高分子物理期末复习
高分子物理期末知识点总结
UNIT1.碳链高分子:主链全部由C以共价键相连接;杂链:主链含C,以及O、S等两种或以上的原子以共价键相连接;构造:聚合物分子的各种形状(线形、枝化、交联、梯形、螺旋)构型:由化学键固定的原子在空间几何排列;构像:原子或原子团绕单键内旋转所产生的空间排布。
旋光异构体:结构单元为-CH2-CHX-型,包含一个不对称C,所形成的异构体;分为全同:取代基都在主平面一侧或都由一种旋光异构单元键接而成;间同:相间分布于或两种交替链接;无规:不规则分布或两种无规链接。
链段:高分子链中的单键旋转时互相牵制,一个键转动,要带动附近的一段链一起运动,把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元。
自由连结链:一个孤立高分子链在旋转时不考虑键角限制和位垒的障碍,每个分子由足够过的不占有体积的化学键自由结合而成的,每个键在任方向取向几率相等的理想模型。
自由旋转链:分子链中每个键在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对旋转的影响;等效自由:将一个原来有n个键长为l键角固定旋转不自由的键组成的链可视为Z个长度为b的自由结合链段的的高分子链;链的柔性:分子链能够改变其构象的性质.(不但高分子本身是一个独立运动单元,而且在每个高分子中还存在能独立运动的小单元,他们热运动的结果使链有强烈的卷曲倾向,这是大分子链具备柔性的最根本内在原因)柔性实质:构象数增,S增,分子链卷曲程度增,分子链在无外力作用下总是自发采取卷曲形态,使构象熵最大。
平衡态柔性:热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构象之间的能量差ΔUtg。
动态柔性:在外界条件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,转变速度取决于位能曲线上反式和旁式构象之间的位垒ΔUb与外场作用能之间的关系(ΔUb与kT).影响柔性的因素:分子结构:a主链结构1主链全部由单键组成,一般柔性较好,PE PP;不同单键,柔性不同Si-O>C-N>C-O>C-C.2有孤立双键,柔性大,顺式聚1,4-丁二烯;共轭双键,不能内旋转,分子刚性,聚乙炔,聚苯;有芳杂环,柔性差,芳香尼龙.b取代基1极性大作用力大,内旋转受阻,柔性差,PAN<PVC<PP.2极性取代基比例大,分子内旋转困难,柔性差,聚氯丁二烯>聚氯乙烯>聚1,2-二氯乙烯.3极性取代基的分布对柔性有影响,聚偏二氯乙烯>聚氯乙烯.4非极性取代基,基团体积大,空间位阻大,内旋困难,柔性差,PS<PP<PE.c支化、交联:支链很长,阻碍内旋转起主导作用,柔性差.d分子链的长短:分子链越长,构像数目多,柔性好.e分子间作用力越大,柔性差.f分子结构越规整,结晶能力强,一旦结晶呈刚性.外界因素:a温度:温度升高,分子热运动能量增加,内旋转变易,构象数增加,柔性增加.b外力:外力作用缓慢柔性易显示,作用快无法体现.e溶剂:重要影响.UNIT2.内聚能:克服分子间作用力,汽化1mol凝聚体所需要能量ΔE;内聚能密度(CED):单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。
(完整word版)高分子物理期末考试试卷及答案
2.较抗蠕变性的大小: (A>C>B) A、酚醛塑料,B、聚丙烯,C、聚苯乙烯。
3.比较熔点: (B>C>A) A、 聚乙烯,B、聚四氟烯,C、聚甲醛。
4. 比较耐水性:(B>C>A) A、聚乙烯醇,B、聚乙酸乙烯酯,C、维尼纶。
5.比较抗冲击强度:(A<B) A、 高密度聚乙烯,B、低密度聚乙烯。
6.比较耐汽油性: (A<B) A、丁苯橡胶,B、丁腈橡胶。
7.比较脆化温度 Tb: (A<B) A、聚碳酸酯,B、聚甲基丙烯酸甲酯。
四.填空题(21 分)
1.橡胶分子间应有适度交联,其原因是 防止不可逆形变 (分子间滑落) 。
2.与低分子化合物相比,高聚物所独有的性能有 高弹性 , 高粘性 , 溶胀性 ,
六.计算题(5 分)
现有苯乙烯(S)和甲基丙烯酸甲酯(M)的三嵌段共聚物 M-S-M,从实验中测得 S 段的质 量百分数为 50%,在苯溶剂中 S 段的均方根长度为 10.2nm。若 C-C 键角为 109°28′ 、键长为
0. 15 nm,并假定内旋转不受位垒限制,求出共聚物中 S 段和 M 段的聚合度。
比强度高 。
3. 分子量相同的线型聚乙烯和支化聚乙烯的混合试样,当采用溶解度分级时,不能将它们分开,
这是由于 溶解度相同
,而采用 GPC 法则能够分开,这是由于 流体力学体积
不同 ,前者大于后者 。
4. 用作防震、隔音的高分子材料,要求具有尽可能大的 力学内耗(阻尼) 。
5. 高聚物的结晶形态有 单晶 、 球晶 、 串晶或柱晶 、 伸直链晶体 ,
大学高分子物理期末复习题
20XX年复习资料大学复习资料专业:班级:科目老师:日期:1-1什么是高分子的构型?答: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,有两类构型不同的异构体,即旋光异构体和几何异构体。
1-2什么样的大分子链结构存在几何异构现象和旋光异构现象?答:1,4加成的聚二烯烃由于内双键上的基团排列方式不同有顺式和反式两种构型,称为几何异构体。
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,称为三种旋光异构体:全同立构为dddddd(或llllll);间同立构为dldldl;无规立构为dllddl等。
1-3试述不同构型的聚丙烯的聚集态结构特点和常温下力学性能的差异。
答:全同或间同立构的聚丙烯,结构比较规整,容易结晶,熔点远高于聚乙烯,用作塑料时较耐热,可用作微波炉容器,还可以纺丝制成纤维(丙纶)或成膜;而无规立构聚丙烯呈稀软的橡胶状,力学性能差,是生产聚丙烯的副产物,自身不能作为材料,多用于作无机填料的改性剂。
1-4由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?答:由于内消旋和外消旋,全同立构聚丙烯无旋光性。
1-5试述下列烯类聚合物的构型名称。
式中d表示链节结构是d构型,l是l构型。
(1)-d-d-d-d-d-d-d-;(2)-l-l-l-l-l-l-l-;(3)—d-l-d-l-d -l-d-l-;(4)—d-l-l-d-d-d-l-。
答:(1)全同立构;(2)全同立构;(3)间同立构;(4)无规立构。
1-6 聚丁二烯有哪些有规立构?以聚丁二烯为例,说明一级结构(近程结构)对聚合物性能的影响?答:聚丁二烯有1,2加成和1,4加成两种加成方式。
前者存在旋光立构现象,后者存在几何立构现象。
由于一级结构不同,导致聚集态结构不同,因此性能不同。
其中顺式聚1,4-丁二烯规整性差,不易结晶,常温下是无定形的弹性体,可作橡胶用。
高分子物理期末复习参考题
高分子物理期末复习参考题说明:此复习题仅作为复习参考使用,并非考试试题,只是题型和考试类似,希望同学们好好复习。
一、填空题:1、降温速度越快,高聚物的玻璃化转变温度Tg越高2、橡胶弹性的本质—弹性,橡胶在绝热拉伸过程中放热。
3、松弛时间T值越小,表明材料的弹性越。
推迟时间T值越小,表明材料的弹性越。
4、银纹是在张应力的作用下产生的,银纹内部存在微细凹槽,其方向与外力方向垂直。
5、分子链越柔顺,粘流温度越」:高分子极性大,粘流温度越高。
6、温度下降,材料断裂强度增大,断裂伸长率减小。
7、产生橡胶弹性的条件、、。
8、在交变应力(变)的作用下,应变于应力一个相角§的现象称为滞后,tan6的值越小,表明材料的弹性。
9、对于相同分子量,不同分子量分布的聚合物流体,在低剪切速率下,分子量分布的粘度高,在高剪切速率下,分子量分布粘度高。
10、高聚物的粘流温度是成型加工的温度,高聚物的分解温度是成型加工的温度。
11、高聚物屈服点前形变是完全可以回复的,屈服点后高聚物将在恒应力下发生塑性流动,屈服点以后,大多数高聚物呈现应变软化,有些还非常迅速。
屈服发生时,拉伸样条表面产生或剪切带,继而整个样条局部出现。
二、单项选择题1、下列聚合物中,玻璃化转变温度T g的大小顺序是()(1)聚乙烯(2)聚丙烯腈(3)聚丙烯(4)聚氯乙烯A(4)>(2)>(3)>(1)B(2)>(4)>(3)>(1)C(2)>(4)>(1)>(3)D(4)>(2)>(1)>(3)2、下列聚合物中,熔点T m最高的聚合物是()A聚邻苯二甲酸乙二酯B聚间苯二甲酸乙二酯C聚己二甲酸乙二酯D聚对苯二甲酸乙二酯3、在下列聚合物中,结晶能力最好的是()A无规聚苯乙烯B聚乙烯C等规聚苯乙烯D聚苯乙烯—丁二烯共聚物4、交联橡胶以下说法不正确的是()A形变小时符合虎克定律B具有熵弹性C拉伸时吸热D压缩时放热5、下图是在一定的应力作用下,不同温度下测定的聚合物蠕变性能曲线,下列温度大小顺序正确的是() AT>T>T>T1234 BT>T>T>T4321 CT>T>T>T1324 DT>T>T>T23146、聚碳酸酯的应力—应变曲线曲线属于以下的哪一类?( A 硬而脆B 软而韧C 强而韧D 硬而强7、下列聚合物中,拉伸强度最大的聚合物是()A 高密度聚乙烯B 尼龙610C 尼龙66D 聚对苯二甲酰对苯二胺 8、聚合物挤出成型时,产生熔体破裂的原因是()A 熔体弹性应变回复不均匀B 熔体黏度过小C 大分子链取向程度低D 法向应力大 9、聚丙烯酸钠的Tg 为280°C,聚丙烯酸的Tg 为106°C,前者Tg 高时因为() A 侧基的长度短B 存在氢键C 范德华力大D 存在离子键10、下图为不同相对分子质量高聚物熔体的流动曲线,那种高聚物的相对分子质量最高11、可以用时温等效原理研究聚合物的黏弹性,是因为()A 高聚物分子运动是一个与温度、时间有关的松弛过程B 高分子分子处于不同的状态C 高聚物是由具有一定分布的不同相对分子质量分子组成的D 高聚物具有黏弹性 12、下列聚合物中,玻璃化转变温度Tg 是()(1)聚氯乙烯(2)聚乙烯(3)聚1,2-二氯乙烯(4)聚偏二氯乙烯 A (4)>(3)>(1)>(2)B (3)>(4)>(1)>(2)CH 3CH —CH 3CH 314、PE 、PVC 、PVDC (聚偏二氯乙烯)的结晶能力大小顺序,以下说法正确的是(C.PVDC >PE >PVCD.PVDC >PVC >PE15、橡胶在室温下呈高弹性,但当其受到()时,在室温下也能呈现玻璃态的力学行为。
东华大学高分子物理复习
在 10nm 左右; (3)晶片中的分子链是垂直于晶面的,高分子
答:形成条件:聚合物溶液或熔体在应力作用下 或强烈的流动场中形成;
特征:(1)具有伸直链结构的中心线,中心 线周围间隔地生长着折叠链的片晶;
(2)应力越大,伸直链组分越多。 5、伸直链片晶的形成条件和特征是什么?
(1)聚合物在极稀的溶液中缓慢结晶; (2)刚性聚合物的浓溶液缓慢结晶。
(2)温度较低时,高分子扩散成为结晶生长的 控制因素,在突出的棱角上生长速度比其 他邻近处的生长速度更快,从而倾向于树 枝状的生长,最后形成树枝状晶体;
4、串晶的形成条件和特征是什么?
特征: (1)整块晶体具有短程和长程有序的单一晶体
晶聚集体;
程度不同的晶体。聚合物的结晶过程中,随
(4)晶片中分子链的方向总是垂直于球晶的半
着温度降低,熔体粘度迅速增加,分子链的
径方向;
活动性减小,在砌入晶格时来不及作充分的
(5)晶片之间和晶片内部仍然存在连接链组成
位置调整,而使形成的晶体停留在不同的阶
的非晶区;
段上。在熔融过程中,比较不完善的晶体将
9、在塑料的加工中常使用结晶成核剂,请说明 结晶成核剂对聚合物的结晶速度、球晶的尺 寸、产物的透明性、断裂强度和韧性的影响。
答:加入成核剂:结晶速率提高、球晶的尺寸减 小、透明性增加、断裂强度提高、韧性提高。
10、试说明分子链结构、相对分子质量、结晶温 度、结晶成核剂等因素对聚合物结晶速度的影响。
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度,σ愈小分子愈柔顺。
15、无扰尺寸 A:因为均方末端距与键数 n 成正
比,而 n 又比例于分子量 M,所以可以用单位分
高分子物理复习资料
高分子物理复习资料高分子物理复习资料高分子物理是研究高分子材料的物理性质和行为的学科,它在材料科学和工程领域中具有重要的地位。
对于学习高分子物理的学生来说,复习资料是提高复习效率和理解知识的重要工具。
本文将介绍一些高分子物理复习资料的内容和使用方法。
第一部分:高分子物理基础知识在复习高分子物理时,首先需要掌握一些基础知识。
这包括高分子的结构与性质、高分子的物理性质和高分子的力学性质等。
对于这些知识,可以通过查阅教材和课堂笔记来进行复习。
同时,还可以通过阅读相关的学术论文和综述来深入了解这些知识。
第二部分:高分子物理实验技术高分子物理实验技术是研究高分子物理的重要手段。
在复习时,可以通过学习实验技术来加深对高分子物理的理解。
这包括高分子的合成方法、高分子的表征方法和高分子的测试方法等。
可以通过查阅相关的实验教材和实验手册来学习这些实验技术。
第三部分:高分子物理理论模型高分子物理理论模型是解释高分子物理现象的重要工具。
在复习时,可以通过学习理论模型来深入理解高分子物理的本质。
这包括高分子的统计力学模型、高分子的自洽场理论和高分子的动力学模型等。
可以通过阅读相关的学术论文和专著来学习这些理论模型。
第四部分:高分子物理应用研究高分子物理的应用研究是将高分子物理理论应用于实际问题的重要领域。
在复习时,可以通过学习应用研究来了解高分子物理在材料科学和工程领域中的应用。
这包括高分子材料的功能性和高分子材料的性能调控等。
可以通过阅读相关的学术论文和专著来学习这些应用研究。
第五部分:高分子物理的前沿研究高分子物理的前沿研究是推动高分子物理学科发展的重要动力。
在复习时,可以通过学习前沿研究来了解高分子物理的最新进展。
这包括高分子自组装和高分子纳米材料等。
可以通过阅读相关的学术论文和综述来学习这些前沿研究。
总结:高分子物理复习资料的内容和使用方法多种多样,可以根据自己的学习需求选择合适的资料进行复习。
通过系统地学习高分子物理的基础知识、实验技术、理论模型、应用研究和前沿研究,可以提高对高分子物理的理解和应用能力。
高分子物理期末复习
b、链的对称性
无规PVDC >
较差
Cl
CH2 C
Cl
无规PVC
很差
H
CH2 C
Cl
聚异丁烯 > 无规聚丙烯
结晶
非结晶
无规聚乙烯醇PVA 60%
因-OH位阻小
高分子物理期末复习
c、链柔性
链柔性
结晶能力
• PE(易结晶)
• PET(含苯环,结晶能力弱)
• PC(苯环密度大,不易结晶)
4区 —— T↑ 成核速度逐渐↓ 结晶速度由成核过程控制
结晶温度对结晶速率的影响 5区 —— T↑ T>Tm 晶核不能形成
∴结晶速度 0
Tmax ≈ 0.85Tm(k) Tcm ≈ 0.63Tm+0.37Tg-18.5(k)
高分子物理期末复习
结晶速度:一定温度下,结晶高聚物在体积收缩一半时
所需时间的倒数
内因
高分子物理期末复习
a、链的规整性(化学、几何结构)
结构简单,必结晶:
聚四氟低 乙压 烯 P法 E中压 P法 E高压 P法 E
很
9% 5
7- 08% 0 9% 0 6- 57% 5
全同 > 间同 > 无规
立体规整度
结晶能力
• 无规PP、PS、PMMA:不结晶 • 全同和间同PP、PS、PMMA:结晶 • 缩聚高分子:结晶 • 反丁塑料 > 顺丁橡胶
高分子物理期末复习
第四章 高聚物的分子运动和转变
一、聚合物分子运动的特点 二、黏弹行为的五个区域 三、玻璃化转变行为
高分子物理期末复习
链结构 凝聚态结构 高分子溶液 分子量
外部环境和各种场的作用
高分子物理期末复习提纲汇总
高分子物理期末复习提纲第一章:1、高分子链的主链类型;碳链高分子:主链(链原子)完全由C原子组成。
杂链高分子:主链原子除C外,还含O,N,S等杂原子。
元素有机高分子:主链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。
2、高分子链的构型及构象;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。
旋光异构,几何异构,键接异构构象可定义为由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
3、高斯链的概念;高斯线团模型对大分子链作如下简化假设:1,设大分子链由Z个链段组成,Z>>1,每个链段为一统计单元;2,每个统计单元均视为长度为b的刚性小棒;3,统计单元之间自由连接,在空间自由取向;4,大分子链本身不占有体积。
符合这种假定的分子链称高斯链,其末端距的分布函数符合高斯分布函数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。
3高分子的柔顺性由两类因素决定,一是结构因素,另一类是温度、溶剂、外力、时间等外部因素决定内旋转愈容易,则链的柔顺性愈好。
主链结构对高分子链柔顺性影响很显著(1)碳链高分子:a不饱和碳链高分子比饱和碳链高分子柔顺。
PB>PE IR>PP PVC>CRb主链含有苯环的高分子和有共轭双键的高分子柔顺性差。
聚苯醚(PPO)聚苯聚乙炔(2)杂链高分子和元素高分子:Si-O > C-N > C-O >C-C硅橡胶尼龙类酯类烯类侧基-侧基的极性、体积和对称性1)极性侧基极性的大小:极性越大,链的柔顺性越小。
PP> PVC > PAN极性多少:极性基增多,则柔顺性减小。
氯化聚乙烯当含氯量小时是一种弹性好的橡胶,随着含氯量的增加,链的柔顺性下降,弹性下降最后变形一种硬质材料。
聚乙烯> 聚氯乙烯> 1,2聚二氯乙烯对称性:取代基对称分布时,柔顺性好聚偏二氯乙烯> 聚氯乙烯2)非极性侧基当侧基是柔性时,侧基越长,链的柔性越好。
高分子物理期末复习
1、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2、脆性断裂——屈服前的断裂,拉伸中试片均匀形变,断面较平整。
3、熔限——高聚物熔融开始至终了的温度区间。
4、时温等效原理——升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的效的,可用一个转换因子αT力学数据。
5、应力松弛:在恒定温度和形变标尺不变的情况下,聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象、某一结构对称的结晶聚合物,其T m=210℃,其结晶速度最快的温度在B 。
A.170℃B.115℃2.比较结晶难易程度:1.PE、PP、PVC、PS (PE>PP>PVC>PS)3、比较下列聚合物的玻璃化温度:聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚对苯二甲酸乙二醇酯聚碳酸酯(聚碳酸酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷)画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下,在玻璃化转变温度以下30度时的应力-应变曲线,并指出从该曲线所能获得的信息。
(10)从该图可以获得的信息有:聚合物的屈服强度(Y点强度)聚合物的杨氏模量(OA段斜率)聚合物的断裂强度(B点强度)聚合物的断裂伸长率(B点伸长率)聚合物的断裂韧性(曲线下面积)玻璃化转变温度由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫玻璃化转变区,玻璃态开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度。
聚合物在玻璃化转变时,除了力学性能外,许多物理性质如比体积、膨胀系数、比热、导热系数、密度、折光率、介电常数等,也都有很大变化。
它是塑料使用的上限温度,橡胶使用的下限温度。
蠕变蠕变是指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。
蠕变与温度高低和外力大小有关。
聚合物蠕变性能反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力,有重要的实用性。
34)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增加而逐渐衰减的现象。
高分子物理期末复习题详解
《高分子物理》期末复习题集(没有参考答案)第一章 高分子链的结构教学大纲本章的主要内容是介绍链的近程结构和远程结构。
其中近程结构介绍了高分子链结构单元的化学组成、键接方式、立体构型、支化与交联和端基等内容;远程结构包括高分子的大小及柔顺性,着重介绍柔顺性的成因、影响因素和定量描述。
要求掌握:1、高分子链近程结构和远程结构的主要内容,并能举例说明各自对性能的影响;2、构象、构型 、柔顺性和链段等基本概念;3、影响柔顺性的因素有哪些?并能判断不同分子链间柔顺性的大小。
要求理解:1、平衡态柔顺性的表征方法(θ状态测量法、几何算法和高斯统计法)及异同;2、自由联接链、等效自由联结链和高斯链的异同3、正确理解和初步运用以下公式(1)202061h =ρ (2)θθcos 1cos 122-+=nl h f (3)b z h 321*==β (4)22zb h =(5)202202max)2cos (h nl h Lz θ== 要求了解:(1)几何算法计算自由旋转链的末端距;(2)高斯统计算法计算高斯链的假设、计算过程及几种末端距的结果。
习题一、名词解释:有规立构高分子、立构规整度、链段、等效自由连接链、高斯链、聚合物的链结构、 有规立构高分子:其分子可以仅用一个以,一种简单序列排列的构型重复单元描述的规整高聚物。
立构规整度:指高聚物中含有全同立构与间同立构的总的百分数。
链段:大分子中能够完全自由取向的最小单元。
高斯链:末端距分布以及链段分布符合高斯分布函数的链。
等效自由结合链:高分子链段与链段自由结合,并且无规取向。
称为等效自由结合链二、判断题(1) 低温度可以使聚丙烯的链处于冻结状态,其构象数减少,规整度提高。
X(2) 大部分高分子主链上都含有σ单键,任何条件下都能内旋转。
X(3) 立构规整度高的聚合物都能结晶。
X(4) 温度越高内旋转异构体的数目越多。
(5) 结晶高聚物的构象数比取向高分子的构象数少。
高分子物理名词解释(期末复习)
第四章 聚合物分子量和分子量分布 牛顿流体:粘度不随剪切力和剪切速率改变而改变的流体。 淋出体积:凝胶渗透色谱法测分子量过程中,自试样进柱到呗淋洗出来所接收 到的淋出液总体积。多分散试样中,试样的分子量按从大到小的顺序分级。 第五章 聚合物分子运动与转变 *松弛时间 τ:外力解除后试样形变回复到初始最大形变的1/e所需的时间。 聚合物分子运动的特点:运动单元的多重性、分子运动的时间依赖性和温度依 赖性。 玻璃化温度:无定形聚合物由玻璃态向高弹态转变的温度,用Tg表示。 粘流温度:链段沿作用力方向的协同运动导致大分子重心发生相对位移,聚合 物呈现流动性,对应的转变温度为粘流温度Tf。 自由体积:聚合物内部分子间存在的空隙体积。 物理老化:一般聚合物制品的许多性能随时间的推移而发生变化的现象。 退火:将晶态聚合物升温到接近其熔点并维持一定时间的过程。 淬火:将温度升高接近熔点的材料急速冷却到室温的过程。
第七章 聚合物的粘弹性 粘弹性:高分子材料的力学行为,在通常情况下总是或多或少地表现为粘性和 弹性相结合的特性,而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异,这种特性 称为粘弹性。 蠕变现象:在一定的温度和较小的恒定应力下,聚合物的形变随时间延ห้องสมุดไป่ตู้而逐 渐增大的现象。包括三个形变过程:普弹形变、高弹形变、粘流形变。 应力松弛:在恒定温度和形变保持不变的情况下, 高聚物内部的应力随时间增 加而逐渐衰减的现象。 滞后现象:聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。 力学损耗:存在滞后现象时,每一次拉伸-回缩过程中所消耗的功,称为力学损 耗。
kT
反映高分子与溶剂相互作用能的变化,
可以表征溶剂分子与高分子相互作用程度大小的参数。
θ溶液:指高分子稀溶液在θ温度下,高分子链段间的作用力,高分子链段和溶剂
高分子物理期末复习
分子量↑ ;分子量分布;支化
掌握 η ~ T 关系式
刚性链-柔性链
4、聚合物熔体的弹性效应
第7章 橡胶弹性理论 7.1 聚合物的高弹态和高弹性 7.2 橡胶弹性的热力学理论 7.3 橡胶弹性的统计理论 7.4 交联聚合物的溶胀
第7章 橡胶弹性理论
1、高弹态的特点 1)形变量很大,弹性模量随温度升高而增大。 2)形变需要时间——滞后形变 3)形变时有热效应,拉伸放热,回缩吸热 2、交联橡胶的使用温度范围:Tg~Td 3、橡胶热力学方程式:
牛顿流体、假塑性流体;胀塑性流体;宾汉流体;触变 性流体;流凝性流体
牛顿粘性流动定律 σ s = ηγ 幂律公式 σ s = Kγn
零剪切粘度;表观粘度;极限粘度
高分子熔体——假塑性流体——“剪切变稀”
2、聚合物熔体的流动曲线(“链缠结”理论解释)
3、影响聚合物熔体粘度和流动性的因素
温度↓ ;剪切速率↓ ;剪切应力↓ ; 温敏性-切敏性
Tg < T < Tg + 100℃
依据WLF方程:
log aT
=
−C1(T − TS )
C2 + (T − TS )
Ts = Tg
⎛τ
log
⎜ ⎝
τ
s
⎞ ⎟ ⎠
=
log
⎛ ⎜⎝
ωs ω
⎞ ⎟⎠
=
⎛η
log
⎜ ⎝
η
s
⎞ ⎟ ⎠
=
−
17.44(T − Ts ) 51.6 + (T − Ts )
Ts = Tg + 50℃左右
f = ⎜⎛ ∂U ⎟⎞ + T ⎛⎜ ∂f ⎟⎞ ⎝ ∂l ⎠T ,V ⎝ ∂T ⎠l,V
高分子物理复习资料
高分子物理期末考试复习资料1、高聚物的力学三态指的是:玻璃态、高弹态和粘流态。
2、熔限指的是结晶聚合物熔融开始至终了的过程中存在的一较宽的温度范围。
3、聚合物的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,这一数值称为临界聚合度。
一般情况下,聚合物的机械强度随聚合度的增大而非线性增大。
(详见《高分子化学》P8)4、构型与构象的区别:①定义: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,而构象则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;②特点:构型是稳定的,要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组;而构象是通过单键的内旋转实现的(热运动),是不稳定的,具有统计性,改变构象不需要打破化学键。
构型分为三种:几何异构(顺反异构),旋光异构(立体异构),键接异构体。
5、支化与交联的区别:支化:分子链上带有一些长短不一的支链高分子,有星型、梳型和无规支化之分;交联:分子链联结成的三维空间网络结构。
支化高分子能溶解在某些溶剂中,而交联高分子除交联度不太大时能在溶剂中发生一定的溶胀外,在任何溶剂中都不能溶解,受热时也不熔融。
6、1,2—二氯乙烷的内旋转位能:顺式重叠构象位能最高(最不稳定),反式交错构象能量最低(结构最稳定),因此结晶时大多数分子呈反式构象,所以在1,2—二氯乙烷晶体中反式能量大于(﹥)旁式。
7、高分子链的柔顺性:高分子链能够(通过内旋转作用)改变其构象的性质。
表征高分子链柔顺性的主要参数有:⑴空间位阻参数(或称刚性因子σ),σ值愈大,柔顺性愈差;⑵无扰尺寸A ,A 值愈小,分子链愈柔顺;⑶特征比Cn ,Cn 值越小,链的柔顺性越好;(4)链段长度b ,b 值愈小,链愈柔顺。
刚性因子σ即实测的无扰均方末端距(h 02)与自由旋转链的均方末端距(h f,r 2)之比:σ=[ h 02/ h f,r 2]1/2;特征比Cn 定义为:无扰链与自由连接链均方末端距的比值,即Cn= h 02/nl 2(对于自由连接链Cn=h 02/nl 2=1;对于完全伸直链Cn= h 02/nl 2=n );无扰尺寸A 定义为单位分子量的均方末端距,即A=[ h 02/M ]1/2 8、在数学上处理均方末端距的方法主要有:①几何计算法②统计计算法,处理后的结果自由结合链均方末端距一样(相同)。
高分子物理化学期末复习
一、名词解释1.柔性:指大分子有改变分子链形态的能力。
2.构象:是因碳-碳单键内旋而产生的异构现象。
3.链段:是因为分子内旋受阻而在高分子链中能够自由转动的单元长度。
4.内聚能密度:单位体积的内聚能。
5.取向:是指非晶高聚物中的分子链段或整个分子链,结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒,在外力作用下,沿外力作用的方向进行有序排列的现象。
6.结晶度:是指高聚物结晶中结晶部分所占的质量分数或体积分数。
7.应力松弛:在保持高聚物材料形变一定的情况下,应力随时间的增长而逐渐减小的现象。
8.蠕变:在一定的应力作用下,形变随时间而发展的现象。
9.内聚能:一摩尔分子聚集在一起的总能量,也等于同样数量分子分离的总能量。
10.高聚物:由成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子所组成的化合物。
选择题二、1.聚合物在溶液中通常呈无规线团构象。
2.一般来说,纤维材料需要较高程度的取向。
3.测量数均分子量,可以选择气相渗透法、渗透压法、端基滴定法、沸点升高和冰点降低法、光散射法。
4.聚合物处于高弹态时,其分子运动的主要单元是链段。
5.大多数聚合物流体属于假塑性流体。
6.高分子链结构——是构成高聚物最基本的微观结构,是决定高聚物基本性质的主要因素。
如:聚乙烯柔软能结晶;无规立构聚苯乙烯硬而脆,不能结晶;全同立构聚丙烯常温下是结晶固体,而无规立构聚丙烯常温下却为粘稠性的液体。
7..高聚物聚集态结构取决于成型加工的过程,它是决定高聚物制品使用性能的主要因素。
8. 影响高分子链柔性的的主要因素(1)主链结构的影响——决定性作用1/ 主链全部由单键组成,柔性很大。
规律:键角越大,键长越长,旋转时的内阻就越小,柔性就越大。
如:─O─Si─O─Si─O─大小大大─O─C─O─C─O─↑↓↑↑─C─C─C─C─C─小大小小键角内阻键长柔性2/ 主链中如含有苯环、芳环、杂环结构,柔性下降,刚性增加。
3/ 主链中含有双键:孤立双键——内旋转容易,柔性增大。
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。
高分子物理复习要点
影响玻璃化温度的因素
玻璃化温度是高分子链段从冻结到运动(或 反之)的一个转变温度,而链段运动是通过 主链的单键内旋转来实现的,因此,凡是能 影响高分子链柔性的因素,都对Tg有影响 。
PMMA:
CH3
C
CH2 n
O C OCH3
。 68
。
。
10
20
。 20
。
15
Tg
。
增
87
。
高
106
。 104
。 120
2.取代基团的空间位阻和侧链的柔性 (2) 刚性侧基的体积越大,分子链的柔顺性 越差,Tg越高
2.取代基团的空间位阻和侧链的柔性
(3) 柔性侧链越长,分子链柔顺性越好,Tg 越低
△HM>0,所以只有在 | △HM | <T |△SM | 时,才 能满足△FM <0 。
• 如何选择溶剂?
高分子溶液与理想溶液的偏差
• ①高分子间、溶剂分子间、高分子与溶剂分子 间的作用力不可能相等,因此溶解时,有热量 变化 。
• ②由于高分子由聚集态→溶剂中去,混乱度变 大,每个分子有许多构象,则高分子溶液的混 合熵比理想溶液要大得多。
ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。共聚 方式是无规共聚与接枝共聚相结合,结构复杂:可以是以 丁苯橡胶为主链,将苯乙烯丙烯腈接在支链上;也可以是 以丁腈橡胶为主链,将苯乙烯接在支链上;当然还可以苯 乙烯—丙烯腈的共聚物为主链,将丁二烯和丙烯腈接在支 链上等等,这类接枝共聚物都称为ABS。 因为分子结构不同,材料的性能也有差别。总的来说, ABS三元接枝共聚物兼有三种组分的持性。其中丙烯腈有 CN基,能使聚合物耐化学腐蚀,提高制品的抗张强度和 硬度;丁二烯使聚合物呈现橡胶状韧性,这是制品抗冲强 度增高的主要因素;苯乙烯的高温流动性能好,便于加工 成型,且可改善制品的表面光洁度。因此ABS是一类性能 优良的热塑性塑料。
高分子物理内容期末总结
⾼分⼦物理内容期末总结第⼀章1.⾼分⼦的特点:2.统计平均分⼦量:测量⽅法:化学⽅法端基分析法热⼒学⽅法沸点升⾼,冰点降低,蒸⽓压下降,膜渗透压法(从物理意义上讲,正是溶液中溶剂的化学位与纯溶剂化学位的差异引起了渗透压的现象)?光学⽅法光散射法动⼒学⽅法粘度法,超速离⼼沉淀及扩散法其它⽅法电⼦显微镜,凝胶渗透⾊谱法3.分⼦量的分布及测定⽅法:利⽤聚合物溶解度的分⼦量依赖性, 将试样分成分⼦量不同的级分, 从⽽得到试样的分⼦量分布, 如沉淀分级, 溶解分级利⽤聚合物在溶液中的分⼦运动性质, 得到分⼦量分布, 如超速离⼼沉降速度法?利⽤⾼分⼦尺⼨的不同, 得到分⼦量分布, 如凝胶渗透⾊谱法, 电⼦显微镜法.4.⾼聚物性质与分⼦量及其分布的关系:拉伸强度和冲击强度与样品中低分⼦量部分有较⼤关系溶液粘度和熔体的低切流动性能与样品中中分⼦量部分有较⼤关系熔体强度与弹性与样品中⾼分⼦量部分有较⼤关系5.相对分⼦质量对聚合物性能的影响:聚合物有许多重要特性的⼀个根本原因是相对分⼦质量⼤。
因⽽随相对分⼦质量增⼤聚合物的许多性能发⽣了变化,变化趋势如下:柔顺性增⼤。
但达到临界相对分⼦质量MC约104后符合统计规律,柔性与相对分⼦质量⽆关;机械性能提⾼;粘度增加,熔融指数下降,可加⼯性下降;溶解速率下降;熔点提⾼;结晶速率下降;Tg和Tf均提⾼。
分⼦量分布宽度指数:凝胶渗透⾊谱法原理:体积排除机理:溶质分⼦的体积越⼩, 其淋出体积越⼤. 这种解释不考虑溶质与载体间的吸附效应以及溶质在流动相和固定相中的分配效应, 其淋出体积仅仅由溶质分⼦的尺⼨和载体的孔径尺⼨决定, 分离完全是由于体积排除效应所致, 所以GPC ⼜被称为体积排除⾊谱第⼆章:⾼分⼦链的结构概念:构型:构造:指聚合物分⼦的各种形状,⼀般为线型、也有⽀化或交联结构构象:由于单键的内旋转⽽产⽣的分⼦在空间的不同形态。
柔顺性:⾼分⼦链能够通过内旋转作⽤改变其构象的性能1.链的特点:1. 1近程结构:化学组成分类:碳链⾼分⼦——不易⽔解,易加⼯成型,易燃,耐热性差易⽼化。
高分子物理期末复习(大题)
高分子物理期末复习甲. 图形题P=Page I=Image画出溶致性液晶的粘度-浓度曲线,并标明各个区域的特征。
Answer: P75 I3-54画出玻璃态聚合物的温度-应变曲线,并标明各个区域名称和位置。
Answer: P181 I7-4画出假塑性流体的的lg σ-lg γ曲线,标出三个区域及名称,并标明零切黏度及极限黏度。
Answer:P182I7-6 左下至右上曲线画出牛顿流体及五种非牛顿流体的流动曲线Answer: P178 I7-2(Left)画出玻璃态聚合物在不同温度下的应力-应变曲线,并标明各个曲线的各自温度范围。
Answer: P209 I8-6画出聚合物的蠕变时的形变-时间曲线,对形变进行适当划分并标明各个区域的形变特征。
Answer: P223 I8-24乙. 计算题假定聚丙烯主链键长为0.154nm ,键角为109.5。
,空间位阻参数σ=1.76,求等效自由结合链的链段长度b22220max 6h b l L === 假定聚乙烯的聚合度为2000,键角为109.5。
,求伸直链长度Lmax 与自由旋转链的根均之比值。
=== 某聚苯乙烯试样的分子量为416000,试估算其无扰链的均方末端距(已知特性比Cn=12,主链键长0.154nm )8841600416004000104n C H X M ===22202n n n h C nl C X l ==某聚合物完全结晶时密度为0.936g/cm3,无定形时为0.85 g/cm3,现有该聚合物试样一块,体积为1.42×2.96×0.51 cm3,重量为1.94 g ,计算其比体积、体积结晶度和质量结晶度。
111c a a a c c a c a c a c c a W c c c c a c a a c cV c c a cmV mabcm V V V V m V V V abc m V V m V f m m V V V f V V υρρρρρρρρρρρρ===-⎧=⎪+=-⎧⎪⇒⎨⎨+==-⎩⎪=⎪-⎩==++=+ 聚乙烯晶胞的α=β=γ=90°,a=0.74nm,b=0.493nm,c=0.2534nm,z=2,试求聚合物晶体的密度。
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1、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2、脆性断裂——屈服前的断裂,拉伸中试片均匀形变,断面较平整。
3、熔限——高聚物熔融开始至终了的温度区间。
4、时温等效原理——升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的效的,可用一个转换因子αT力学数据。
5、应力松弛:在恒定温度和形变标尺不变的情况下,聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象、某一结构对称的结晶聚合物,其T m=210℃,其结晶速度最快的温度在B 。
A.170℃B.115℃2.比较结晶难易程度:1.PE、PP、PVC、PS (PE>PP>PVC>PS)3、比较下列聚合物的玻璃化温度:聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚对苯二甲酸乙二醇酯聚碳酸酯(聚碳酸酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷)画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下,在玻璃化转变温度以下30度时的应力-应变曲线,并指出从该曲线所能获得的信息。
(10)从该图可以获得的信息有:聚合物的屈服强度(Y点强度)聚合物的杨氏模量(OA段斜率)聚合物的断裂强度(B点强度)聚合物的断裂伸长率(B点伸长率)聚合物的断裂韧性(曲线下面积)玻璃化转变温度由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫玻璃化转变区,玻璃态开始向高弹态转变的温度称为玻璃化转变温度。
聚合物在玻璃化转变时,除了力学性能外,许多物理性质如比体积、膨胀系数、比热、导热系数、密度、折光率、介电常数等,也都有很大变化。
它是塑料使用的上限温度,橡胶使用的下限温度。
蠕变蠕变是指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。
蠕变与温度高低和外力大小有关。
聚合物蠕变性能反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力,有重要的实用性。
34)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增加而逐渐衰减的现象。
线型聚合物产生应力松弛的原因,可理解为试样所承受的应力逐渐消耗于克服链段及分子链运动的内摩擦阻力上。
具体说,在外力作用下,高分子链段沿外力方向被迫舒展,因而产生内部应力,以与外力相抗衡。
但是,通过链段热运动调整分子构象,以致缠结点散开,分子链产生相对滑移,逐渐恢复其蜷曲的原状,内应力逐渐消除,与之相平衡的外力当然也逐渐衰减,以维持恒定的形变。
交联聚合物整个分子不能产生质心位移的运动,故应力只能松弛到平衡值。
35)滞后在一定温度和循环(交变)应力作用下,试样应变滞后于应力变化的滞后现象。
由于发生滞后现象,在每一循环变化中,都要以热的形式损耗掉的能量。
材料疲劳材料或构件在周期应力作用下断裂或失效的现象,是材料在实际使用中常见的破坏形式。
在低于屈服应力或断裂应力的周期应力作用下,材料内部或其表面应力集中处引发裂纹并促使裂纹传播,从而导致最终的破坏。
挤出胀大挤出胀大现象又称巴拉斯效应,是指熔体出模孔后,挤出物的截面积比模孔截面积大的现象。
挤出物胀大现象也是聚合物熔体弹性的表现。
至少有两方面因素引起。
其一是聚合物熔体在外力作用下进入模孔,入口处流线收敛,在流动方向上产生速度梯度,因而分子受到拉伸力产生拉伸弹性形变,这部分形变一般在经过模孔的时间内还来不及完全松弛,出模孔之后,外力对分子链的作用解除,高分子链就会由伸展状态重新回缩为蜷曲状态,形变回复,发生出口膨胀。
另一个原因是聚合物在模孔内流动时由于切应力的作用,表现出法向应力效应,法向应力差所产生的弹性形变在出模孔后回复,因而挤出物直径胀大。
简述聚合物分子的运动及其特点。
答案要点: (1)运动单元的多重性,包括:高分子链的整体运动,链段运动,链节、支链、侧基的运动,晶区内分子运动。
(2)分子运动的时间依赖性。
原因在于不同的运动单元的运动均需要克服摩擦力,不可能瞬时完成。
(3)分子运动的温度依赖性。
不同温度下表现出不同的运动特征。
玻璃态:分子运动限于振动和短程的旋转运动;玻璃-橡胶转变区:模量下降很多,链段为运动;橡胶流动区:既呈现橡胶弹性又呈现流动性;液体流动区,整个分子链成为运动单元。
18.简述高分子聚合物玻璃化转变的自由体积理论。
答案要点: 玻璃化转变是高分子链段运动的松驰过程。
自由体积理论认为,液体或固体,它的整个体积包括两部分:一部分是分子本身占据的,称为占有体积;另一部分是分子间的空隙,称为自由体积,它以大小不等的空穴无规分布在聚合物中,提供了分子运动的空间,是分子链可能通过转动而调节构象。
在玻璃化温度以下,链段运动被冻结,自由体积也处于冻结状态,其空穴尺寸和分布基本上固定。
聚合物在玻璃化温度下,自由体积提供的空间不足以使聚合物链发生构象调整,随温度升高,聚合物体积膨胀只是由于分子振动、键长的变化,即分子占有体积的膨胀。
而在玻璃化温度以上,自由体积开始膨胀,为链段运动提供保证,链段由冻结进入运动状态。
19.影响Tg的因素是什么?通过什么手段可以调节聚合物的Tg?影响Tg的因素:(1)主链的柔顺性;(2)取代基;(3)构型;(4)分子量;(5)链间相互作用;(6)作用力;(7)实验速度。
调节手段:(1)增塑降低Tg。
(2)共聚取决于共聚方法,共聚组成及共聚单体的化学结构。
(3)交联提高Tg。
(4)共混由共混物的相容性决定。
如果热力学互容,则共混物的Tg与相同组分无规共聚物的Tg相同,即介于相应聚合物的Tg之间。
20.聚合物结晶的必要条件是什么?如何影响聚合物的结晶?答案要点:聚合物结晶的必要条件是分子结构的对称性和规整性,这也是影响其结晶能力、结晶速度主要结构因素。
此外,结晶还需要温度和时间。
影响因素:(1)链的对称性和规整性:分子链的对称性和规整性越高,越易于结晶。
(2)分子量:分子量大,熔体粘度增大,链运动能力降低,限制了链段向晶核的扩散排列,聚合物结晶速度变慢。
(3)共聚物:与共聚单体的结构、共聚物组成、共聚物分子链对称性和规整性均有关。
无规共聚物结晶能力降低。
如果两种共聚物的均聚物结晶结构相同,这种共聚物也可以结晶。
嵌段聚合物的各个嵌段基本保持基本保持相对独立性,其中能结晶的嵌段将形成自己的晶区。
.简述聚合物粘弹性现象。
答案要点: 高分子材料的力学行为在通常情况下总是或多或少表现为弹性与粘性相结合的特性,而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异,这种特性称之为粘弹性。
粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。
包括:(1)蠕变指在一定温度、一定应力的作用下,聚合物的形变随时间的变化称为蠕变。
(2)应力松弛在一定温度、恒定应变的条件下,试样内的应力随时间的延长而逐渐减小的现象称为应力松弛。
(3)滞后现象在一定温度和交变应力的作用下,试样应变滞后于应力变化的现象。
其中,蠕变、应力松弛属于静态粘弹性,滞后属于动态粘弹性。
简述时温等效原理答案要点:从分子运动的松弛性质可以知道,同一个力学松弛现象,即可在较高温度下、较短的时间内观察到,也可以在较低温度下、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,对聚合物的粘弹性为业是等效的。
这就是时温等效原理。
26.简述脆性断裂和韧性断裂的区别及相互关系。
答案要点:断裂试样不显示有明显的推迟形变,断裂面光滑,相应的应力-应变关系是线性的或很接近线性,断裂应变值低于5%,且所需能量也不大。
而所谓韧性,通常有大得多的形变,且形变在试样方向可以是不均匀的,如发生断裂,试样断面粗糙,常显示有外延的形变,应力-应变关系非线性,消耗能量很大。
27.影响聚合物强度的主要因素是什么?如何影响与改变强度?答案要点:主要影响因素:(1)高分子材料强度上限取决于主链化学键力和分子间作用力。
故一般情况下,增加分子极性或形成氢键可以提高强度。
主链含有芳杂环的聚合物,其强度和模量比脂肪族的高。
分子链支化程度增加,分子间距离增加,作用力减小,聚合物拉伸强度降低。
(2)适度交联可有效增加分子链间联系,使分子链间不易滑移。
适度交联,材料强度增高;过度交联,强度反而下降。
(3)结晶度升高,强度增加,但太高,材料将发脆。
球晶的结构对强度影响较大。
取向可大幅提高材料强度。
(4)增塑剂的加入降低强度。
此外,低温和高应变速率下,聚合物倾向脆性断裂。
温度越低,应变速率越高,断裂强度越大。
增强途径:如在聚合物基体中加入第二种物质,形成复合材料,显著提高材料力学强度,称为“增强”作用,能提高聚合物基体力学强度的物质称为增强剂或活性填料。
按填料的形态,可分为粉状和纤维状两种。
增强机理:填料与高分子链间的较强相互作用。
298K时聚苯乙烯的剪切模量为1.25×109N•m-2,泊松比为0.35,求其拉伸模量(E)和本体模量(B)是多少?并比较三种模量的数值大小。
解:2991038.3)35.01(1025.12)1(2-⋅⨯=+⨯⨯=+=mN GEν2991075.3)35.021(31038.3)21(3-⋅⨯=⨯-⨯=-=mNEBν∴本体模量(B) > 拉伸模量(E) > 剪切模量(G)有三种材料的应力-应变曲线如图所示。
(1)哪种材料的弹性模量最高?(2)哪种材料的伸长率最大?(3)哪种材料的韧性最高?(4)哪种材料的在断裂前没有明显的塑性变形?(5)判断顺丁橡胶、尼龙6、酚醛塑料分别对应哪种材料的曲线?答:(1)材料Ⅰ;(2)材料Ⅲ;(3)材料Ⅱ;(4)材料Ⅰ;(5)顺丁橡胶对应材料Ⅲ,尼龙6对应材料Ⅱ;酚醛塑料对应材料Ⅰ。
试以松弛的观点解释为什么聚合物的Tg会随升降温速度的提高而升高?答:玻璃化转变不是热力学上的相转变,而是一个松弛过程,即Tg与测量过程有关。
当温度变化过快时,聚合物链的运动跟不上温度变化,出现滞后现象,从而造成测得的玻璃化温度随升降温速度的提高而升高。
Avrami指数?位移因子?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。
.玻璃化温度:玻璃态与高弹态之间的转变即玻璃化转变,所对应的转变温度。
泊松比:材料横向单位宽度的减少与纵向单位长度的增加之比值。
6.表观粘度:与牛顿粘度定义相类比,将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比,其值称为表观粘度,即。
熔限:结晶高聚物有一个较宽的熔融温度范围,这个温度范围就叫熔限。
5. 熔点:高聚物结晶部分完全熔化的温度。
6. 剪切粘度:液体内部反抗在切应力作用系发生薄层流动的内摩擦力,称为剪切粘度。
7. 高聚物的屈服:聚合物在外力作用下产生的塑性变形。
滞后现象:高聚物在交变应力作用下,形变落后于应力变化的现象。
4. 内耗:如果形变的变化落后于应力的变化,发生之后现象,则每一循环变化中就要消耗功,称为内耗。