到外力时，由于链段运动被冻结，只能使主链的键长和键角有微小的改变，因此从宏观上来说，高聚物受力变形是很小的，形变与受力和大小成正比，当外力除去后形变能立刻回复。
这种力学性质称为普弹性，非晶态高聚物处于具有普弹性的状态，称为玻璃态；部分结晶聚合物，存在玻璃化转变与高弹态，但由于晶区链段不能运动，此时玻璃化转变不再具有很大弹性的高弹态，而表现为具有一定高弹性、韧而硬的皮革态，即皮革态。
2. 试定性地绘出下列聚合物的形变—温度曲线（画在一张图上）1) 低分子玻璃态物质 2) 线性非晶态聚合物（1M ）3) 线性非晶态聚合物（212,M M M 〉212,M M M 〉>1M ） 4) 晶态聚合物（1M ）5) 晶态聚合物（212,M M M 〉212,M M M 〉>1M ） 6) 交联聚合物（交联度较小） 7) 交联聚合物（交联度较大）3. 判断下列聚合物（写出分子式）的Tg 的高低，阐述其理由：1) 聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯、聚二甲基硅氧烷 2) 聚氯乙烯、聚氯丁二烯、聚偏二氯乙烯、顺式1，4聚丁二烯 3) 聚乙烯、聚异丁烯、聚苯乙烯、聚乙烯基咔锉 4) 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈5) 聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚、聚正丙基乙烯基醚、聚正丁基乙烯基醚1) 聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯、聚二甲基硅氧烷CH 2CH 2n聚乙烯CO C OO CH 2CH 2On聚对苯二甲酸乙二酯n聚苯Si CH 33On聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷<聚乙烯<聚对苯二甲酸乙二酯<聚苯理由：当主链中引入苯基、联苯基、萘基和均苯甲酸二酰胺基等芳杂环以一，链上可以内旋转的单键比例相对减少，分子链的刚性增大，因此有利于玻璃化温度的提高。
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? 9.1 聚合物的电学性质 ? 9.2 聚合物的光学性质 ? 9.3 聚合物的透气性 ? 9.4 高分子的表面和界面性质
? 9.1 聚合物的电学性质
? 高聚物的电学性质：聚合物在外加电
压或电场作用下的行为及其所表现出 来的各种物理现象。
? 在交变电场中的介电性质 ? 在弱电场中的导电性质 ? 在强电场中的击穿现象 ? 在聚合物表面的静电现象
tan ?
?
? ?'
?
(?s ? ?? )?? ? s ? ? 2? 2? ?
? 用ε'和ε”的表达式消去ωτ可得：
（? '? ?s ? ?? )2 ? ? 2 ? (? s ? ?? )2
2
2
? 介电松弛
9.1.3 聚合物的导电性质
? 材料的导电性是用电阻率或电导率来表示的。电
阻和电导为：
有关。
? ? Nq?
? 从导电机理来看，在聚合物中，存在电子电导，
也存在离子电导，即导电载流子可以是电子、空 穴，也可以是正、负离子。
? 饱和的非极性聚合物 具有最好的电绝缘性能。
? 极性聚合物的电绝缘性次之。 ? 共轭聚合物 是高分子半导体材料。 ? 电荷转移络合物和自由基 —离子化合物是另一类
高电子电导性的有机化合物。
P ? Q' / S ? (? ? 1)?0 E ? ?? 0 E
介电常数是衡量电介质极化程度的宏观物理
量，表征电介质贮存电能能力的大小。χ=ε-1
是材料的极化率
? 分子极矩：对于一个分子来说，极化的结果
相当于外电场在分子上引起一个附加偶极矩：
?
? ? ? El
? El 是分子上的局部电场强度，α是分子极化率。 ? 极化强度P 是单位体积内分子偶极矩的矢量和
t? ?
? 考虑交变电场：E ? E0ei? t
? Pd没有位差，而Pr有位差， Pd ? ?0 (?? ? 1)E0ei? t
?
Pr
?
Pr ,0ei? t
?1
1 ? i??
?0 (?s ? ?? )E0ei? t
P?
Pd
?
Pr
?
?0 (??
? 1)E ? 1
1 ? i??
?0 (?s ? ?? )E
R? U I
G? 1 ? I RU
R?? h G?? S
S
h
? 电阻率：单位是欧 ·米，是单位厚度和单位面积试
样的电阻值；
? 电导率：单位是欧 -1．米-1，是单位厚度、单位面
积试样的电导值。
? 材料的导电性是由于物质内部存在传递电流的自
由电荷（ 载流子）。
? 材料导电性的优劣，还与这些载流子的运动速度
?
P=Nμ=NαEl
? N是单位体积内的分子数。
? 材料的介电常数决定于分子极矩。
? ? 1 Na
? Clausius 和Mosotti 导出：? ? 2 ? 3?0
? 如果介质的分子量为M，密度为ρ，利用
Avogadro 常数有 ? ? 1 M ? N~a
? ? 2 ? 3?0
? 定义摩尔极化强度PM:
0 。而
Pd ? ?0 (?? ? 1)E
? ?? 是光频下介电常数的极限值 。
? 如果是静电场：P ? ?0 (?s ? 1)E
Pr ? ?0 (?s ? ?? )E
t? ?
? ?S 是静电介电常数。其中Pr在平衡态前是
逐渐增大的，因为取向极化是松弛过程，
所以：
?
Pr ? Pr (1 ? e? t /? ) ? ?0 (?s ? ?? )E(1 ? e?t /? )
铁电高分子
9.1.2 聚合物的介电松弛与介电损耗
? 分子偶极矩的极化也是一个松弛过程，因此，在
交变电场中要损耗能量 ——介电损耗。
? 介质的极化可以分为变形极化 P d与取向极化 P r两
种，
?
P=P d+P r
? 变形可以瞬间完成，取向是松弛的。介电常数与
频率有关，在极高频率（光频）下，取向极化为
? 这样P是复数，介电常数也是复数：
?* ? 1 ? (P / ?0E) ? 1 ? (??
1 ? 1) ?
1 ? i??
(? s ? ?? ) ? ??
? ?s ? ?? 1 ? i??
? ? '? i?
? 这就是Debye色散关系。
?
?'?
??
?
?s
1?
? ?? ? 2? 2
?
?
(?s ? ?? )?? 1 ? ? 2? 2
? 温度 ：
? ? Ae E / RT
9.1.4聚合物的电致发光性质
? 带电粒子注入使聚合物处于激发态而产生
跃迁辐射，这种辐射称为电致发光。
? 聚苯撑聚合物的介电击穿
? 在强电场(107—108伏／米)中，材料突然从
介电状态变成导电状态，大量的电能迅速 地释放，使电极之间的材料局部地被烧毁， 这种现象就称为介电击穿。
? 击穿电压Ub：介质可承受电压的极限。 ? 介电强度：击穿电压与绝缘体厚度h的比值，
PM
?
N~a
3?0
?
? ?1 ??2
M
?
? 对于非极性介质，分子极化率是电子极化
率和原子极化率之和
：
PM
?
3N?~0（ae
?
aa )
? 对于极性介质，还要加一项由于极性分子
在电场作用下的取向而产生的极化率：
PM
?
3N?~0（ae
?
aa
?
?2 )
3kT
? 按照偶极矩的大小，可将聚合物大致归为
下面四类：
C
?
Q U
?
?C0
?
?? 0
S d
?
?' S
d
? 介电常数 ：含有电介质的电容器的电
容C 与相应真空电容器的电容之比为该
电介质的介电常数ε，即
?? C ? Q
C0 Q0
?电介质的极化：在电场作用下，使介质出现 宏观的偶极，这一现象称为电介质的极化。 对于平行板间各向同性的均匀电介质，极化 强度等于极化电荷密度，即
? 结构因素对高聚的导电性有明显影响。
? 分子量对聚合物导电性的影响与聚合物的主
要导电机理有关 。
? 结晶与取向使绝缘聚合物的电导率下降 。
? 交联使高分子链段的活动性降低，自由体积
减少，因而离子电导下降。
? 杂质使绝缘聚合物的绝缘性能下降。
? 湿度影响：与聚合物本身的极性和多孔性有
关。
? 添加剂 ：类似于杂质。
? 主要特点：高电阻、绝缘体。
9.1.1 聚合物的介电性质
? 真空电容器的电容为
C0
?
Q0 U
? 真空电容器 的电容决定于电容器的几何尺寸，
如果每个极板的面积为S，而两极板间的距 离为d ，则有
C0
?
?0
S d
? 如果在上述电容器的两极板间充满电介质，
这时极板上的电荷将增加到Q，Q = Q0 +Q′， 此时，电容也相应增加为C