影响聚合物实际强度的因素总结
高分子习题及答案
一．名词解释：重复单元：重复组成高分子结构的最小结构单元叫重复单元结构单元：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团叫结构单元玻璃态：低温时，高分子整条链和链段都不能运动，只有小尺寸运动单元变化，处于“冻结”状态，相应的力学状态称为玻璃态高弹态：高分子在外力作用下，分子链由卷曲构象变为伸展构象发生很大的形变，一旦除去外力，又逐步恢复形变，相应的力学状态称高弹态玻璃化转变温度：聚合物高分子链段运动的“冻结”或“解冻”时所对应的转变温度叫玻璃化转变温度二．填空题1.高分子的溶解是一个缓慢过程，分为两个阶段：溶胀和溶解。
2.聚合物由高弹态转变为粘流态时的温度称为粘流温度，以 Tf 表示。
这种处于流体状态的聚合物称为粘流体。
3.高分子的热一形变曲线图中，分为五个区，分别为玻璃态、玻璃化转变区、高弹态、粘流转变区、粘流态。
4.与小分子相比，高分子的分子量有以下两个特点：相对分子量大和多分散性。
三．选择题1.聚合物溶解必要条件是（ A )A 、吉布斯自由能变化（△ Gm）小于零。
B 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）大于零。
C 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）等于。
D 、以上均不正确。
2.判断高分子材料溶解度及相容性应遵循一定原则，下列不正确的是（ C )A 、溶度参数相近原则。
B 、极性相似相溶原则。
C 、聚合度大小原则。
D 、溶剂化原则。
3.分子量分布的测定法为（ B )A 、气相色谱法B 、凝胶色谱法C 、X 一衍射D 、原子吸收光谱4.高分子聚合物的分子是是不均一的，这种分子量的不均一性称为( A )A 、多分散性B 、溶散性C 、触变性D 、高通量性下列表示玻璃化转变温度正确的是( C )A 、Tc maxB 、TmC 、TgD 、Tf5.分子量分布的测定法为（ C ）A、气相色谱法 C、高效液相色谱法B、凝胶色谱法 D、原子吸收光谱四．判断题1.晶态聚合物的溶解要比非晶态聚合物困难。
（对）2.分子量相同的同种化学类型聚合物，支化的比线型的更易溶解。
解释以下几类聚合物刚性大的原因
解释以下几类聚合物刚性大的原因影响聚合物强度的因素很多,大致可分为两类:一类是聚合物的化学和物理结构;另一类是与外界的条件有关,特别是温度和形变速率。
①聚合物结构的影响a.分子量及其分布随分子量的增高,聚合物强度提高。
但当分子量超过一定值,即临界分子量,强度就基本恒定了。
分子量分布对强度有一定影响,当分布变宽时,特别是小于临界分子量值的低分子量部分增多时,通常使强度降低,但断裂伸长率却有增加趋势。
b.取代基增加分子链间的作用力,可以提高聚合物的强度,引入极性基团和能形成氢键的基团可增加链间作用力,如果极性基团过密或取代基团过大,不利于分子运动,反会使树脂变脆。
c.交联适度的交联可以增加分子链间的联系,使分子链不易发生相对滑移,强度增高并提高弹性模量。
例如橡胶的硫化,生橡胶经过硫化后,强度大大提高,可以做成各种橡胶制品使用。
但增加交联会使断裂伸长率降低,所以过分的交联会使材料变得硬、脆。
d.结晶与取向结晶能提高聚合物强度。
分子链合适的取向可使拉伸强度成倍的提高。
聚乙烯蜡生产厂家聚乙烯蜡（赛诺）②高分子材料的组成与结构的影响a.填料在聚合物中适当添加填料,可以提高强度。
这种填料在塑料中称为增强剂,在橡胶中称为补强剂,如玻璃纤维、炭黑等。
b.共聚与共混采用共聚与共混是提高高分子材料冲击强度的重要途径。
③温度和形变速率温度和形变速率对聚合物强度有显著影响,提高温度对断裂过程的影响与降低形变速率是等效的。
施力时温度较高,分子运动比较容易,材料显得柔切些。
反之温度低,材料显示刚性、发脆。
这充分说明对于一种材料来讲,降低温度与提高作用力速度是等效的。
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
高分子材料14号高分子材料学习题
1. 什么是时温等效原理？它的意义是什么？对同一个力学松弛现象，既可以在较高温度下、较短时间内观察到，也可以在较低高温度下、较长时间内观察到。
因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。
借助转换因子可将在某一温度下测定的力学数据转变成另一温度下的力学数据。
2. 影响聚合物力学内耗的因素是什么？内耗的大小与高聚物本身的结构有关：分子链上没有取代基，链段运动的内摩擦阻力较小，内耗较小；有较大或极性的侧基，链段运动的内摩擦阻力较大,内耗较大;侧基数目很多，内耗就更大。
内耗受温度影响较大：Tg以下，高聚物受外力作用形变很小，只有键长和键角变化，速度很快，几乎跟得上应力的变化，内耗很小；温度升高，向高弹态过渡，由于链段开始运动，而体系粘度还很大，链段运动时受到摩擦阻力比较大，因此高弹形变显著落后于应力的变化，内耗也大；温度进一步升高，链段运动比较自由，内耗就变小了，因此在玻璃化转变区域出现内耗峰；温度继续升高，向粘流态过渡时，由于分之间互相滑移，因而内耗急剧增加。
内耗与频率的关系；频率很低时，高分子的链段运动完全跟得上外力的变化，内耗很小，高聚物表现出橡胶的高弹性；在频率很高时，链段运动完全跟不上外力的变化，内耗也很小，高聚物显得刚性，表现出玻璃态的力学性质；在中间区域，链段运动跟不上外力的变化，内耗在一定的频率范围出现极大值，这个区域中，材料的粘弹性表现得很明显。
3. PS试样在120℃时粘度为1.344×107 Pa s，试用WLF方程估算该试样在160℃时的粘度（Tg=100℃）()()17.44log 51.6g T g T T a T T -=-+-()()008.86log 101.6T T T a T T -=-+-适用范围：T g ~T g +100适用范围：T 0±50T s =T g T s =T 0≈T g +50()()()()17.44lg 51.6g g g T T TT T T ηη-=-+-()()()()17.44120100lg lg 7.1284 4.87151251.6120100g T T ηη-=+=+=+-()()()()17.4417.4460lg lg 1251.66051.6gg g T T T T T T ηη-⨯=-=-++-()24.1710PasT η=⨯4. 某塑料试样在135℃时进行蠕变试验，当达到某一蠕变值时共用时间100s ，在该条件下WLF 方程的常数为C1=8.86，C2=101.6。
聚合物复合材料的界面强度分析
聚合物复合材料的界面强度分析聚合物复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法组合而成的多相材料。
其中，聚合物基体和增强相之间的界面区域对于材料的整体性能起着至关重要的作用。
界面强度的大小直接影响着复合材料的力学性能、热性能、电性能等诸多方面。
因此，对聚合物复合材料界面强度的深入分析具有重要的理论和实际意义。
聚合物复合材料的界面是一个复杂的区域，其结构和性能与基体和增强相均有所不同。
在界面区域，由于两种材料的化学组成、物理结构和性能的差异，会产生一系列的物理和化学相互作用，如化学键合、范德华力、氢键、机械嵌合等。
这些相互作用共同决定了界面的强度。
影响聚合物复合材料界面强度的因素众多。
首先，基体和增强相的化学性质是关键因素之一。
如果两者的化学结构相似，能够形成较强的化学键合，如共价键或离子键，那么界面强度通常会较高。
反之，如果化学性质差异较大，难以形成有效的化学键合，界面强度则可能较低。
其次，界面的物理结构也对强度产生重要影响。
例如，界面的粗糙度、孔隙率等都会改变界面的接触面积和应力分布，从而影响界面强度。
较粗糙的界面可能会增加机械嵌合作用，提高界面强度；而过多的孔隙则可能成为应力集中点，降低界面强度。
再者，制备工艺条件也在很大程度上决定了界面强度。
复合材料的制备过程，如成型温度、压力、时间等，都会影响基体和增强相之间的相互扩散和化学反应，进而影响界面的结合情况。
为了准确评估聚合物复合材料的界面强度，研究人员开发了多种测试方法。
其中，单纤维拔出试验是一种常用的方法。
在该试验中，将一根纤维埋入基体中，然后施加外力将纤维拔出，通过测量拔出力和纤维的埋入长度等参数，可以计算出界面的剪切强度。
此外，还有微脱粘试验、短梁剪切试验等方法。
微脱粘试验通过施加微小的力使纤维与基体局部脱粘，从而测量界面的粘结强度；短梁剪切试验则是对复合材料的短梁进行剪切加载，通过分析破坏模式和强度来间接评估界面强度。
聚合物物理性能影响因素及原理
聚合物物理性能影响因素及原理
熔融指数与相对分子质量：负相关
熔融指数越小，分子量就越大，则其断裂强度、硬度、韧性、耐老化稳定性等性能都有所提高。
而熔融指数大，分子量就小，成型时的流动性就相应好一些。
决定聚合物力学性能的结构因素：
大分子链的主价力、分子间作用力、大分子链柔性、相对分子质量及其分布、分子链的交联密度、结晶形态等
内部结构破坏：
化学键破坏、分子间滑脱、范德华力或氢键破坏
提高塑料性能的三大因素：
交联、结晶、增加链的刚性（分子链本身的刚性:链的柔顺性+分子间相互作用力）
嵌段PP：均聚PP+共聚体（橡胶：丙烯-乙烯共聚）。
聚合物材料的力学性能研究
聚合物材料的力学性能研究一、引言聚合物材料因其优异的物理性质和低成本的生产工艺在工业中被广泛使用，然而聚合物材料的力学性能成为了影响其应用范围的一个关键因素。
在工程应用中，聚合物材料必须具备一定的力学性能，例如强度、韧性、刚度等。
因此，研究聚合物材料的力学性能具有极其重要的意义。
本文将分别从强度、韧性和刚度三个方面探讨聚合物材料的力学性能研究。
二、聚合物材料的强度研究强度是指受力材料最大承受力的能力。
在聚合物材料中，强度受到化学结构、晶化程度和制备工艺等因素的影响。
其中，聚合物的化学结构对其强度性能的影响最大，因为它决定了聚合物的分子量、分子量分布和化学键的类型和数量。
此外，影响聚合物材料的强度还包括晶化程度和制备工艺等因素。
研究表明，化学结构和分子量是影响聚合物材料强度的最主要因素。
其中，分子量的大小和分子量分布的宽窄对聚合物材料的强度影响极大。
较高的分子量和较窄的分子量分布可以提高聚合物材料的强度。
而分子量过高或分子量分布过窄会导致聚合物材料的加工难度增加，从而影响其生产工艺。
此外，化学结构的差异也会对聚合物材料的强度产生不同的影响。
例如在聚乙烯和聚丙烯等同属于烯烃类聚合物材料中，不饱和度的增加会降低其强度，而在芳香族聚合物材料中，饱和度的增加反而会降低其强度。
三、聚合物材料的韧性研究韧性是指材料在受冲击载荷时形变和吸收能量的能力。
聚合物材料的韧性受到其结晶度、分子量和分子量分布等因素的影响。
研究表明，增加聚合物材料的结晶度可以提高其韧性。
这是由于高结晶度会使聚合物分子之间的相互作用变强，从而增加聚合物材料的强度和韧性。
分子量和分子量分布的影响也与强度类似，即分子量和分子量分布的增加可以提高聚合物材料的韧性，但过高的分子量和过窄的分子量分布会影响材料的加工和生产。
此外，制备工艺也对聚合物材料的韧性产生影响。
例如，在高速注塑成型中，熔融聚合物材料受到剪切力的作用，从而影响其晶化程度和结晶形态，进而影响聚合物材料的韧性。
简述影响高分子聚合物材料强度的因素
简述影响高分子聚合物材料强度的因素可以提高高分子聚合物材料强度的因素：
1．化学结构：可以增加链刚性的因素一般可以提高聚合物的强度，比如引入芳杂环。
适当的交联也可以提高材料硬度，交联剂链长度同样影响材料硬度。
2．聚合物形态：提高结晶度和取向度可以提高材料强度，但是结晶度过高，抗冲强度和断裂伸长率降低，即材料变脆。
3．共聚增强：与“硬”单体共聚可提高材料硬度。
4．共混增强：与增强材料共混或复合，可提高材料强度。
不利于提高高分子聚合物材料强度的因素：
5．材料应力集中：这是材料制备过程中常常遇到的问题。
6．材料出现银纹：也是常见现象。
7．材料增塑：与共混增强相反，材料与增塑剂共混时材料强度降低。
8．填料降低强度：比如一些惰性填料与材料共混后，“稀释”了基体材料，使材料的强度降低。
比如碳酸钙粉末填充一些材料会导致材料强度降低。
聚合物的内聚强度和粘接强度
聚合物的内聚强度和粘接强度聚合物是一类由单体通过化学键结合而成的大分子化合物。
它们具有多种性质，如强度、韧性和耐热性等。
其中，内聚强度和粘接强度是聚合物材料中两个重要的力学性能指标。
本文将从内聚强度和粘接强度两个方面来探讨聚合物的力学性能。
一、聚合物的内聚强度内聚强度是指聚合物内部分子间的相互作用力。
聚合物分子通常由长链碳氢化合物构成，这些分子通过共价键连接在一起形成聚合物链。
在聚合物中，分子间的相互作用力包括范德华力、静电力和氢键等。
这些相互作用力的强度直接影响聚合物的内聚强度。
范德华力是分子间的吸引力，它是由于分子电荷的不均匀分布而产生的。
在聚合物中，这种力量可以使分子紧密地排列在一起。
静电力是由于分子带电而产生的相互作用力，在聚合物中，带电的官能团可以吸引或排斥相邻的分子，从而影响聚合物的结构。
氢键是一种特殊的静电力，它是由氢原子与氮、氧或氟等电负性较大的原子结合形成的强化学键。
氢键可以使聚合物链之间形成交联结构，从而增强聚合物的内聚强度。
二、聚合物的粘接强度粘接强度是指聚合物与其他物质之间的粘合力。
在工程领域中，聚合物常常需要与其他材料进行粘接，以实现各种功能。
粘接强度是评价聚合物粘附性能的重要指标。
聚合物的粘接强度受到多种因素的影响。
首先，聚合物的表面性质对粘接强度有重要影响。
表面能是表征材料表面活性的物理量，它越大则表明材料表面越容易与其他物质发生粘接。
聚合物的表面能可以通过表面处理来提高，如氧化、涂覆等。
其次，粘接剂的选择也对粘接强度有很大影响。
不同的粘接剂具有不同的化学性质和黏附特性，选择合适的粘接剂可以提高粘接强度。
此外，粘接过程中的温度、压力和湿度等环境条件也会影响粘接强度。
三、聚合物的应用聚合物具有广泛的应用领域，例如塑料制品、纤维材料、涂料和胶粘剂等。
聚合物的内聚强度和粘接强度对于这些应用至关重要。
在塑料制品中，聚合物的内聚强度决定了塑料的强度和韧性。
通过调整聚合物链的结构和分子间的相互作用力，可以改变塑料的内聚强度，从而实现不同的性能要求。
聚合物冲击强度的影响因素
聚合物冲击强度的影响因素聚合物，这个听起来高大上的词，实际上就是我们日常生活中无处不在的塑料朋友们。
想象一下，从你早上喝的咖啡杯到你晚上用的遥控器，这些可都是聚合物的身影。
今天，我们就来聊聊聚合物的冲击强度，听起来有点复杂，但其实道理不难。
要说聚合物的冲击强度，简单来说，就是它抵抗外力撞击的能力。
影响这个能力的因素可多了去了，让我们一一来拆解。
1. 聚合物的结构1.1 分子链的排列聚合物的分子链就像是无数小朋友手牵手排队，队形的整齐与否直接影响着他们的团结性。
比如，有些聚合物的分子链是规则排列的，像一群乖乖的学生，冲击力一来，它们就能很快反应，保持稳定。
而有些聚合物则是杂乱无章的，像是在操场上乱跑的小朋友，受到冲击时就容易散架。
所以说，分子链的排列越整齐，抗冲击能力就越强，这可不是小道消息哦！1.2 交联程度说到交联，那可真是个好比拉链的概念。
交联就是把不同的分子链像拉链一样连接起来，让它们形成一个更稳固的整体。
想象一下，一个拉链不完整的包包，里面的东西随时都有掉出来的风险。
而如果交联程度高，聚合物就像是个结实的背包，不容易被撕裂，抗冲击能力自然也就高了。
换句话说，交联得当，才能让聚合物在冲击面前挺住。
2. 温度的影响2.1 温度的升高温度就像个调皮的孩子，总是想捣乱。
聚合物在高温下，分子链会变得活泼起来，像是在夏天的游乐场里奔跑的孩子。
虽然这让它们更灵活，但也可能导致它们在受力时失去韧性。
高温下的聚合物，面对冲击可能就像是个大热锅里的鸡蛋，脆弱得很，不小心就会破裂。
2.2 低温的挑战反过来，低温又是一把双刃剑。
在寒冷的环境里，聚合物的分子活动减缓，变得像被冻住的小动物，失去了灵活性。
此时，一旦受到冲击，可能就会像冰块一样，咔嚓一声就断掉。
所以，不同的温度条件，聚合物的表现可真是各有千秋，温度调控得当才能让聚合物充分发挥其抗冲击的能力。
3. 添加剂的作用3.1 增强剂添加剂就像是聚合物的“助力器”，它们的加入可以大大提升聚合物的性能。
高分子物理知识重点(第八章)
第八章 聚合物的屈服和断裂1．概念①．强度：在较大外力的持续作用或强大外力的短期作用下，材料将发生大形变直至宏观破坏或断裂，对这种破坏或断裂的抵抗能力称为强度。
②．脆性断裂：与材料的弹性响应相联系，在断裂前试样断裂均匀，断裂时，裂纹迅速垂直于应力方向，断裂面不显出明显的推迟形变，σ－ε曲线是线性的，ε<5%,断裂能小，由张应力引起的－是键长变化的结果。
③．韧性断裂：屈服点以后的断裂，产生大形变，断面显示外延形变（缩颈的结果），σ－ε曲线是非线性的，ε>5%，由剪切应力引起的－链段运动的结果。
* 材料断裂的方式与其形变性质有着密切的联系。
例如，脆性断裂是缺陷快速扩展的结果，而韧性断裂是屈服后的断裂。
高分子材料的屈服实际上是材料在外力作用下产生的塑料形变。
2．图—应力-应变曲线图非结晶聚合物形变经历了普弹形变、应变软化（屈服）、塑性形变（强迫高弹形变）、应变硬化四个阶段材料在屈服点之前发生的断裂称为脆性断裂；在屈服点后发生的断裂称为韧性断裂A.从曲线上可得评价聚合物性能的力学参数:Y ：屈服点 σy ：屈服强度 εy ：屈服伸长率 B ：:断裂点 σb ：断裂强度 ε：断裂伸长率拉伸强度σi （ σy ，σb ） 杨氏模量 断裂能:OYB 面积B.从分子运动解释非结晶聚合物应力－应变曲线I: 普弹形变小尺寸运动单元的运动引起键长键角变化。
形变小可回复 A YB A σY σB σ应变软化塑性形变N DII ：强迫高弹形变在大外力作用下冻结的链段沿外力方向取向III ：粘流形变在分子链伸展后继续拉伸整链取向排列，使材料的强度进一步提高。
形变不可回复C.强迫高弹形变的定义处于玻璃态的非晶聚合物在拉伸过程中屈服点后产生的较大应变，移去外力后形变不能回复。
若将试样温度升到其Tg 附近，该形变则可完全回复，因此它在本质上仍属高弹形变，并非粘流形变，是由高分子的链段运动所引起的。
这种形变称为强迫高弹形变D.晶态聚合物在单向拉伸时典型的应力-应变曲线如下图：OA-普弹形变YN－屈服，缩颈（应变变大，应力下降）ND －强迫高弹形变DB-细颈化试样重新被均匀拉伸， 应变随应力增加－应变硬化3．图：----温度的影响非晶聚合物在不同温度下的σ-ε曲线如图8：T <T b ，硬玻璃态，脆性断裂--1T b<T <T g ，软玻璃态，韧性断裂--2、3T g<T <T f ，高弹态--4T >T f ，粘流态--5分析：曲线1：在玻璃态（T 《T b ）：直线关系，形变小，高模量，原因是由侧基等运动单元引起键长键角的变化引起。
第23讲 聚合物的强度与韧性
适度的交联
高低
结晶度大
高低
取向好 加入增塑剂
高低 高低
缺陷存在
高低
考虑外界因素
温度高
拉伸强度t
高低
应变速率大
高低
(b) Different strain rate
速 度
Strain rate
.
.
..
1 2 3 4
速 度
蠕变
时温等效原理： 拉伸速度快=时间 短
相当于温度低时 测定材料的E
8.4.2 增强
刚性无机粒子增韧:刚性粒子促使基体在断裂过程中产生 塑性变形吸收能量. e.g PVC+CaCO3
刚性粒子增韧的条件是:基体必须具有一作用下，材料发生屈 服或断裂
• 在低于屈服应力（断裂应力）下，材料 受周期性的应力作用下，发生疲劳。
• 疲劳
应力集中
裂纹
材料破坏
裂纹传播
8.5.2 影响冲击强度的因素
韧性好坏顺序 a>b>c>d
c>d>b>a
d>c>b>a
请判断
——曲线下的面积代 表所吸收能量(韧性)
因 •强度 素 •延展性
Discussion
•强度 ——分子间作用力
•延展性 ——分子链柔顺性 韧性 即抗冲击强度
极性基团或氢键
好差
有支链结构
好差
适度交联
好差
结晶度大
断裂强度
国标拉伸强度t
屈服强度
t
P bd
屈服强度
b-试样厚度，d-试样宽度 P-最大载荷
影响拉伸强度的因素
化学键断 裂所需力 最大
化学键拉断 分子间滑脱
高分子物理考研习题整理00 影响因素汇总
01构型对材料性能的影响旋光异构①试述不同构型聚丙烯的聚集态结构特点和常温下力学性能的差异。
全同立构或间同立构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；而无规立构聚丙烯成稀软的橡胶状，力学性能差，是生产聚丙烯的副产物，自身不能作为材料，多用作无机填料的改性剂。
②立构对聚合物性能的影响（例：聚环氧丙烷）全同立构或间同立构易结晶、熔点高、材料有一定强度，其中全同立构的结晶度、熔点、强度比间同立构略高；无规立构不结晶或结晶度低，强度差。
几何异构②聚丁二烯有哪些有规立构？以此为例，说明一级结构(近程结构)对聚合物性能的影响。
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（全同聚1,2-丁二烯；间同聚1,2-丁二烯；顺式聚1,4丁二烯；反式聚1,4-丁二烯）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，不宜结晶，常温下是无定性的弹性体，可作橡胶使用。
其余三种由于结构规整易结晶，聚合物弹性变差或失去弹性，不宜做橡胶使用，其性能差异如下：异构高分子熔点℃密度g/cm3溶解性烃类一般物性常温回弹性20℃90℃全同聚1,2-丁二烯120-125 0.96 难硬，韧，结晶性45-55 90-92 间同聚1,2-丁二烯154-155 0.96 难硬，韧，结晶性--- ---顺式聚1,4丁二烯 4 1.01 易无定形，硬弹性88-90 92-95 反式聚1,4-丁二烯135-148 1.02 难硬，韧，结晶性75-80 90-9302支化与交联对材料性能的影响支化①低密度聚乙烯（LDPE，又称高压聚乙烯），高密度聚乙烯（HDPE，又称低压聚乙烯），线型低密度聚乙烯（LLDPE）和交联聚乙烯在结构和性能上有什么不同？HDPE支化度低，可以看成线型结构，因而结晶度高，密度大，制品的拉伸强度和耐热性都较高，但韧性较差。
高分子物理-第七章-屈服和强度
银纹和剪切带
均有分子链取向，吸收能量，呈现屈服现象
主要区别
形
变
曲线特征
体
积
力
结
果
剪切屈服
45o
90o
a
抵抗外力的方式
两
种
抗张强度：抵抗拉力的作用
0
aan
aas
0 /2
抗剪强度：抵抗剪力的作用
0o
45o
90o
抗张强度什么面最大？ a=0， an=0
抗剪强度什么面最大？ a=45， as=0/2
当应力0增加时，法向应力和切向应力增大的幅度不同
在45o时, 切向应力最大
泊松比: 在拉伸实验中，材料横向应变
与纵向应变之比值的负数
m
v
l
m0
l0
T
常见材料的泊松比
泊松比数值
解
释
0.5
不可压缩或拉伸中无体积变化
0.0
没有横向收缩
0.49~40
塑料的典型数值
E, G, B and
E2
G
(1
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第 一 期 的 入 党积极 分子培 训课将 要结束 了，在 培训期 间，通 过尊敬 的合江 县府王
督 学 、 学 院 党委王 书记及 学院党 办邬主 任和相 关领导 、教授 对党章 ，党课 及现阶
段 国 内 外 形 式的讲 解，以 及通过 参加学 院开展 的颂歌 献给党 、喜迎 十八大 歌咏比
赛 及 参 观 了 武警合 江中队 和合江 县清代 考试院 、合江 县汉代 石棺陈 列馆等 活
韧性断裂 ductile fracture
各种情况下的应力-应变曲线
影响聚合物实际强度的因素总结
影响聚合物实际强度的因素总结1、高分子本身结构的影响极性基团或氢键作用，聚合物强度增强。
表：不同分子间作用力聚合物的拉伸强度比较聚合物分子间作用力拉伸强度低压聚乙烯——15—16Mpa聚氯乙烯偶极力50Mpa尼龙610 氢键60Mpa尼龙66 氢键（分布密度较大）80Mpa 极性基团或氢键的密度愈大，则强度愈高。
但极性基团过密或取代基团过大，阻碍着链段的运动，不能实现强迫高弹态形变，表现为脆性断裂，因此拉伸强度虽然大了，但材料变脆。
主链上含有芳杂环聚合物，其强度和模量都比脂肪族主链的高，如含有两个苯环结构的双酚A与碳酸酯聚合的PC材料，抗冲击能力和脂肪族的聚碳酸酯相比明显增强。
因此新型的工程塑料大都是主链含芳杂环。
分子链支化程度增加，分子之间的距离增加，分子间的作用力减小，聚合物的拉伸强度会降低，但冲击强度会提高。
适度的交联，使分子链不易发生相对滑移，从而不易发生大的形变，强度增高。
但是交联过程中往往会使聚合物结晶度下降，取向困难，因而过分的交联并不是总是有利的。
分子量对拉伸强度和冲击强度也有一些影响，拉伸强度和冲击强度都随着分子量的增大而提高，但是分子量增大到一定量是，拉伸强度的变化就不大了，而冲击强度则继续增大。
如超高分子量聚乙烯的冲击强度比普通低压聚乙烯提高3倍多，在-40℃是甚至可以提高18倍之多。
表：高分子本身结构对聚合物拉伸强度的影响高分子本身结构影响因素拉伸强度δ极性基团或氢键高主链上含有芳杂环高分子链支化低适度交联高分子量高2、结晶和取向的影响适当增加结晶度，拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均增加，但结晶度太高，冲击强度和断裂伸长率降低，材料变脆。
冷却和退火过程形成大球晶，聚合物冲击强度显著下降，在某些聚合物成型工艺中，需要加入成核剂，使它生成微晶而不生成球晶，以提高聚合物的冲击强度。
取向可大幅度提高材料强度，在合成纤维工业中取向是一个必不可少的措施。
3、应力集中物的影响在聚合物的加工成型中普遍存在着各种缺陷，如细小的银纹甚至于裂缝，根据应力的分布特点，在材料缺陷附近的局部范围应力会急剧增加，即应力集中，成为了降低聚合物机械强度的致命弱点，是造成聚合物实际强度与理论强度之间巨大差别的主要原因之一。
聚合物材料的力学性能研究
聚合物材料的力学性能研究聚合物材料是一类由单体通过化学反应聚合而成的高分子化合物。
这类材料具有许多独特的性质和应用，如良好的绝缘性能、化学稳定性、低密度和优异的可加工性。
在工程领域，聚合物材料被广泛用于制造塑料制品、弹性体、纤维、涂料等。
力学性能是指材料在受力作用下的变形和破坏行为，对于聚合物材料的研究来说尤为重要。
常见的力学性能包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性等。
聚合物材料的弹性模量决定了其在外力作用下的变形程度。
一般来说，聚合物材料的弹性模量较低，具有较大的变形能力，但也容易产生形状变化，导致塑性变形。
弹性模量的研究可以通过拉伸试验等方式进行，通常采用简单的胡克定律来描述其应力-应变关系。
聚合物材料的屈服强度是指在受到一定应力作用下，材料开始产生可观察的塑性变形的应力。
屈服强度的高低决定了材料的抗拉强度和抗压强度。
聚合物材料的屈服强度受到多个因素的影响，包括分子量、分子结构、结晶度、加工工艺等。
通过拉伸试验和压缩试验，可以评估聚合物材料的屈服强度。
聚合物材料的断裂韧性是指在拉伸或冲击等断裂试验中，材料能够吸收的能量。
良好的断裂韧性意味着材料在承受冲击或拉伸载荷时，能够有效地吸收能量，从而减少破裂的发生和传播。
断裂韧性的研究主要通过冲击试验和断裂韧性试验等手段进行。
除了上述几个常见的力学性能外，聚合物材料的研究还可以涉及到材料的硬度、粘弹性、疲劳性等其他方面。
材料硬度是指材料在受到外力作用下的抵抗程度，一般通过硬度试验来进行评估。
粘弹性是指材料同时具有粘性和弹性的特性，这种特性体现在材料在应力施加后，会存在一定程度的延迟才能恢复到初始状态。
疲劳性是指材料在反复加载下的变形和破坏行为，这可以通过疲劳实验来研究。
在聚合物材料的力学性能研究中，常常需要考虑到各种因素的影响，如温度、湿度、应变速率等。
这些因素会对聚合物材料的性能产生显著影响，因此需要进行相应的实验和分析。
综上所述，聚合物材料的力学性能研究是一个复杂而重要的领域，对于深入了解聚合物材料的应用性能、设计新材料以及改进加工工艺具有重要意义。
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。
聚合物的内聚强度和粘接强度
聚合物的内聚强度和粘接强度聚合物是由许多单体分子通过化学键连接而成的大分子化合物。
内聚强度和粘接强度是评估聚合物材料性能的重要指标。
本文将分别介绍聚合物的内聚强度和粘接强度，并讨论它们的影响因素和应用现状。
一、聚合物的内聚强度聚合物的内聚强度是指材料内部分子间的相互吸引力或结合力。
内聚强度直接影响聚合物的物理性能和力学性能。
内聚强度越高，材料的强度、韧性和耐热性等性能也会相应增强。
内聚强度的提高可以通过以下几个方面来实现：1. 分子结构设计：通过合理设计聚合物的分子结构，可以增加分子间的吸引力，提高内聚强度。
例如，引入极性基团或增加交联结构可以增强分子间的相互作用。
2. 分子量控制：聚合物的分子量对内聚强度有较大影响。
通常情况下，分子量越高，内聚强度越大。
因此，在聚合反应中，控制反应时间和反应条件，可以得到分子量较高的聚合物。
3. 结晶性能：聚合物的结晶性能也会影响内聚强度。
结晶性能较好的聚合物通常具有较高的内聚强度。
通过控制结晶过程，可以提高聚合物的内聚强度。
二、聚合物的粘接强度聚合物的粘接强度是指聚合物与其他材料之间的结合强度。
粘接强度的好坏直接影响着聚合物在各种应用中的性能和稳定性。
优秀的粘接强度可以确保聚合物与其他材料之间的牢固结合，实现各种工程需求。
粘接强度的提高可以通过以下几个方面来实现：1. 表面处理：在粘接前对聚合物表面进行处理，如清洁、去除氧化物、增加表面粗糙度等，可以提高粘接强度。
2. 粘接剂选择：选择合适的粘接剂可以提高粘接强度。
不同的粘接剂适用于不同的聚合物材料，需要根据实际情况进行选择。
3. 粘接条件控制：粘接过程中的温度、压力和时间等条件也会影响粘接强度。
合理控制这些条件可以提高粘接强度。
聚合物的内聚强度和粘接强度在各个领域都有广泛的应用。
在材料领域，聚合物的内聚强度决定了材料的力学性能和耐久性，影响着材料的使用寿命和可靠性。
在工程领域，聚合物的粘接强度决定了材料的连接性能，影响着工程结构的稳定性和安全性。
高分子习题和答案
一．名词解释：重复单元：重复组成高分子结构的最小结构单元叫重复单元结构单元：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团叫结构单元玻璃态：低温时.高分子整条链和链段都不能运动.只有小尺寸运动单元变化.处于“冻结”状态.相应的力学状态称为玻璃态高弹态：高分子在外力作用下.分子链由卷曲构象变为伸展构象发生很大的形变.一旦除去外力.又逐步恢复形变.相应的力学状态称高弹态玻璃化转变温度：聚合物高分子链段运动的“冻结”或“解冻”时所对应的转变温度叫玻璃化转变温度二．填空题1.高分子的溶解是一个缓慢过程.分为两个阶段：溶胀和溶解。
2.聚合物由高弹态转变为粘流态时的温度称为粘流温度.以 Tf 表示。
这种处于流体状态的聚合物称为粘流体。
3.高分子的热一形变曲线图中.分为五个区.分别为玻璃态、玻璃化转变区、高弹态、粘流转变区、粘流态。
4.与小分子相比.高分子的分子量有以下两个特点：相对分子量大和多分散性。
三．选择题1.聚合物溶解必要条件是（ A )A 、吉布斯自由能变化（△ Gm）小于零。
B 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）大于零。
C 、吉布斯自由能变化（△ Gm ）等于。
D 、以上均不正确。
2.判断高分子材料溶解度及相容性应遵循一定原则.下列不正确的是（ C )A 、溶度参数相近原则。
B 、极性相似相溶原则。
C 、聚合度大小原则。
D 、溶剂化原则。
3.分子量分布的测定法为（ B )A 、气相色谱法B 、凝胶色谱法C 、X 一衍射D 、原子吸收光谱4.高分子聚合物的分子是是不均一的.这种分子量的不均一性称为( A )A 、多分散性B 、溶散性C 、触变性D 、高通量性下列表示玻璃化转变温度正确的是( C )A 、Tc maxB 、TmC 、TgD 、Tf5.分子量分布的测定法为（ C ）A、气相色谱法 C、高效液相色谱法B、凝胶色谱法 D、原子吸收光谱四．判断题1.晶态聚合物的溶解要比非晶态聚合物困难。
（对）2.分子量相同的同种化学类型聚合物.支化的比线型的更易溶解。
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影响聚合物实际强度的因素总结
1、高分子本身结构的影响
极性基团或氢键作用，聚合物强度增强。
表：不同分子间作用力聚合物的拉伸强度比较
聚合物分子间作用力拉伸强度低压聚乙烯——15—16Mpa
聚氯乙烯偶极力50Mpa
尼龙610 氢键60Mpa
尼龙66 氢键（分布密度较大）80Mpa 极性基团或氢键的密度愈大，则强度愈高。
但极性基团过密或取代基团过大，阻碍着链段的运动，不能实现强迫高弹态形变，表现为脆性断裂，因此拉伸强度虽然大了，但材料变脆。
主链上含有芳杂环聚合物，其强度和模量都比脂肪族主链的高，如含有两个苯环结构的双酚A与碳酸酯聚合的PC材料，抗冲击能力和脂肪族的聚碳酸酯相比明显增强。
因此新型的工程塑料大都是主链含芳杂环。
分子链支化程度增加，分子之间的距离增加，分子间的作用力减小，聚合物的拉伸强度会降低，但冲击强度会提高。
适度的交联，使分子链不易发生相对滑移，从而不易发生大的形变，强度增高。
但是交联过程中往往会使聚合物结晶度下降，取向困难，因而过分的交联并不是总是有利的。
分子量对拉伸强度和冲击强度也有一些影响，拉伸强度和冲击强度都随着分子量的增大而提高，但是分子量增大到一定量是，拉伸强度的变化就不大了，而冲击强度则继续增大。
如超高分子量聚乙烯的冲击强度比普通低压聚乙烯提高3倍多，在-40℃是甚至可以提高18倍之多。
表：高分子本身结构对聚合物拉伸强度的影响
高分子本身结构影响因素拉伸强度δ
极性基团或氢键高
主链上含有芳杂环高
分子链支化低
适度交联高
分子量高
2、结晶和取向的影响
适当增加结晶度，拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均增加，但结晶度太高，冲击强度和断裂伸长率降低，材料变脆。
冷却和退火过程形成大球晶，聚合物冲击强度显著下降，在某些聚合物成型工艺中，需要加入成核剂，使它生成微晶而不生成球晶，以提高聚合物的冲击强度。
取向可大幅度提高材料强度，在合成纤维工业中取向是一个必不可少的措施。
3、应力集中物的影响
在聚合物的加工成型中普遍存在着各种缺陷，如细小的银纹甚至于裂缝，根据应力的分布特点，在材料缺陷附近的局部范围应力会急剧增加，即应力集中，成为了降低聚合物机械强度的致命弱点，是造成聚合物实际强度与理论强度之间巨大差别的主要原因之一。
应力集中系数（最大局部应力与平均应力之比值）和材料缺陷的形状有关，锐口缺陷的应力集中系数比钝口的要大得多，因此在制品设计中为了避免产生锐口缺陷，总是尽量避免有尖锐的转角，而是将制品的转弯处设计成圆弧形的。
4、增塑剂和填料的影响
增塑剂的加入对聚合物起了稀释作用，减小了高分子链之间的作用力，因而强度降低，且降低值与增塑剂的加入量正相关。
另一方面，由于增塑剂使链段运动能力增强，所以随着增塑剂含量的增加，材料的冲击强度提高。
填料对聚合物的影响比较复杂，按照填料形状的不同，分为粉状和纤维状两类。
粉状填料有惰性和活性之分，在工业生产中，某些填料的加入只起到稀释作用，制品的强度随着填充剂量的增加而降低，但成本也跟着降低，如滑石粉等。
但是有些填料的加入却可以增加甚至大幅度地增加材料的强度，例如木粉加于酚醛树脂，在相当大的范围内可以不降低材料的拉伸强度，而大幅度提高它的冲击强度，因为木粉能吸收一部分冲击能量，起着阻尼作用。
同种填料在不同的生产工艺中可能表现出来不同的性能，如MgCO3和ZnO等用于天然橡胶中有补强效果，但对合成橡胶却不适用。
为了增强效果，常用化学处理方法来增加填料粒子与高分子的结合力。
表：粉末状填料增强材料性能举例
材料性能填料
阻燃性Mg(OH)2 ;Al(OH)3 等
减摩润滑性石墨;二硫化钼等
导电性导电碳黑 ,金属粉等
磁性铁氧体,稀土类元素
隔音性高密度金属粉
压电性钛酸锆钛酸铅等纤维填料有天然纤维如棉、麻、毛、丝等，以及合成纤维如普遍用于工业生产的玻璃纤维。
天然纤维成本较高，地域性比较强，即不同地方产的同种天然纤维其性能都有所差别，而玻璃纤维价格低廉、性能稳定，迅速代替了天然纤维，成为最普遍采用的纤维填料。
纤维状填料有较高的拉伸强度，作为骨架帮助基体承担载荷，如纤维状填料使用在热固性塑料中，可以从根本上克服热固性树脂的脆性，其中以玻璃布为填料的称为玻璃纤维层压塑料，强度可以与钢材相媲美。
在热塑性塑料中填充纤维可以进一步提高热塑性塑料的强度，如尼龙中玻纤填料达到40%时，其拉伸强度可超过2000Kg/cm2。
但纤维状填料增强效果与纤维的长度、纤维与聚合物之间的界面粘接力有关，这也是进一步提高高性能复合材料强度的重要研究课题。
5、共聚和共混的影响
共聚物可以综合两种以上均聚物的性能，如苯乙烯—丁二烯—苯乙烯（SBS）结构即在刚性的聚苯乙烯（PS）链段上接入了柔性的丁二烯，具有更好的韧性，可以抵抗更高的冲击。
共混也是一种很好的改性手段，共混物常常具有比原来组分更为优越的使用性能，如用橡胶同塑料共混，可以起到增韧的效果。
另一方面，增韧效果取决于分散相相畴大小和界面粘接力,即两者相容性。
6、外力作用速度和温度的影响
聚合物的破坏过程是一种松弛过程，因此外力作用速度与温度对聚合物的强度有显著的影响。
在外力作用下，聚合物链段要发生运动，若外力速度太大，以至于链段运动跟不上，材料的屈服需要更大的外力，即材料的屈服强度提高了；如果进一步提高拉伸速度，材料终将发生脆性断裂。
反之，拉伸速度减慢时，屈服强度和断裂强度都会降低。
温度对材料冲击强度的影响也是很大的，温度升高，聚合物冲击强度逐渐增加，到接近玻璃化温度时，冲击强度将迅速增加，并且不同品种之间的差别缩小。
热固性聚合物的冲击强度受温度的影响很小。
参考文献：
何曼君，张红东，陈微孝，董西侠.影响聚合物实际强度因素[M].高分子物理第三版.上海：复旦大学出版社.2006.10.P210—218.
重庆理工大学 11009040130 Mrprober。