高分子物理习题 1

高分子物理习题

第一章绪论

一概念

结晶：在空间进行有规则排列而成为结晶

非结晶区：在空间进行无规则排列而成为非结晶

高聚物：它是由成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子化合物

多分散性：高聚物是相对分子质量不等的同系聚合物的混合物，该特性称为高聚物相对分子质量的多分散系。

单体：由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为单体。杂链高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。

碳链高聚物：指高分子主链完全由碳原子组成的高聚物。

元素有机高聚物：指高分子主链没有碳原子，还含有氧.氮.硫. 磷等杂原子的高聚物。

加聚反应：通过单体的加成聚合形成高聚物的反应。

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(如H2O、HX、醇等)的化学反应（缩聚反应通常是官能团间的聚合反应）。

连锁聚合：单体经引发形成活性种，瞬间内与单体连锁聚合形成高聚物的反应。

逐步聚合：两单体分子之间很快反应，形成二聚体；二聚体与单体反应，形成三聚体；二聚体相互反应，形成四聚体。随后分子量缓慢增加，达到较高数值，形成高分子。

二高分子材料的结构与性能的关系

服从三角关系：分子链间吸引作用大的、链节空间对称性及结晶性高的适合做纤维和塑料；分子链间的吸引力小、柔顺性好的，一般适合做橡胶，它也可以得到结晶，但是要在拉伸条件下才能得到。结构不同具有的性质也不同。

三高聚物的基本特点：相对分子质量大，分子链长，同时相对分子质量具有多分散性。

四高聚物的分类及举例

1：碳链高分子：这类高聚物不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。一般用作通用塑料:。

2：杂链高分子：主链带极性，易水解，醇解或酸解。优点：耐热性好，强度高。这类聚合物主要用作工程塑料

3：元素高分子：具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。但强度较低

4：梯形聚合物：分子主链不是单链而是象“梯子”或“双股螺旋线”。可作为耐高温高聚物的增强填料:

5：:无机高聚物：指高分子主链和侧基均无碳原子的高聚物。

六三大合成材料的比较

纤维：弹性模数较大（约10的九次方~10的十次方牛/米的平方）受力形变小，合成有尼龙、涤纶、腈纶、丙纶、维纶。

橡胶：弹性模数小（约10的五次方~10的六次方牛/米的平方）受力形变大，弹性高，去除外力能很快恢复形变，

塑料：弹性模数介于纤维和橡胶之间（约10的九次方~10的十次方牛/米的平方）。

第二章高分子链的结构

A：高分子链结构是决定高聚物的基本性质的主要因素。

B：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。

一高聚物的结构有哪些层次？

一次结构（高分子的链结构）：a链节的化学组成、b链节连接方式

二次结构（高分子链的形态）：a伸直链、b无规线团、c折叠链、d螺旋链

三次结构（聚集态结构）：排列情况a：晶态：折叠链片晶，单晶，球晶等。b：非晶态：无规则线团，链节，链球。取向态结构、液晶态结构与织态结构。

二概念

无规共聚物：～～AABABBABBBAAABAABBB～～

交替共聚物:~~ABABABABABABABAB~~

嵌段共聚物:~~AAAAAAABBBBBB~~

接枝共聚物:由两种或多种单体经接枝共聚而成的产物。兼有主链和支链的性能

构型:指高分子中由化学键所固定的原子或取代基在空间的排列（线型、支链型、网型、梯型）。

支化度：通常以支化点密度或两相邻支化点之间的链的平均分子量来表示支化的程度称为支化密度。

交联度：通常用相邻两个交点之间链的平均分子量或者用交联点密度表示。

规整度：高聚物中含有全部立构和间同立构总的百分数。

旋光异构：由不对称碳原子存在于分子中而引起的异构现象。几何异构：由于双键不能内旋转而引起的异构现象。

柔顺性：高分子能够改变其构象的性质

构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间位置上的不同形态。链段：由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由转动的单元长度。

三影响高分子链柔性的因素？

1：主链结构

①主链中含有杂原子时，高分子链的柔顺性增加（-Si-O->-C-N->-C-O->-C-C-）

②主链中含有芳杂环结构的高分子链，其柔顺性较差。

③结构单元中含有一个双键的高分子链，有较好的柔顺性。

④由共轭双键所组成的高分子链都是刚性分子。

⑴极性侧基：侧基极性的强弱与高分子链的柔顺性成反比

①极性越强，柔性越差

②极性基团分布密度越高，柔性越差

③高分子链的对称性与链的柔顺性成正比。

⑵非极性侧基：

①侧基体积的大小与链的柔顺性成反比，

②增大分子链间距，柔性提高。

3. 链的长短：

高分子链很短时，分子呈刚性。

当分子量增大到一定程度时，分子量对柔顺性无影响

4. 交联：

交联度越大，分子链柔性越差。

5. 氢键：

氢键使分子链刚性提高，柔性变差。

6. 分子链的规整性-结晶：

分子链越规整，越容易结晶，一旦结晶，构象不允许变化。㈣影响柔顺性的外部因素：

⑴温度：温度升高，柔顺性变好

⑵外力：主要指外力的作用速度，作用速度越大柔顺性越差。

⑶溶剂：良性溶剂和不良溶剂

四高分子链的几何形状

线型、支链型、网型、梯型、梳型、蓖型、星型

五高分子链的热运动

1：曲柄运动2：链段运动3：整个分子链的运动

第三章高聚物聚集态结构

一概念

高聚物聚集态：是指高聚物内部大分子之间的几何排列与堆砌方式。（是动力学概念）

相态：也就是物质的状态（或简称相，也叫物态）指一个宏观物理系统所具有的一组状态最常见的物质状态有固态、液态和气态，俗称「物质三态」

内聚能：是指克服分子间作用力，把1mol物质聚集在一起的总能量。

内聚能密度：单位体积的内聚能

取向：是指非晶高聚物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。

溶致性液晶：把物质溶解在溶剂中所形成的液晶叫溶致性液晶。液晶：在熔融状态下或溶液状态下，仍然部分地保存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，这种固液中间态称为液态晶体，简称液晶