高分子物理
高分子物理名词解释
近程结构：高分子中与结构单元相关的化学结构，包括结构单元的构造与构型远程结构：指与整个高分子链相关的结构构型：分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排布方式构象：分子链中单键内旋转所形成的原子或基团在空间的几何排列图像碳链高分子：高分子主链全部由碳原子组成，且碳原子之间以共价键连接而成的高分子杂链高分子：主链上除碳原子外，还有氧氮硫等其他原子存在，原子键以共价键相连接的高分子元素有机高分子：主链不含碳原子，由Si,B,P,Al,Ti,As,O等无机元素组成，侧基为有机取代基团链接异构：结构单元在分子链中因键接顺序或连接方式不同而形成的异构体序列异构：不同序列排布方式形成的键接异构体旋光异构：d型和l型旋光异构单元在分子链中排列方式不同而构成的异构体几何异构：根据内双键连接的两个碳原子上键接基团在键两侧的排列方式分出顺式和反式两种立体异构体，称为顺反异构体，也称为几何异构体全同立构：分子链中所有不对称碳原子均以相同的构型键接间同立构：分子链中的不对称碳原子分别以d型和l型交替键接无规立构：分子链中的不对称碳原子以d和l构型任意键接线性高分子：具有一维拓扑结构的线性长链，长径比大，每个分子链带有两个端基支化高分子：分子主链上带有与其化学组成相同而长短不一的支链的高分子，端基数目大于2交联网络：经交联后，分子链形成的具有一定强度的网状结构内旋转：与σ键相连的两个原子可以做相对旋转而不影响σ键电子云的分布，称为σ键的内旋转内旋转势垒：内旋转时需要消耗一定能量以克服所受的阻力，所需能量即为内旋转势垒内旋转势能差：内旋转异构体之间的势能差称为内旋转势能差静态分子链柔顺性：又称为平衡态柔顺性，指高分子链在热力学平衡条件下的柔顺性动态分子链柔顺性：指分子链在一定外界条件下，微构象从一种平衡态构象转变到另一种平衡态构象的速度或难易程度链段：如果人为的将若干个相互牵连的相邻σ键合并，看做一个相对独立的单元，即为链段均方末端距：均方末端距为末端距向量的平方按分子链构象分布求得的统计平均值均方旋转半径：均方旋转半径定义为从分子链质心到各质点的向量的平方以质点质量为权重的统计平均值伸展链：呈充分伸展的宏构象的高分子链自由连接链：假定分子链上化学键数目n相当大，各化学键之间自由连接每个键在任何方向取向的概率相等，不受键角的限制和位垒的障碍，内旋转完全自由，且分子量不占有体积自由旋转链：假定化学键在键角上的旋转是完全自由的，即每个单键可以在以键角的补角为半锥顶角的锥面上自由旋转，这种分子链模型即为自由旋转链模型等效自由连接链：将若干个相互连接的σ键合并成链段，视其为相对独立的单元，由于链段之间自由连接，高分子链可以视为以链段为统计单元的自由连接链，该模型为等效自由连接链模型Kuhn等效链段：等效自由连接链的等效结构单元是链段，也称为Kuhn等效链段Gauss链：链段数足够多，符合无规行走模型的要求，那么以链段为统计单元的分子链的构象也符合Gauss分布，称为Gauss链模型Flory特征比：定义为无扰均方末端距与自由链模型计算的均方末端距之比值凝聚态结构：在不同外部条件下，高分子链可能以无规线团构象堆砌，也可能排列整齐呈伸展链，折叠链，及螺旋链等构象，形成不同的有序晶相结构分子间作用力：主价键完全饱和的原子，仍有吸引其他分子中饱和原子的能力，这种作用力称为分子间作用力范德华力：分子间静电相互作用，主要指分子间静电引力，称为范德华力氢键：本质是氢原子参与形成的一种相当弱的化学键憎水相互作用：高分子链结构中的各类基团，可分为亲水基团和疏水基团，表面活性剂溶于水中，由于该作用，按浓度不同聚集成胶束，单层膜，双层膜，微泡体等结构内聚能密度：把一摩尔液体或固体的分子分离到分子引力范围以外所需要的能量，用于度量分子间作用力晶胞参数：分为三个边长参数和三个夹角参数，根据参数不同分为七大晶系等同周期：分子链排列时以相同结构单元重复出现的周期长度单晶：高分子链以折叠方式形成的晶片球晶：聚合物在无应力状态下从溶液或熔体结晶得到的一种最为普遍的结晶形态折叠链晶片：在一般温度场中结晶，分子链多沿晶片厚度方向反复折叠排列，形成折叠链晶片伸展链晶片：在强应力场中结晶，分子链易于沿应力方向伸展排列形成伸展链晶片纤维状晶：既有伸展链晶体又有折叠链片晶串晶：以纤维晶为结晶中心，在其周围生长出许多折叠链晶片，与纤维晶一起构成串状结构结晶度：晶区部分在聚合物总量中所占的质量分数或体积分数结晶速率：表征结晶的快慢异相成核：依靠外来杂质或加入的成核剂，或容器壁作为晶体的生长点均相成核：由热运动形成分子链局部有序，生成有一定体积而热力学稳定的晶核，晶核的化学组成与后生长的晶体相同熔点：结晶聚合物的熔点一般指晶体完全融化时的温度熔限：结晶聚合物的熔化温度范围无规线团：在非晶聚合物中，高分子链为柔性链，大量分子链以无规线团状互相穿插，缠结在一起，无局部有序结构，分子链间存在空隙，称为无规线团模型无定形态：以非晶态或非晶态占绝对优势的聚合物称为无定型聚合物取向度：材料的取向程度单轴取向：指材料只沿一个方向拉伸，分子链或链段沿拉伸方向排列双轴取向：指材料沿两个互相垂直的方向拉伸，分子链或链段处于与拉伸平面平行排列的状态，但平面内结构单元的排列可能是无序的液晶：介于液态和晶态之间的中介状态热致性液晶：由于温度导致分子运动能力变化，在液固相变过程中形成的中间态熔致性液晶：由于有机分子溶液浓度变化，在憎水作用下，形成的有机分子溶质有序排列机构织态结构：多相高分子材料由于成分复杂，凝聚态也相对复杂，这类凝聚态结构称为织态结构高分子共混物：两种或两种以上高分子材料的物理混合物填充改性高分子材料：通过填充使材料获得新的功能及性质，提高其性价比软物质：包括液晶材料，高分子材料，两亲分子，生物有机材料和胶体等多尺度性：从空间尺度的角度去理解即为多层次性运动单元的多重性：高分子材料具有多层次，多类型的复杂结构，决定着其分子运动单元和运动模式也是多层次，多类型的形变-温度曲线：在一定载荷和恒速升温条件下式样形变与温度的关系力学状态：材料力学性能规定的物质存在状态玻璃态：温度低，分子热运动能量低，分子链及链段的运动均处于冻结状态，弹性模量高，形变小，外力撤去后形变立即恢复高弹态：温度升高，热运动加剧，链段具有充分运动能力，模量小，形变大外力撤去后形变可恢复粘流态：自由体积进一步增大，链段协同运动加剧，在外力作用下分子链质心发生相对位移的运动占优势，具有明显的粘性流动特征，材料呈熔体状玻璃化转变：由玻璃态转变为高弹态，自由体积增大，链段运动解冻黏流转变：由高弹态转变为粘流态，链段可沿外力方向协同运动，分子链解缠结，分子质心发生相对位移分解温度：分解温度指处于粘流态的聚合物当温度进一步升高时，便会使分子链的降解加剧，升至使聚合物分子链明显降解时的温度为分解温度脆化温度：以具有一定能量的冲锤冲击试样时，当试样开裂几率达到50%时的温度称脆化温度自由体积：分子尺寸的空穴和堆砌形成的空隙分子占有体积：单个原子的振动体积，由原子的范德华半径和与原子振动有关的体积确定等自由体积理论：对不同高分子材料而言，发生玻璃化转变时自由体积分数的临界值基本相等，高分子材料的玻璃态为等自由体积状态自由体积膨胀系数：玻璃化转变温度前后玻璃态和高弹态聚合物的膨胀系数之差松弛过程：物质状态的时间演变过程松弛时间：松弛过程所用时间玻璃化转变的多维性：恒温下改变其他条件，如改变各向同性压力，外力作用频率等也能改变链段运动状态，引发玻璃化转变主转变：玻璃化转变，高分子结晶或熔融等涉及链段运动状态的改变次级转变：在温度，频率等外界条件变化时尺寸小于链段的小结构单元的运动也存在冻结或释放的状态变化，影响材料的性质拉伸应力：物体在被拉伸时产生的应力剪切应力：物体由于外因而变形时，在它内部任一截面的两方出现的相互作用力拉伸应变：物体在拉伸力作用下的形变剪切应变：物体在变形时截面上的形变模量：应力与应变的比例系数柔量：模量的倒数杨氏模量：拉伸时的应力与应变之比剪切模量：发生剪切应变时的应力与应变之比普弹性：小分子材料的弹性形变能力高弹性：高分子材料的弹性形变能力高弹形变：高分子材料在外力下发生的形变网链：在交联橡胶和处于高弹态的高分子材料内部，分子链之间存在着化学的和物理的交联点，使所有分子链构成一个大网络应变诱导结晶：在大拉伸比下产生诱导结晶，结晶度增大线性粘弹性：符合胡克定律的线性弹性和符合牛顿粘性定律的线性粘性的组合非线性粘弹性：不符合胡克定律的线性弹性和符合牛顿粘性定律的线性粘性的组合应力松弛：在恒温状态下拉伸，保持应变恒定，测试样内应力随时间增长逐渐降低松弛模量：应力松弛时应力与应变之比蠕变：蠕变是指在一定温度和恒定外力作用下,材料的形变随时间增大而逐渐增大的现象蠕变柔量：发生蠕变时形变与应力之比滞后现象：对一般粘弹性材料，应变比应力落后滞后角：滞后现象中应力与应变的相位差储能模量：粘弹性材料复数模量的实部，描述应力应变同位相的弹性形变损耗模量：粘弹性材料复数模量的虚部，描述应变落后应力π/2的粘性应变复数模量：应力与应变之比力学损耗：一个拉伸回缩周期中，单位体积材料所损耗的机械功损耗正切：储能模量与损耗模量之比Mexwell模型：由一个胡克弹簧和一个装有牛顿液体的黏壶串联组成，测量应力松弛Kelvin模型：由一个胡克弹簧和一个装有牛顿液体的黏壶并联组成，测蠕变四原件模型：由弹簧，Kelvin模型，黏壶串联而成，测未交联聚合物的实际蠕变情况广义Mexwell模型：将若干个具有不同松弛时间的Mexwell模型并联广义Kelvin模型：将若干个具有不同推迟时间的Kelvin模型串联松弛时间谱：不同松弛时间Ti的集合等温时效原理：对高分子材料的力学状态转变及力学松弛性能而言，外力作用时间和环境影响有等效作用Boltzmann叠加原理：对时间序列中一系列阶跃式应变或应力的输入，体系在即时t的应力或应变响应可以表示为不同时刻的一系列个别相应的线性叠加破坏：指材料在使用，储存状态下变形，破裂，疲劳乃至失去效用断裂：指外力作用下本体开裂成两个或多个碎片产生新表面疲劳：指长时间动态加载条件下发生的失效屈服：外力作用下，材料发生不可逆形变工程应力：拉力F除以式样原始截面积A真应力：式样拉伸过程中产生的真实应力拉伸强度：应力应变曲线到达断裂点时所受的应力断裂伸长率：应力应变曲线到达断裂点时发生的应变屈服强度：应力应变曲线到达极大值点时对应的应力屈服应变：应力应变曲线到达极大值点时对应的应变应变软化：越过屈服点后式样的应力略有下降细颈：发生应变软化时试样上某一局部会出现颈缩现象断裂能：拉伸试样直至断裂单位体积所消耗的能量脆韧转变温度：拉伸断裂强度和屈服强度两曲线交点对应的温度剪切屈服：试样在拉伸时出现颈缩现象，颈缩处出现45度的剪切屈服带拉伸屈服：在外力作用下，材料内部垂直于外力作用方向出现的微结构的撕裂，挣脱，位移，消耗形变能强迫高弹形变：在软玻璃态发生的大形变称为非晶聚合物的强迫高弹形变冷拉：结晶聚合物发生的强迫高弹变形应变硬化：冷拉伸结束后，再继续拉伸，应力将上升脆性断裂：断裂伸长率很小，拉应力作用下未发生屈服即断裂韧性断裂：断裂伸长率较大，拉应力作用下先发生屈服，而后在更大断裂伸长率下再发生断裂应力集中效应：缺陷的存在影响了材料内部应力分布的均匀性，应力会集中于细微裂纹的尖端理论强度：所有分子链单向有序排列，沿主链方向同时均匀受力，同时被拉断，这样求得的强度为理论强度实际强度：拉伸外力先克服次价键，使局部分子链滑脱，取向，伸直，再克服主价键，拉断分子链增强：使用化学法或物理方法提高材料的力学强度或其它性能临界弹性能释放速率：材料断裂韧性的一种度量抗冲击强度：标准式样在高速冲击作用下发生断裂时，单位断面面积所消耗的能量银纹：聚合物在张应力作用下，于某种材料某些薄弱部位出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向，光线照射下呈现银白色光泽裂纹：材料在应力或环境（或两者同时）作用下产生的裂隙剪切屈服带：材料内部具有高度剪切应变的薄层，在应力作用下材料内部局部区域产生应变软化形成的环境应力开裂：指在外力与环境气氛共同作用下材料内部出现银纹，裂缝，空隙以至于性能下降而失效增韧：聚合物的增韧就是把聚合物的断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂溶胀：溶剂小分子渗透，扩散到高分子中间，削弱大分子间相互作用力，使体积膨胀溶解：大多数线型或支化高分子材料置于适当溶剂中并给予适当条件，就可溶解而成为高分子溶液溶胀比：溶胀后与溶胀前的体积之比溶胀平衡：当溶剂的渗入，膨胀作用与交联网的弹性回缩作用相等时，达到溶胀平衡内聚能密度：摩尔内聚能与摩尔体积之比溶解度参数：内聚能密度的平方根溶剂化作用：广义酸和碱相互作用产生溶剂化，使聚合物溶解理想溶液：溶液中各分子之间的相互作用能相等，溶解时无体积变化，与外界无热量交换无热溶液：溶解时与外界无热量交换Flory-Huuggins参数X12：高分子-溶剂相互作用参数，相当于把一个溶剂分子放到高分子体系中引起的能量变化偏摩尔自由能：在一定的温度压力和浓度下，向溶液中再加入1mol溶剂或溶质，体系中自由能的改变溶剂的稀释自由能：溶剂在溶液中的化学势与纯溶剂化学势的差值超额化学势：高分子溶液与理想溶液相比多出的化学势θ状态：某种条件下高分子溶液满足理想溶液的条件，称该状态为θ状态θ温度：θ状态时的温度θ溶剂：θ状态时的溶剂排除体积：高分子或链段在溶液中可有效地排除所有其他高分子或链段的体积数均分子量：按各级分分子的数量分数求平均重均分子量：按各级分分子的质量分数求平均粘均分子量：用粘度法测得的聚合物的分子量渗透压：用半透膜把溶剂与溶液隔开时发生渗透现象，到达平衡时半透膜两侧溶液产生的压力差第二virial系数：表征高分子稀溶液性质，判断溶剂优劣流变性：高分子液体流动时不同程度的发生弹性形变和弹性恢复，出现如挤出胀大，熔体破裂，法向应力差等弹性效应，称为流变性。
高分子物理pdf
高分子物理pdf高分子物理：1.什么是高分子物理？高分子物理是一门学科，它的目的是研究高分子物质的性质、结构以及它们之间的相互作用，例如发生在分子链和高分子组成部分之间的交互作用和它们与周围环境之间的作用。
它是一门综合性研究，它研究高分子物质惯性运动性质、晶体结构和热运动以及分子链形态和柔性行为。
高分子物理学还研究如何改变高分子物质及其组成结构，以及这些结构可以以何种方式在机器、人类和环境中发挥作用。
2. 高分子物理的基础理论高分子物理的基础理论包括分子结构理论、热力学理论、量子理论等。
分子结构理论旨在研究高分子物质的构成，以及不同分子类型如何相互作用。
热力学理论致力于研究热天然动力如何释放和重新收集热能，以及不同物质如何相互影响、协同作用以及出现显著变化。
量子理论试图研究高分子的分子结构和属性，如分子的动力学作用不同的储能状态在不同条件下的表现，及其控制这些能量状态的机理。
3. 高分子物理的作用在科学、技术和工程的发展中，高分子物理至关重要。
它为各种工程应用，如产品开发、新材料的制造和维护提供理论指导。
此外，高分子物理也为其它领域增添了深厚的理论基础，例如医学和生物技术。
高分子物理有助于绘制和选择用于产品开发的特点，以及研究产品性能有效调整参数以及制造过程中会发生的差异和不确定性等。
4. 高分子物理的研究方法高分子物理的研究方法覆盖了从分子结构理论到实验学习的范畴。
实验研究方法可以为理论提供验证和宝贵的实验数据，而已有的理论研究则可以帮助整合实验结构的差异、提高理论的精确度、拓展理论的有效性并帮助准确描述实验结果。
许多研究者采用多重实验研究和理论研究的多学科视角，以深入探索和研究高分子物理。
最终，来自不同学科背景的研究者可以在一起为高分子物理的发展做出贡献。
高分子物理名词解释
名词解释1.构型：分子中由化学键所固定的原子在空间中的排列2.构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间不同形态成为构象。
3.构造：指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等。
4.支化度：以支化点密度或亮相邻支化点之间的链平均分子量来表示支化度的程度。
5.交联度：通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量来表示。
6.邦联结构：高分子链之间通过支链连接成一个三维空间网型大分子时即称为交联结构。
7.立构方式（3种）：无规立构：两种旋光异构单位完全无规则检接。
间同立构：由两种旋光异构单位交替键接。
全同立构：高分子全部由一种旋光异构单位键接而成。
8.等规高聚物：全同立构和间同立构难道高聚物有时通常称为等规高聚物9.等规度：指高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数。
10.等效自由结构链：我们就把有若干个键组成的一段链算作一个独立的单位，称他为链段，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为~~~11.高斯链：因为等效自己结合链的链段分布符合高斯分布函数，故称为~~~~~~~12.链段：把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为链段。
13.高分子柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质。
14.无规线团：单链的内旋转是导致高分子链成蜷曲构象的原因，内旋转越是自由，蜷曲的趋势就越大。
我们称这种不规则的蜷曲的高分子链的构象为无规线团。
15.聚集态结构：高分子的聚集态结构是指高分子链之间的排序和堆砌结构，也称为超分子结构。
16.内聚能密度：克服分子间作用力，把1mol液体或固体分子地道其间分子间的引力范围之外所需要的能量。
17.结晶度：结晶高聚物中通常总是包含结晶区和非结晶区两个部分，为了对这种状态做出定量描述，提出结晶度的概念，作为结晶部分含量的得量度，通常以重量百分数或体积百分数俩表示。
18.取向：当线形高分子充当伸展的时候，其长度是其宽度的几百，几万倍，这种结构上悬殊的不对称性，使他们在某些情况下很容易沿某特定方向做占优势的平行排列，称为取向。
高分子物理和高分子化学的区别
高分子物理和高分子化学的区别高分子物理与高分子化学是两个相关但又不同的学科领域。
尽管它们都涉及研究高分子材料，但它们的研究方向和方法有所不同。
高分子物理主要关注高分子材料的物理性质和行为。
它涉及到高分子材料的结构、力学性能、热学性质、电学性质、光学性质等方面的研究。
通过对高分子材料的物理性质进行分析和实验研究，高分子物理学家可以揭示高分子材料的内部结构和性能之间的关系，从而为高分子材料的设计、合成和应用提供理论依据。
与高分子物理不同，高分子化学更注重高分子材料的合成、结构和化学性质。
高分子化学家致力于研究如何通过不同的合成方法和反应条件来制备具有特定结构和性能的高分子材料。
他们关注高分子材料的分子结构、官能团的引入、交联度、分子量等方面的变化对材料性能的影响。
通过对高分子材料的化学性质进行分析和实验研究，高分子化学家可以改变材料的性能，以满足特定的应用需求。
在实际应用中，高分子物理和高分子化学经常相互结合，共同推动高分子材料的研究和发展。
高分子材料的物理性质和化学性质之间存在密切的关联，二者相互影响。
例如，高分子材料的分子结构和分子量对其力学性能、热学性质以及导电性能等有重要影响。
因此，高分子物理和高分子化学的研究结果可以相互参考，互相验证，以获得更全面和准确的材料性能描述。
高分子物理和高分子化学还在不同的实验方法和表征技术上有所不同。
高分子物理学家通常使用一些物理手段，如拉伸实验、动态力学分析、热重分析等来研究材料的物理性质。
而高分子化学家则更多地使用化学手段，如聚合反应、官能团修饰、质谱分析等来研究材料的化学性质。
通过综合应用这些实验方法和技术，可以全面地了解高分子材料的性质和行为。
高分子物理和高分子化学是两个相互关联但又有所区别的学科领域。
高分子物理关注高分子材料的物理性质和行为，而高分子化学则关注高分子材料的合成、结构和化学性质。
尽管存在差异，但两者的研究成果相互映衬，共同促进了高分子材料的发展与应用。
高分子物理学
高分子物理学高分子物理学是研究高分子物质的物理性质及其相互作用的学科。
高分子物质广泛存在于自然界和工业中，如塑料、橡胶、纤维素等，因此高分子物理学的研究对于材料科学和工程领域具有重要意义。
一、高分子物理学简介高分子物理学是物理学的一个分支，主要研究高分子物质的物理性质及其内部结构、动力学行为和相互作用。
高分子物质通常由数个重复单元组成，分子量较大，其性质与低分子物质有很大差异。
高分子物理学的研究对象包括高分子材料的结构、力学性能、热力学性质、电学性质等。
二、高分子物理学的研究方法高分子物理学研究常用的方法包括理论计算、实验研究和数值模拟。
理论计算是通过建立高分子物理学模型，运用物理学原理和数学方法，对高分子物质的性质进行定量描述和预测。
实验研究是通过设计合适的实验方案，利用物理学实验仪器和设备对高分子物质的性质进行测量和分析。
数值模拟是运用计算机技术，通过数值计算和模拟实验，对高分子物质的性质进行模拟和预测。
三、高分子物理学的重要性高分子物理学的研究对于材料科学和工程领域有重要意义。
高分子材料广泛应用于塑料、橡胶、纤维素等领域，对于改善人类生活和推动社会经济发展起到了重要作用。
高分子物理学的研究可以为高分子材料的设计、合成和应用提供理论依据和技术支持。
研究高分子物质的内部结构和性质有助于优化材料的性能，并开发出新型的高分子材料。
同时，高分子物理学的研究还可以揭示高分子物质的物理本质和行为规律，为其他学科的发展提供新的思路和方法。
四、高分子物理学的应用领域高分子物理学的研究成果在工程和科学领域得到了广泛应用。
在材料工程领域，高分子物理学的研究成果使得高分子材料的性能得到提升，如增加抗拉强度、耐磨性、耐候性等，满足不同领域的需求。
在能源领域，高分子物理学的研究有助于开发新型的高分子电池材料、储能材料等，为能源存储和转换提供解决方案。
在生物医学领域，高分子物理学的研究为生物材料的设计和制备提供了理论指导，如生物可降解材料、药物载体等。
《高分子物理》ppt课件
PART 03
高分子溶液性质与行为
REPORTING
高分子溶解过程及热力学
溶解过程的描述
高分子在溶剂中的溶解过程包括 溶胀、溶解两个阶段，涉及高分 子链的舒展和溶剂分子的渗透。
热力学参数
溶解过程中的热力学参数如溶解 度参数、混合焓、混合熵等，决 定了高分子与溶剂的相容性。
温度对溶解的影响
区别
高分子化学主要关注高分子的合成和化学反应，而高分子物理则更加关注高分子的结构和性质以及它们之间的关 系。此外，两者的研究方法也有所不同，高分子化学通常采用化学合成和表征的方法，而高分子物理则采用各种 物理手段和理论计算的方法。
PART 02
高分子链结构与形态
REPORTING
高分子链化学结构
可用于制造透明或半透明的制品，如透明塑料、有机玻璃等。
03
耐候性
高分子材料在户外环境下能够保持其光学性能的稳定，不易发生黄变、
老化等现象，因此适用于户外光学器件的制造。
耐热性、耐腐蚀性等其他性能
耐热性
高分子材料通常具有较好的耐热性，能够在高温环境下保持其物理和化学性质的稳定。这 使得高分子材料在高温工作环境中具有广泛的应用，如汽车发动机部件、电子电器部件等 。
特定的高分子结构、温度区间和浓度等。
液晶态性能
液晶态高分子具有优异的光学性能、力学性能（如高强度和高模量 ）以及热稳定性等。
PART 05
高分子材料力学性能与增 强机制
REPORTING
拉伸、压缩、弯曲等力学性能
拉伸性能
高分子材料在拉伸过程中，经历弹性变形、屈服、应变硬化和断裂 等阶段，表现出不同的力学行为。
核磁共振法研究分子运动状态
高分子物理名词解释
1.链段：由于高分子内旋受阻在高分子链中嫩够自由转动的单元长度。
2.构型：高分子中由化学链所固定的原子或取代基在空间的排列。
3.构象：因碳—碳单键内旋转而产生的构象现象。
4.柔性：高分子链能够通过内旋转作用改变构象的性能。
5.结晶度：结晶高聚物中，晶区部分所出的百分比。
6.取向：在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序排列的现象。
7.松弛：一个体系在外界因素作用下，从一种状态转变为另一种状态是不是瞬间完成的，而需要一定时间，这样的过程叫松弛。
8.相容性：添加剂分子在聚合物母体中，以分子级相混溶的性质。
9.溶剂化作用：溶剂与溶质接触是，容积分子对溶质分子相互产生作用。
10.特性粘度：当浓度→0时，反应高分子特性的黏度值。
11.玻璃化温度：高聚物从玻璃态向高弹态转变时链段刚好能运动的温度。
12.粘流温度：高聚物从高弹态向粘流态转变时，分子整链刚好能运动的温度。
13.熔点：结晶高聚物从开始熔融到熔融终点所对应的温度。
14.分解温度：高分子链中化学键因热作用，而开始分解时的温度。
15.液晶：在熔融状态或溶液状态下，仍然部分保存晶态物质分子的有序排列，成为一种具有和晶体性质相似的液体。
16.熔体流动速率：在一定温度和负荷下，热塑性聚合物熔体低于10分钟内从规定口径的毛细管中流出来的重量克数。
17.熔体破裂：当剪切速率或剪切应力增大到某一数值后，挤出物表面粗糙，闷光，闪光，出现扭曲、畸形，甚至支离破碎的现象。
18.模量：引起单位应变所需要的应力。
19.蠕变：物体在一定温度和恒定应力作用下，其形变随时间延长而发展的现象。
20.应力松弛：物体在一定温度和保持恒定应变情况下，其应力随时间延长而不断减小的现象。
21.热塑性弹性体：常温下显示良好的高弹性（类似橡胶）温度下能够流动成型（类似热塑性塑料）的高聚物。
22.介电常数：电容器中充满高聚物时的电容与真空时电容的比值。
23.介电损耗：电介质在交变电场的作用下，将一部分电能转变成热能而损耗的现象。
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。
高分子物理
一．名词解释1. 链段：高分子链上能独立运动（或自由取向）最小单元。
2. 溶胀：高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。
3. 蠕变：在恒温下施加一定的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的力学现象。
4. 介电损耗：在交变电场的作用下，电介质由于极化而消耗的电能。
5. 构象：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叫构象。
6. 分子量分布宽度指数：描述聚合物分子量分布宽度的常用参数之一，是实验中各个分子量与平均分子量之间差值的平方平均值，可简明地描述聚合物试样分子量的多分散性。
有重均和数均之分。
其数值越大，表明其分子量分布越宽。
7. 时温等效原理：指升高温度和延长观察时间对于聚合物的分子运动是等效的，对于聚合物的粘弹行为也是等效的。
8. 高分子链：单体通过聚合反应连接而成的链状分子，称为高分子链，高分子中的重复结构单元的数目称为聚合度。
9. 构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，或指分子中原子的键接方式。
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。
构型不同的异构体有旋光、几何、键接三种。
10. 链段：由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度，称为链段。
作为一个独立运动的单元，是描述柔性的尺度。
11. 内聚能密度：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为内聚能。
单位体积的内聚能称为内聚能密度，一般用CED 表示。
12. 溶解度参数：内聚能密度的平方根称为溶解度参数，一般用δ 表示。
13. 等规度：等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。
14. 结晶度：结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。
15. 介电性：包括介电系数、介电损耗、介电击穿等，介电性的本质是物质在外场（电场、力、温度等）作用下的极化。
16. 海岛结构：两种高聚物相容性差，共混后形成非均相体系，分散相分散在连续相中，像小岛分散在海洋中一样，称为海岛结构。
高分子物理(共90张PPT)
收缩与翘曲
高分子制品在成型后，由 于内应力的存在，会发生 收缩和翘曲现象，需通过
工艺控制减少其影响。
高分子加工过程中的物理和化学变化
01 热变化
高分子在加工过程中吸收或放 出热量，引起温度变化，对制 品性能产生影响。
02 力学变化
高分子在加工过程中受到剪切 、拉伸等力的作用，发生力学 状态的变化。
高分子物理(共90张PPT)
CONTENTS
• 高分子物理概述 • 高分子的结构与形态 • 高分子的物理性质 • 高分子的溶液性质 • 高分子的加工与成型 • 高分子物理的应用与发展前景
01
高分子物理概述
高分子的定义与分类
定义
高分子是由大量重复单元通过共价键 连接而成的长链化合物，分子量高达 数千至数百万。
弹性
高分子链的柔顺性和链段运动能力使其具 有弹性，如橡胶的弹性回复。
黏性
高分子链间的缠结和摩擦使其具有黏性， 如聚合物的熔融和溶液行为。
塑性
高分子在一定条件下可发生塑性变形，如 热塑性塑料的加工成型。
强度
高分子材料抵抗外力破坏的能力，如纤维 的强度和韧性。
高分子的热学性质
热容
高分子材料的热容通常较大，吸热和放热 过程中温度变化较小。
物理的研究提供了有力支持。
02
高分子的结构与形态
高分子的链结构
链的近程结构
包括键接方式、支化、交联等
链的远程结构
涉及链的柔顺性、构象和链的尺寸等
链结构的表征方法
如X射线衍射、中子散射、电子显微镜等
高分子的聚集态结构
高分子的分子间相互作用：包括范德华力 、氢键、离子键等
高分子的聚集态类型：如溶液、凝胶、晶 体、非晶态等
高分子物理知识点
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。
高分子物理
三种力学状态：玻璃态Tg以下分子链几乎无运动，链段处于冻结状态，受力变形很小类似玻璃。
高弹态Tg-Tf链段运动激发，但分子链间无滑移，聚合物表现为橡胶行为。
粘流态Tf以上，受外力作用时，大分子链与大分子链间发生相对位移，无法回复，行为与小分子液体类似两种转变：玻璃态转变为高弹态，转变温度称为玻璃化温度Tg，整个大分子链还无法运动，但链段开始发生运动。
高弹态转变为粘流态，转变温度称为粘流温度Tf，聚合物既呈现橡胶粘弹性又呈流动性玻璃化转变：指非晶态高聚物从玻璃态到高弹态的转变，对晶态分子来说玻璃化转变是指非晶部分的转变。
测量方法，膨胀剂法，差热分析法，力学方法，NMR，介电松弛应变，应力：当材料受到外力作用而所处的条件却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，这种变化称为应变，定义单位面积撒很难过的附加内力为应力模量：表征材料抵抗变形能力的大小（弹性模量）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应力松弛：在恒定的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松弛过程：由于高分子运动时，运动单元之间的作用力很大，因此高分子在外场下，会由一种平衡状态通过分子运动过渡到与外场相适应的新的平衡态，这一过程慢慢完成，完成这一过程需要时间-松弛时间滞后现象，内耗：聚合物在交变应力作用下落后于应力的现象。
由于发生滞后现象，在每一循环变化中，作为热损耗掉的能量与最大储存能量之比Ψ=2πtanσ称为力学内耗分子理论：从高分子的结构特点出发，研究聚合物的力学松弛过程，其核心问题是提出合理的分子模型，应用分子的微观物理量（原子半径，键长，键角，内旋转位垒，均方末端距，分子量，内外摩擦因子等）通过统计力学方法，推导出聚合物的松弛时间分布，溶液和本体的复数黏度，复数模量，复数柔量等宏观黏性弹性的表达式。
主要有RBZ理论和蛇形理论滞后现象：高聚物在应变力作用下，往往发生应变落后于应力的现象。
高分子物理名词解释
高分子物理名词解释1. 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。
2. 氢键:是极性很强的X－H键上的氢原子，与另外一个键上电负性很大的原子Y的孤对电子相互吸引而形成的一种键。
3. 等规聚合物：指全同立构和间同的高聚物。
4. 等规度：高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。
5. 聚合物的粘弹性：聚合物的形变和发展具有时间依赖性，这种性质介于理想弹性体和理想粘性体之间，称为粘弹性。
1999年1.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。
2.脆点（化）温度：当温度低于某个温度Tb时，玻璃态高聚物不能发展强迫高弹形变，而必定发生脆性断裂，这个温度称为脆化温度。
3.溶解度参数：通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数d，溶质和溶剂的溶解度参数愈接近，两者愈能相互溶解。
4.柔顺性：高分子链能够不断改变其构象的性质或高分子能够卷曲成无规线团的能力。
5.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。
2000年1. 链段：把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为链段。
2. 构型：构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征，也就是指分子汇总由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
3. 构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
4. 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。
2001年1.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效的，可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
高分子物理(共90张PPT)
高分子物理(共90张PPT)高分子物理是研究高分子的性质、结构和行为的物理学科。
高分子物理是在20世纪初形成的，它涉及的领域非常广泛，包括高分子合成、高分子材料制备、高分子加工与成型等。
本文将结合90张PPT，对高分子物理的基本概念、研究方法、高分子结构与性质、高分子的加工与成型等方面进行介绍。
第一部分：高分子物理的基本概念1、高分子的定义高分子是由无数个重复单元组成的巨大分子，其分子量通常大于10^3，由于其特殊的结构和物理化学性质，广泛应用于生活、工业等众多领域。
2、高分子物理的研究对象高分子物理的研究对象是大分子化合物。
这些化合物的分子量很大，通常大于10^3，有时甚至可达到10^7。
这就意味着高分子物理不仅涉及到分子级性质的研究，还要考虑宏观级别的物理特性。
3、高分子物理的主要内容高分子物理的主要内容包括高分子的结构、性质、动力学、形态、相变、流变、加工与成型等方面。
4、高分子物理的研究方法高分子物理的研究方法包括实验研究和计算模拟两种，其中实验研究主要包括材料合成与制备、结构表征、物理性质测试等，计算模拟主要包括分子动力学模拟、量子力学计算、有限元分析等。
第二部分：高分子结构与性质1、高分子的结构分类高分子可分为线性高分子、支化高分子、交联高分子、网络高分子等四种结构。
其中，线性高分子的分子结构最为简单，具有线性分子链结构；支化高分子分子链呈树枝状结构；交联高分子中分子链相互交联形成三维网格状结构；网络高分子则形成分子链与交联点间互相交联的巨分子结构。
2、高分子的物理性质由于高分子材料具有特殊的分子结构，因此具有一系列独特的物理性质，例如：高强度、高耐磨性、高耐热性、高透明度、高电绝缘性等。
在高分子加工中，可以通过改变处理条件和添加剂等方式来控制高分子的物理性质。
第三部分：高分子的加工与成型1、高分子的加工方法高分子的加工方法包括：挤出成型、注塑成型、压缩成型、吹塑成型、热模压成型、注液成型等多种方式，其中以挤出成型和注塑成型应用最为广泛。
高分子物理共90张PPT
高分子物理共90张PPT第一部分：高分子物理基础知识1. 高分子物理概述高分子物理是研究高分子材料的构造、力学性质及其在热、电、光等方面的行为规律的一门学科。
高分子物理的主要研究对象是具有大分子结构的聚合物和高聚物。
2. 高分子材料的结构高分子材料的分子结构可以分为线性、支化和交联三种。
其中，线性结构的高分子链是单纯的直线结构，支化结构则是在链上引入支链结构，交联结构则是在高分子链上形成水晶点，使高分子链之间发生交联作用。
3. 高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质包括力学性质、热性质、电性质、光学性质和磁性质等。
其中，力学性质是高分子材料最基本的性质之一，包括拉伸、压缩、弯曲、挤压、剪切等方面的力学性能；热性质则包括高分子材料的热干扰系数、热导率、热膨胀系数等；电性质则包括高分子材料的电导率、介电常数、介质损耗等；光学性质包括吸收、散射、透射、反射等方面的反映；磁性质则包括磁导率、磁化率等。
4. 高分子材料的分子运动高分子材料的分子运动是高分子物理学研究的一个重要方面。
高分子分子的运动可分为平动、转动、振动三种类型，其中振动运动通常与分子中的化学键振动相关联。
第二部分：高分子材料的物理加工工艺1. 高分子材料的成型加工高分子材料的成型加工包括挤出、注塑、吹塑、压缩成型、旋压成型等多种技术，其中挤出、注塑和吹塑等工艺技术是广泛应用的成型技术，具有高效、经济绿色等优点。
2. 高分子材料的复合加工高分子材料的复合加工是目前最为关注的技术之一，它将高分子材料与其他材料进行有效的综合利用，并在性能上得到了显著的提高。
高分子复合材料广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
3. 高分子材料的改性加工高分子材料的改性加工是指通过添加改性剂来改变高分子材料的属性，以得到更好的性能。
常见的改性剂包括增强剂、塑化剂、光稳定剂、抗氧化剂等。
4. 高分子材料的表面处理高分子材料的表面处理是一种重要的加工技术，它可以提高高分子材料的表面性能和增强其附着力，同时也可以达到美化、防腐蚀等目的。
高分子材料的物理性质与应用
高分子材料的物理性质与应用高分子材料是一类由大分子组成的材料，具有独特的物理性质和丰富的应用领域。
本文将从不同方面探讨高分子材料的物理性质以及其在各个领域的应用。
第一部分：高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质包括机械性能、热性能、电性能和光学性能等。
首先，高分子材料具有良好的韧性和延展性，可以用于制造耐压、耐弯曲的产品。
其次，高分子材料具有较低的密度，相对于金属材料更轻，因此可用于制造轻质产品。
此外，高分子材料还具有较好的绝缘性能和隔热性能，可用于制造电器电子产品和隔热材料。
此外，高分子材料还具有较高的抗腐蚀性能和耐老化性能，使其成为一种广泛应用于化工、医疗、包装和建筑等领域的材料。
第二部分：高分子材料在工业上的应用高分子材料在工业上的应用十分广泛。
首先，高分子材料可用于制造塑料制品。
塑料制品具有良好的可塑性和耐用性，应用于日常生活的各个领域，如家电、日用品、交通工具等。
其次，高分子材料还可用于制造纤维材料。
纤维材料广泛应用于纺织、服装、建筑和汽车等领域，如聚酯纤维、尼龙纤维等。
此外，高分子材料还可用于制造橡胶制品，如轮胎、密封件等。
另外，高分子材料还可用于制造高分子膜材料，如聚丙烯膜、聚乙烯膜等，应用于包装、过滤和膜分离等领域。
第三部分：高分子材料在医疗领域的应用高分子材料在医疗领域的应用日益增多。
首先，高分子材料可用于制造人工器官。
由于其生物相容性良好，高分子材料可用于制造人工心脏瓣膜、人工骨骼等，为医疗技术提供了重要支持。
其次，高分子材料还可用于制造药物包装材料。
高分子材料可以保护药物不受环境因素的影响，确保药物的疗效和安全性。
此外，高分子材料还可用于制造医疗器械，如导管、注射器等。
高分子材料的应用为医疗领域带来了许多创新和便利。
第四部分：高分子材料在环境保护中的应用高分子材料在环境保护中发挥着重要作用。
首先，高分子材料可用于制造可降解塑料制品。
传统塑料制品对环境造成的污染严重，而可降解塑料制品可以在一定条件下被微生物降解，减少对环境的影响。
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。
高分子物理名词解释
高分子物理名词解释1、近程结构：高分子重复单元的化学结构和立体结构合称为高分子的近程结构2、远程结构：由若干个重复单元组成的大分子的长度和形状称为高分子的远程结构3、链段与链节：高分子链中能自由取向并在一定范围独立运动的最小单元称为链段。
链节是指高分子链中不断重复的单元。
4、均方旋转半径：分子链质心与组成该分子链所有链段质心之间矢量距离的均方值。
5、大分子链的末端距：高分子链中由一端指向另一端的有向线段6、构型与构象：构象系指由C-C单键内旋转而形成的空间排布。
构型系指化学键连接的邻近原子或原子团之间的空间状态表征。
7、液晶态：某些物质的结晶受热熔融或被溶剂溶解之后，仍部分地保持晶态物质分子的有序排列，呈现各项异性的物理性质，形成一种兼有晶态和液态部分性质的过渡状态，称为液晶态。
8、取向函数：9、高斯链：统计单元为一个链段且链段与链段之间自由结合，无规取向的高分子链称为等效自由结合链，因为其链段分布函数服从高斯分布，故也称为高斯链。
10、等规立构：聚合物一种或两种构型的结构单元以单一顺序重复排列。
11、无规立构：手性中心的构型呈无规排列。
12、柔顺性和刚性：高分子长链能以不同程度卷曲的特性。
13、UCST 和LCST ：最高共溶温度和最低共溶温度。
14、凝胶和冻胶：凝胶是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体，加热不溶不熔，既是高分子的浓溶液，又是高弹性的固体。
冻胶是由高分子间以分子间作用力形成的，加热时可以溶解。
15、高分子电解质：在侧链中有许多可电离的离子型基团的高分子称为高分子电解质。
16、溶解度参数δ：1.高分子化合物：由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在1万以上的化合物。
2.近程结构：构成大分子链的结构单元的化学组成和物理结构。
3.远程结构：由数目众多结构单元构成的分子链的长短及其空间形态和结构。
4.凝聚态结构：从物理学角度界定聚合物的微观结构类型。
5.化学结构：除非通过化学键断裂并同时生成新键才能产生改变的分子结构。
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)
就
g
是T g以上自由体积的膨胀率。
三．影响玻璃化温度的因素
玻璃化温度是高分子的链段从冻结到运动的一个转 变温度，而链段的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T g有影响。减小高分子链柔性或增加分子间 作用力的因素，如引入刚性或极性基团、交联和结 晶都使T g升高，而增加高分子链柔性的因素，如 加入增塑剂、引入柔性基团等都使T g降低。
ln
η(Tg )
= B⎜⎜⎝⎛
1 fT
−
1 fg
⎟⎟⎠⎞ =
B fg
⎜⎜⎝⎛
fg fT
−1⎟⎟⎠⎞ = −
B fg
⋅
fT − fT
fg
(2 —1）
在玻璃化温度时高聚物的总体积：
Vg
=Vf
+ V0
+
( dV dT
)g
Tg
则高聚物在高弹态时的总体积为： Vr
= Vg
+ ( dV dT
)r (T
− Tg )
Doolittle方程：（将粘度与自由体积联系起来）
η = AeBV0 /V f
式中：A,B是常数；V0为绝对零度时占有体积；V f为自由体积
当温度为T时： lnη(T ) = ln A + B ⋅ V0 (T )
V f (T )
当温度为T g时：
ln η (Tg
)
=
ln
A
+
B
⋅
V0 Vf
(Tg (Tg
（1）链段运动逐渐开始 （2）形变量ε增大，模量E降低。 （3）Tg：即链段开始运动或冻结的温度。
(B)流动转变和粘流温度 高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度(T f)。
（1）整链分子逐渐开始运动， （2）形变量加大，模量降低，宏观上表现为流动 （3）Tf ：即整链开始运动的温度。
（5）用分子运动的观点解释温度形变曲线。 T g以下，分子运动能量很低，链段运动被冻结，只有支
3. 交联高聚物的力学状态
交联高聚物不溶不熔，不存在粘流态
第二节 聚合物的玻璃化转变
一．玻璃化转变现象和玻璃化转变温度
1．玻璃化转变现象 是聚合物的一种普遍现象，因为结晶聚合物也总有非晶区 存在。发生玻璃化转变时，很多性能会发生剧变。如在转 变区几度的范围内，模量会改变3-4个数量级。 玻璃化转变并非聚合物所特有。 玻璃化转变温度用T g表示。
松弛时间τ 是用来描述松弛过程快慢的物理量。
当τ→0时，松弛过程进行得很快。
如果松弛时间很长，则意味着过程进行得很慢。 只有t和τ处于同一数量级时，才能观察到松弛过程。
（3） 松弛时间谱
实际上每种高聚物的松弛时间不是一个单一的数值，由于 运动单元的大小不同，松弛时间的长短也不一致，短的可 以几秒种，长的可达几天甚至几年。松弛时间的分布是很 宽的，在一定范围内，可以认为是一个连续的分布，常用
第五章 聚合物的分子运动和转变
第一节 聚合物的力学状态和热转变
一种高聚物，结构不变，只是由于分子运动的情况不同，可以表现出 非常不同的性质。例如，橡胶；有机玻璃。
橡胶材料：室温下富有弹性，在-100°C时则变成硬脆状 塑料（有机玻璃）：室温下是硬脆的玻璃状，而在~100 ºC时 变成柔软有弹性的橡皮状
比热C
粘度η
动态力学损耗tgδ
模量E
介电常数ε
热膨胀系数α 导热系数λ 折光指数n 介质损耗tgδ
3．T g的测试方法
原则上讲，所有在玻璃化转变过程中发生显著 变化或突变的物理性质均可用来测T g
（1）膨胀计法
是测量聚合物T g的经典方法之一，现在很少用。它是 通过测量聚合物的体积（比容）随温度的变化，在T g 处有一转折，来确定聚合物玻璃化温度。
(C)粘流态 发生粘性流动的区域。
* 模量极小，可流动 * 形变很大， * 形变不可逆、是一个松弛过程 * 呈粘性流动状 运动机制：整链解冻，可以运动
（4）两个转变温度 (A)玻璃化转变和玻璃化转变温度 玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，对应 的温度称为玻璃化转变温度(T g)，可简称为玻璃化温度。
自由体积为链段提供了必要的活动空间。
2>当 T ＞ Tg 时 V0(T)和 Vf(T)均随T变化而变化
3>当 T ≤ Tg 时 V0(T)继续随T变化而变化 Vf(T)为一恒定值，不随温度变化
当聚合物冷却时，占有体积和自由体 积均逐渐减小，到T g时，自由体积将 到达一最低值，聚合物进入玻璃态。 在玻璃态下，自由体积被冻结，并保 持一恒定值，此时只有聚合物分子的 已占体积随温度下降而减小。
2．研究玻璃化转变的意义
T>Tg 时高聚物处于高弹态（橡胶） T<Tg 时高聚物处于玻璃态（塑料） Tg 是橡胶材料的最低使用温度 Tg 是塑料的最高使用温度 非晶或低结晶度聚合物，T g是它使用的上限温度。 高度结晶的聚合物，Tm是它的最高使用温度。
玻璃化转变现象
许多物理性质在此发生转折
比容V
密度d
分子运动
联系微观结构和各种宏观性质的桥梁。
一．聚合物分子运动的三个主要特点
分子运动单元的多重性 分子运动的松弛特性 分子运动的温度依赖性
1．运动单元的多重性
运动单元可为侧基、支链、链节、链段和整链。
大尺寸运动单元即整个高分子链的运动，称为布朗运动，
小尺寸运动单元的运动称为微布朗运动。
1〉整链运动 高分子链质量中心发生位移。
Tg (k) Tm (k)
≈
1 2
不对称结构时：
Tg (k) Tm (k)
≈
2 3
分子量的影响：M小时影响明显
温度升高到某一定范围后，试样的形变明显地增加，并在随后 的温度区间达到一相对稳定的形变，试样变成柔软的弹性体(固 体)，温度继续升高时，形变基本保持不变；
温度进一步升高，则形变量又逐渐增大，试样最后完全变成粘 性流体。
（3）三种力学状态
根据温度形变曲线，可为三种力学状态。
(A)玻璃态 呈普弹性，符合虎克定律 。
物质从一种平衡状态
外场作用下 通过分子运动
与外界条件相适 应的另一种平衡状态
低分子是瞬变过程
此过程只需 10-9 ~ 10-10 秒。
高分子是速度过程 需要时间
松弛过程
（2）松弛时间
拉伸过程
松弛过程可用下式表示： X (t) = X 0e −t /τ
X0为初始平衡态某物理量的值,τ 为松弛时间。
τ的物理意义 变到等于X 0的1/e倍时所需要的时间。
但微晶体起着类似交联点的作用，形变较小，类似皮革态。
（2）结晶度>40 % 晶区较多→呈连续相→材料变硬 晶区熔融后的力学状态有二种情况：
分子量很大时：晶区熔融→高弹态 →温度继续升高→粘流态
分子量不大时：晶区熔融→高弹态
（2） 高度结晶的聚合物（结晶区为连续相）
如结果晶结聚晶合度物大熔于融4后0%，，是晶否区进形入成粘贯流穿态整，个要材视料分的子连量 续而相定，。此如时果结分晶子相量承不受太的大应，力非要晶比区非的晶T 相f <大T得m，多则。晶 使区材熔料化变后得，坚整硬个，试宏样观便上成将为觉粘察性不流到体它。有如明果显分的子玻量 璃很化大转，变则，T 其f >温Tm度，形则变晶曲区线熔在化熔后点，以进前入不高出弹现态明，显直 的到转温折度。进一步升高到T f以上，才进入粘流态。
频率（赫） 1000
89
3
Tg（℃）
32
25
15
膨胀计法 10―2 7
二．玻璃化转变的自由体积理论
1. 自由体积 分子堆砌时未被分子占据的以空穴形式存在的体积。
2. 自由体积理论（Fox和Flory提出）
1>聚合物体积V(T)由2部分组成： 占有体积V0(T)和自由体积Vf(T) V(T)= V0(T)+ Vf(T)
v Tg以下自由体积 分数保持不变 αg：Tg以下聚 合物膨胀系数 αr：Tg以上聚 合物膨胀系数
v0
橡胶态自由
体积增量
αr
(αr− αg)⋅(T−Tg)
vg
αg
玻璃
态
自
由
体
积
固有体积
fg
αf = αr-αg 是橡胶态自由体 积增量的变化率
自由体积分数 Tg
T
推导过程
f = fg +(αr −αg )(T −Tg ) = fg +α f (T −Tg )
2〉链段运动 “链段”是指链中具有独立运动能力的一段链 (约几十个σ 单键) 链构象发生变化，链质心位置不变
3 〉 链中小运动单元 链节、键长、键角、侧基和支链等
2．高分子热运动是一个松弛过程
高分子的热运动具有时间依赖性
（1）松弛过程 在一定的外界条件下，聚合物从一种平衡态，通过分子的 热运动，达到与外界相适应的新的平衡态，这个过程是一 个速度过程，它是慢慢完成的，需要一定的时间，因此， 这个过程称为
1>分子结构的影响 化学结构
Tg
链段
运动
单键内旋 转难易
链化学 结构
主链化学结构：
含有环状结构、醚键（-O-）、键角、键长、含有双
键·······
取代基与侧链结构：
体积、极性、数量、对称取代
有利于柔柔性顺侧性链的的各长种度结···构····因·· 素——Tg↓
Tg 与 Tm 的经验关系
对称结构时：
松弛时间谱 来表示。
除形变松弛外，还有应力松弛、体积松弛和介电松弛。
3．高分子热运动与温度有关
温度升高，松弛过程加快。 原因:（1）可使运动单元活化； （2）可使体积膨胀，提供自由空间。
玻璃态的分子运动可用阿伦尼乌斯公式表示：