高分子总结
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第一章绪论
高分子:也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量(104~106) ,其结构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来
单体:是构成聚合物的低分子化合物
结构单元:构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团,可包含一个或多个链单元
重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元,可简称重复单元,又可称链节
单体单元:与单体分子的原子种类和各种原子的个数完全相同、仅电子结构有所改变的结构单元
均聚物:由一种(真实的、假设的)单体聚合而成的聚合物
共聚物:由一种以上(真实的、假设的)单体聚合而成的聚合物
缩聚物:单体经多次缩合而聚合成大分子的反应缩聚反应的主产物
热塑性塑料:热塑性高分子一般是线型高分子,在受热后会从固体状态逐步转变为流动状态,可逆,可再生
热固性塑料:热固性高分子在受热后先转变为流动状态,进一步加热则转变为固体状态,不可逆,不可再生
分子量的多分散性:聚合物是由一系列分子量(或聚合度)不等的同系物高分子组成,这种同种聚合物分子长短不一的特征
碳链聚合物:主链(链原子)完全由C原子组成
杂链聚合物:主链原子除C外,还含O,N,S等杂原子
第二章高分子材料合成原理及方法
加聚反应:单体因加成而聚合起来的反应称为加聚反应,反应产物称为加聚物。加聚反应无副产物
缩聚反应:具有两个或两个以上官能团的单体,相互反应生成高分子化合物,同时产生有简单分子的化学反应
自由基:在原子、分子或离子中,只要有未成对电子的原子、分子或离子
歧化终止:某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子的终止反应
偶合终止:两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应
动力学链长:活性链从引发阶段到终止阶段所消耗的单体分子数
阻聚:每一个自由基都终止,使聚合反应完全停止
缓聚:仅使部分自由基终止,使聚合反应减缓
诱导期:引发剂分解,出击自由基为阻聚杂质所终止,无聚合物形成,聚合物速度为0的时期
自由基寿命:自由基从产生到终止所经历的时间
聚合上限温度:平衡单体浓度为1mol/L时的平衡温度
活性阴离子聚合体系:无转移、无终止的聚合体系
自加速:外界因素不变,仅由于体系本身引起的加速现象
引发剂效率:引发聚合的引发剂量占引发剂分解或消耗总量
笼蔽效应:当体系中有溶剂存在时,引发剂分解形成的初级自由基不能即刻同单体反应引发聚合,而是处于溶剂分子构成的“笼子”的包围之中,初级自由基只有扩散出笼子之后,才能与单体发生反应,生成单体自由基
诱导分解:引发剂在体系中存在的各种自由基作用下发生分解反应的过程
均缩聚:均缩聚反应的单体只有一种,但单体带有两种不同的官能团
混缩聚:含有不同官能团的两种单体分子间进行的缩聚反应则为混缩聚反应
共缩聚:在均缩聚反应、混缩聚反应体系中再加入另外一种单体而进行的缩聚反应
平衡缩聚:衡常数小于103的缩聚反应,聚合时必须充分除去小分子副产物,才能获得较高分子量的聚合产物
非平衡缩聚:平衡常数大于103的缩聚反应,官能团之间的反应活性非常高,聚合时几乎不需要除去小分子副产物,且可获得高分子量的聚合物
反应程度:参加反应的官能团数占起始官能团数的分率
平均聚合度:体系中每一个分子所具有的结构单元数
体型缩聚:除线形方向缩聚外,侧基也能聚合,先形成支链,而后进一步形成体型缩聚物凝胶化:反应初期产物能够溶能熔,当反应进行到一定程度时,体系粘度将急剧增大,迅速转变成具有弹性的凝胶状态
竞聚率:均聚速率常数和交叉聚合速率常数之比,表示了单体的自聚能力与共聚能力之比本体聚合:单体本身加少量引发剂(甚至不加)的聚合
悬浮聚合:单体以液滴状悬浮于水中的聚合
乳液聚合:单体、水、水溶性引发剂、乳化剂配成乳液状态所进行的聚合
溶液聚合:单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合
第三章高分子的链结构和凝聚态结构
构型:分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排列
构象:由于单键内旋转造成的原子(或基团)在分子中的空间排列
远程结构:高分子的大小(相对分子质量及相对分子质量分布)和大分子在空间呈现的形状(各种构象,均方末端距)
内旋转活化能:反式构象与顺式构象的势能差成为内旋转势垒
链段:从分子链中划分出来可以任意取向的最小运动单元
静态柔顺性:大分子链在热力学平衡条件下的柔顺性
动态柔顺性:指高分子链在一定外界条件下,从一种平衡态构象(比如反式)转变到另一种平衡态构象(比如旁式)的速度
高分子的柔顺性:高分子能够改变其构象的性质
取向:在外力场,特别是拉伸场作用下,分子链、链段或晶粒沿某一方向或两个方向择优取向排列,使材料发生各向异性的变化
内聚能:克服分子间作用力,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
内聚能密度:单位体积的内聚能
液晶态:介于液相(非晶态)和晶相之间的中介状态,它是一种排列相当有序的液态
第四章高分子材料的主要物理性能
玻璃化转变温度:玻璃态向高弹态转变的温度,即链段开始运动或冻结的温度
脆点(脆化温度Tb):一定温度以下,聚合物处于脆态,大分子的柔性消失,这个温度称为脆点
自由体积理论:当温度降低时,自由体积逐步减少,到某一温度时,自由体积将达到某一值,即无法提供足够空间供链段运动,这时高聚物进入玻璃态,链段运动被冻结,这一临界温度
叫玻璃化温度,在临界值以下,已无足够空间进行分子链构象的调整,因此高聚物的玻璃态可称为等自
高弹性:形变量大,模量小,本质是熵弹性
粘弹性:粘性、弹性行为同时存在的现象
Maxwell 麦克斯维尔模型:一个虎克弹簧和一个牛顿粘壶串连的模型
Kelvin 凯尔文模型:虎克弹簧和牛顿粘壶并联而成
蠕变:恒温、恒负荷下,高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象
应力松弛:恒温恒应变下,材料的内应力随时间的延长而衰减的现象
松弛时间:应力松弛到σ0的1/e的时间
滞后现象:试样在交变应力作用下,应变的变化落后于应力的变化的现象
力学损耗:聚合物在交变应力作用下,产生滞后现象,而使机械能转变为热能的现象
屈服现象与屈服点:超过了此点,冻结的链段开始运动,试样出现的局部变细的现象
银纹:张应力作用下,于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向,以至于在材料表面或内部出现微细凹槽的现象
强迫高弹形变:非晶高分子在处于玻璃态时,链段冻结,但在恰当速率下拉伸,材料仍能发生百分之百的大形变
脆韧转变温:断裂应力与屈服应力相等时的对应温度
相对粘度:
增比粘度:
比浓粘度:
特性粘度:
流变性:流动过程中的粘弹性
剪切变稀效应:剪切速率增大,表观粘度降低
牛顿流体:遵循牛顿流体定律的流体
非牛顿流体:不完全服从牛顿流动定律的流体
表观粘度:高分子流动曲线上一点到坐标原点的割线斜率为流体的表观粘度
牛顿流动定律:大多数小分子液体流动时,剪切应力与剪切速率成正比