结构与性能名词解释

高聚物结构与性能名词解释
第一、二章高分子的链结构
链式结构：高分子是由多价原子彼此以共价键结合而成的长链状分子。

构象：由于单键内旋转而产生的分子在不同形态。

构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

高分子链的构型包括单体单元的键合顺序、空间构型的规整性、支化度、交联度以及共聚物的组成及序列结构。

构造：分子链中原子的种类和排列,包括取代基和端基的种类,结构单元的排列顺序,支链的类型和长短。

高分子的结构包括高分子的链结构与聚集态结构。

高分子的链结构又分近程结构和远程结构。

近程结构属于化学结构，又称一级结构。

远程结构包括分子的大小与形态，链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象，又称二级结构。

聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构，它们是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的，又称三级结构。

织态结构和高分子在生物体中的结构则属于更高级的结构。

高分子链序列结构：共聚物中不同结构单元的交替次数，不同结构单元在分子链中的平均长度。

全同立构：高分子全部由一种旋光异构体键接而成或者高分子主链上的侧基在主链的同侧；
间同立构：由两种旋光异构体交替键接而成或者侧基以间隔一定的主链长度在主链两侧出现；
等规立构：两种旋光异构体完全无规键接时，则称为无规立构。

全同异构和间同异构。

结构异构：结构不同引起异构，化学性质也截然不同
立体异构：结构相似，但由于空间排布的微小偏差导致结构不同；
顺反异构：由于正反的差别导致
光学异构：构造相同的分子，如使其一平面偏振光向右偏转，另一侧向左。

则两种互为光学异构体。

构象异构：同一种化合物的构象，可通过单键旋转由一种变为另一种，则这两种互为构象异构体。

通常自由基聚合的高聚物大都是无规的，只有用特殊的催化剂才能制得等规立构的高聚物，这种聚合方法称为定向聚合。

等规度: 高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数。

交联结构：高分子链之间通过支化联结成一个三维空间网型的大分子。

交联度：通常用两个交联点之间的平均分子量M C来表示。

交联度愈高，Mc愈小。

或者用交联点的密度表示。

交联点密度的定义为，交联的结构单元占总结构单元的分数，即每一结构单元的交联几率。

无规线团: 单键的内旋转导致高分子呈蜷曲构象，这种不规则的蜷曲的高分子链的构象称为。

柔顺性高分子能够改变其构象的性质。

柔性链：高分子长链在不受力的情况下，自发地采取蜷曲状态，表现出不同程度的柔性。

刚性链：主链不能内旋转，或虽有内旋转但并不改变链的方向，因而分子不会弯曲而形成的棒状高分子链；或者由于链内基团间的相互作用(特别是氢键的作用)使分子链的平衡态构象并不取决于最大的构象熵，而是取决于最大的链内基团间的相互作用能，从而形成α螺旋结构、双螺旋结构和椭球状结构的高分子链。

理想的柔性链，是指高分子的主链由无数个不占体积的很小的键自由结合而成，键的长度为l，键的数目为n（n→∞）。

每个相连接的键热运动时没有键角的限制，而旋转也没有位垒的障碍，每个键在任何方向取向的几率都相等。

这种理想链又称为自由结合链或自由连接链。

等效自由连接链将含有n个键长为l,键角θ固定,旋转不自由的键组成的链视为一个含有Z个长度为b的链段组成的可以自由旋转的链。

等效自由联结链：自由联结链是一个理想化的模型它的分子是有足够多的不占有体积的化学键联结而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相等。

实际的高分子链并不是自由内旋转的，在旋转时还有空间位阻效应以及分子间的各种远程相互作用，但是只要链足够长，并且具有一定的柔性，则仍旧可以把它当作自由联结链进行统计处理，即当作等效自由联结链，这种链的统计单元是主链上能够独立运动的最小单元，称作链段。

线性聚合物：分子链中重复的结构单元以共价键按线型结构连接成的链状高分子。

分子主链旁可以有侧基但不是支链。

体型聚合物：体型就是有支链连着的，成网状的体型缩聚的最终产物称为体型缩聚物体型缩聚物的结构与性能: 分子链在三维方向发生键合
链段是高分子材料的最小运动单元。

链节是高分子材料的最小结构单元
高分子链的两端之间的直线距离称为末端距h。

（h是矢量）在稀溶液中，利用链节和溶剂分子之间的排斥作用屏蔽链内链节之间的体积排除效应，即处于θ状态的溶液中时，测得的均方末端距就是无扰均方末端距。

平衡态柔性：在热力学平衡条件下的柔性
动态柔性：在外界条件下由有一种平衡状态变为另一种平衡态构象转变的难以程度。

第三章高分子凝聚态结构
内聚能密度：为克服分子间的相互作用力，把一摩尔的凝聚体气化时所需要的能量。

内聚能密度：单位体积的内聚能
凝聚态结构：是指高分子链之间的排列和堆砌结构。

虎克型弹性(普弹性)：非晶态聚合物在较低温度下受到外力时，由于链段运动被冻结，只是主链的键长和键角有微小的变化，宏观上聚合物的形变很小，形变与受力的大小成正比，当外力除去后形变能立刻恢复的性质。

非晶态聚合物处于具有普弹性的状态，称为玻璃态。

玻璃体：过冷液体，结构特征是近程有序，远程无序。

过冷液体：温度低于凝固点但仍不凝固或结晶的液体。

松弛过程：一个从非平衡态到平衡态进行的过程，它首先是很快的进行，然后逐步放慢甚至于时间达到无穷长。

松弛时间：松弛过程所需要的时间称为τ。

把橡胶状过渡到液体状的时间称为最终松弛时间。

晶带：晶体中两个或两个以上互相平行的晶面形成的集合
晶粒：结晶物质在生长过程中，由于受到外界空间的限制，未能发育成具有规则形态的晶体，而只是结晶成颗粒状。

晶格：在结晶高聚物中高分子链堆砌成的具有三维远程有序的点阵结构。

晶系：由类型相同但大小不同的晶胞组成的集合
晶面：结晶格子内所有的格子点全部集中在相互平行的等间距的平面群上，这些平面叫晶面
缨状胶束模型：晶区与非晶区同时存在，互相贯穿；一个分子链可以同时贯穿几个晶区和非晶区；晶区中分子链互相平行排列，非晶区中分子链互相缠结呈卷曲无规排列
折叠链模型：伸展的分子链可以互相聚集在一起形成链束，链束会自发地折叠成链带，链带堆砌成晶区；每一个分子链在晶区连续折叠，相连链段在晶片中的空间排列是相邻的，分子链的折叠部分构成非晶区；在多层片晶中，分子链可以跨层折叠，在一层晶片中折叠几个来回之后，再到另一层中去折叠，使层片之间存在连接链。

插线板模型：晶体中同时存在晶区和非晶区；晶区中相邻排列的两段分子链并非同一分子相邻接的的两段链，而是非邻接的两个链段或是属于不同分子的链段。

在形成多层片晶时，一个分子链可以从一个晶片通过非晶区进入到另一晶片中去。

如果它再回到前面的晶片的话，也不是邻接的再进入。

晶片表面的分子链像插线板上的电线一样，毫无规则，也不紧凑，构成非晶区。

取向是指在某种外力的作用下,分子链或者其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构.
解取向是指与取向过程相对的由于热运动时分子排序趋向于紊乱无序的过程。

取向度是反映材料的取向程度的量度。

“热处理”：当高聚物具有很高的取向时，在很短的时间内用热空气或水蒸气很快的吹一下使链段解取向，消除内应力
红外二向色性：如果红外偏正光的方向与样品中基团的振动偶极矩改变的方向平行，基团振动谱线具有较大的吸收强度；当红外偏正光的电矢量与基团振动偶极矩改变方向垂直式，基团的振动谱线强度为零。

声速各向异性：声波在高聚物的传播速度与分子链的取向有关，如果声波顺着分子链的方向移动，传播史通过分子内键合原子的振动，速度较快，而在垂直于分子链方向，声波是依靠非键合原子间的振动，速度较慢。

光学各向异性：对于取向高聚物，平行于取向方向与垂直于取向方向的折光系数是不一样的。

熔限：结晶高聚物的熔融过程，有一个较宽的熔融温度范围。

当结晶性的聚合物从浓溶液中析出，或从熔体冷却结晶时，在无应力或流动的情况下倾
向于生成圆球形的复杂结晶，称为球晶。

聚合物在极稀的溶液中缓慢结晶，生成具有规则几何形状的薄片状晶体，称为单晶。

在单晶中，分子链作高度规则的三维有序排列，分子链的取向与片状晶体的表面相垂直。

次期结晶：高聚物的结晶过程可分为两个阶段，符合Avrami方程的直线部分称作主期结晶，偏离方程的非线性部分称作次期结晶。

Avrami指数是与聚合物晶体成核的机理和生长的方式有关的数值，等于生长的空间维数和成核过程的时间维数之和。

结晶聚合物中通常总是同时包含晶区和非晶区两个部分。

结晶度是指在结晶聚合物中结晶部分的含量占总量的百分数。

液晶：一些有机化合物和高分子聚合物，在一定温度或浓度的溶液中，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这就是液晶。

液晶与中介相的区别
由于液晶是一种介于液态和晶态之间的中间态，因而也常用中介相、介晶相来表述。

但近年来研究发现液晶仅是中介相中的一种，除了液晶之外，中介相还包括塑晶和构象无序晶体
向列型液晶：棒状分子链在长轴方向倾向于平行于一个共同的主轴，呈现一维有序；棒状分子链的重心位置排列无序
近晶型：棒状分子链之间以层片排列着，呈现二维有序；各层中的分子只能在本层的平面上活动而不能来往于相邻两层之间
胆甾型液晶：许多分子链排列的方向依次规则地扭转一定角度，多层分子链排列后，形成螺旋结构。

故胆甾型液晶在有的书中称为扭转的向列型液晶。

溶致液晶：一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。

是在溶液中溶质分子浓度处于一定范围内时出现液晶相
热致液晶：由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶。

在一定温度范围内才显现液晶相的物质。

单轴取向是指分子链只在平面的某一个方向取向平行排列；
双轴取向是指分子链平行于平面的任意方向。

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。

裂纹：裂纹在聚合物的中间是空的，没有聚合物的存在
第四章高聚物的分子运动
松弛时间谱：由于运动单元的大小不同，松弛时间的长短不一致，每种高聚物的松弛时间不是一个单一的数值，而是一个连续的分布。

缠结：高分子链之间形成物理交联点，构成网络结构,使分子链的运动受到周围分子的羁绊和限制，因此缠结对链的构象调整以及链单元的规整排列，进而对高聚物的结晶行为产生不利的影响，而我们有时候想要能够规整排列的结构．在高分子链相互穿透并且缠结的情况下，不可能一个个链规整地折叠起来,或按某种方式进行有序的排列，因此就要让它能够解缠结．因此也出现了很多解缠结剂。

玻璃化转变：无定形和结晶热塑性聚合物低温时都呈玻璃态，受热至某一较窄温度，则转变为橡胶态或柔韧的可塑状态，这一转变过程称为玻璃化转变。

转变时对应的温度称为玻璃化转变温度Tg。

高弹性：聚合物材料在受到外力时，分子中的链段发生了运动，使长链分子由蜷曲状变成伸展状，产生很大的形变，但不导致高分子链之间产生滑移，当解除外力后，形变可完全恢复的性质。

体膨胀系数：高聚物的比容随温度的增加而增大，比容-温度曲线的斜率
增塑：高聚物中加入高沸点，低挥发性，并能与高聚物相混容的小分子物质而改变其力学性质的行为。

增塑剂用来增加胶层的柔韧性，提高胶层的冲击韧性，改善黏合剂的流动性。

它不参与固化反应，通常不超过20%。

如邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。

增韧剂通过参加固化反应，通常不超过20%。

如邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯等。

增韧剂通过参加固化反应，从面改善胶层的弹性。

如低分聚酰胺、聚硫橡胶等
高聚物转变的多重性：聚合物在宽广的温度范围内表现出多种运动单元的转变温度，通常称之为聚合物的多重转变。

马丁耐热温度：升温速度为５０℃／h，标准试样受弯曲应力５０kg／cm２时，试样条弯曲，指示器中读数下降６mm时所对应的温度即为马丁耐热温度
维卡软化温度：将热塑性塑料放于液体传热介质中，在一定的负荷和一定的等速升温条件下，试样被1平方毫米的压针头压入1毫米时的温度。

降解：高分子化合物物的大分子分解成较小的分子
解聚：多聚体降解成低聚体及(或)单体的过程。

反增塑：增塑剂加入到聚合物中时，正常情况下，他们能降低弹性模量，降低拉伸强度和增加伸长率。

但有时加入少量增塑剂却往往会出现树脂硬化的现象。

内增塑：一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第二单体。

由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中，降低了聚合物分子链的有规度，即降低了聚合物分子链的结晶度。

外增塑：是一个低分子量的化合物或聚合物，把它添加在需要增塑的聚合物内，可增加聚合物的塑性。

韧性：材料的断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力。

是指在拉力的作用下，物体坚持不断裂的一种能力。

如苯乙烯，一拉就断，很脆，不韧；橡胶，很难拉断，韧性很好。

塑性：是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性。

松弛：玻璃化转变，在最高温度出现的内耗峰
次级松弛：低于玻璃化转变的松弛
松弛：在玻璃态时小区域协同运动产生的内耗峰
松弛：与主链相连的α-甲基发生内旋转运动产生
松弛：酯甲基转动产生的一个很低的内耗峰
复数模量：指材料在发生形变时，抵抗形变的能量大小，复数模量越大，材料抵抗形变的能力越强；
储能模量(弹性模量)：指材料在发生形变时，由于弹性（可逆）形变而储存能量的大小，反映材料弹性大小；
损耗模量(粘性模量)：指材料在发生形变时，由于粘性形变（不可逆）而损耗的能量大小，反映材料粘性大小；
损耗角正切：损耗和储能模量的比值，反映材料粘性弹性比例。

第五章高聚物的力学性能
粘弹性：塑料对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性。

力学行为：指施加一个外力在材料上，它产生怎样的形变（响应）
形变性能：非极限情况下的力学行为
断裂性能：极限情况下的力学行为
弹性：对于理想弹性体来讲，其弹性形变可用虎克定律来表示，即：应力与应变成正比关系，应变与时间无关
粘性：在外力作用下，分子与分子之间发生位移，理想的粘性流体其流动形变可用牛顿定律来描述：应力与应变速率成正比
普弹性：大应力作用下，只产生小的、线性可逆形变，它是由化学键的键长，键角变化引起的。

与材料的内能变化有关：形变时内能增加，形变恢复时，放出能量，对外做功（玻璃态，晶态，高聚物，金属，陶瓷均有这种性能），普弹性又称能弹性
高弹性：小的应力作用下可发生很大的可逆形变，是由内部构象熵变引起的，所以也称熵弹性（橡胶具有高弹性）
静态力学性能：在恒应力或恒应变情况下的力学行为
动态力学性能：物体在交变应力下的粘弹性行为
应力松弛：在恒应变情况下，应力随时间的变化
蠕变：在恒应力下，物体的形变随时间的变化
强度：材料所能承受的应力
韧性：材料断裂时所吸收的能量
粘性流动：分子间无交联的线形高聚物，则会产生分子间的相对滑移，它与时间成线性关系，外力除去后，粘性形变不能恢复，是不可逆形变
滞后现象：高聚物在交变力作用下，形变落后于应力变化的现象
力学损耗：由于力学滞后而使机械功转换成热的现象，称为力学损耗或内耗。

Maxwell模型是由一个理想弹簧和一个理想黏壶串联而成。

模型受力时两个元件的应力和总应力相等，而总应变则等于两个元件的应变之和，总应变速率也等于两个元件的应
变速率之和。

Maxwell模型可以用于模拟应力松弛过程。

当模型受到一个外力时，弹簧瞬时发生形变，而黏壶由于粘性作用，来不及发生形变，因此模型应力松弛的起始形变ε0由理想弹簧提供，并使两个元件产生起始应力σ0；随后理想黏壶慢慢被拉开，弹簧则逐渐回缩，形变减小，因而总应力下降直到完全消失为止，这与线性聚合物的应力松弛过程相符。

V oigt-Kelvin模型是由一个理想弹簧和一个理想黏壶并联而成。

模型受力时两个元件的应变和总应变相等，而总应力则等于两个元件的应力之和。

Voigt-Kelvin模型可以用于模拟交联聚合物的蠕变过程。

当拉力作用在模型上时，由于黏壶的存在，弹簧不能立刻被拉开，只能随黏壶一起慢慢拉开，因此形变是逐渐发展的。

如果外力除去，由于弹簧的回复力，使整个模型的形变也慢慢回复。

这与聚合物蠕变过程的情形是一致的。

时温等效原理：升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对聚合物的黏弹行为也是等效的。

这个等效性可以借助于一个转换因子aT来实现，即借助于转换因子可以将在某一温度下测定的力学数据，变成另一温度下的力学数据。

这就是。

Boltzmann叠加原理指出，每个形变对聚合物的力学松弛行为的贡献都是独立的，聚合物的力学松弛行为是其整个历史上诸松弛过程的线性加和的结果。

利用这个原理，可以根据有限的实验数据，去预测聚合物在很宽范围内的力学性质。

聚合物在拉伸时，拉力达到一定值时材料会发生断裂，断裂时的临界拉伸应力称为断裂应力，对应的应变称为断裂伸长率。

在材料出现屈服之前发生的断裂称为脆性断裂，在材料屈服之后的断裂称为韧性断裂。

强迫高弹形变：玻璃态聚合物在大外力的作用下发生的大形变，其本质与橡胶的高弹形变一样，但表现的形式却有差别，为了与普通的高弹形变区别开来。

仿射形变：物体形变的一种特定形式。

这时物体内部的体元或微观结构的形变和物体外形的变化是相似的。

冷拉：结晶聚合物与玻璃态聚合物的拉伸过程都经历弹性变形、屈服（成颈）、发展大形变以及应变硬化等阶段，拉伸的后阶段材料都呈现强烈的各向异性，断裂前的大形变在室温时都不能自发回复，而加热却都能回复原状，在本质上两种拉伸过程的大形变都是高弹形变。

通常把它们统称为冷拉。

细颈：大多数聚合物在适宜的温度和拉伸速率下，都能进行冷拉而成颈。

达到屈服点后，这样的截面突然变得不均匀，出现一个或几个细颈，此时细颈和非细颈部分截面积维持不变，细颈部分不断扩展，非细颈部分不断减少，在应力—应变曲线上表现出来的特点是：伸长不断增加，应力几乎不变，直至整个试样完全变为细颈为止。

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。

应力发白：用橡胶增韧的塑料，像高抗冲聚苯乙烯、ABS树脂等，它们在拉伸变形或弯曲变形或受冲击的破坏时试样有发白现象，这种发白现象称为应力发白。

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。

冲击强度：试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与原始横截面积之比。

简单拉伸（stretch or tensile）张应力，张应变，杨氏模量，拉伸柔量
简单剪切（shear）切应力，切应变切变模量，切变柔量 静压力围压力，压缩应变：本体模量，本体柔量（压缩率）
抗张强度（kg/cm2）
抗冲强度（或冲击强度）（kg.cm/cm2）
（3）硬度（以布氏硬度为例）（kg/mm2）：
以上各式中：P为负荷；、b、d分别为试样的长、宽、厚；W为冲断试样所消耗的功；D为钢球的直径；h为压痕深度。

疲劳：材料或构件在长期交变载荷持续作用下产生裂纹，直至失效或断裂的现象
化学老化可以分为降解和交联两种类型。

降解是指高分子受紫外线、热、机械力等因素的作用而发生的分子链的断裂；交联是指高分子碳－氢键断裂，产生的高分子自由基相互结合，形成网状结构。

降解和交联对高分子的性能有很大的影响。

降解使高分子分子量下降，材料变软发粘，抗拉强度和模量降低；交联使高分子材料变硬变脆，伸长率下降(见高分子降解和高分子交联)。

物理老化不涉及分子结构的改变，它仅仅是由于物理作用发生的可逆性变化。

例如有些高分子材料受潮后绝缘性能下降，但干燥后可以恢复。

第六章高聚物的流变性
牛顿流体：切应力与剪切变形速率成线性关系的流体
非牛顿流体：黏度系数在剪切速率变化时不能保持为常数的流体
本体黏度：以稳定状态下测得的高聚物溶液的零切变粘度来表示其本体粘度（bulkviscosity），
表观黏度：由于假塑性流体的粘度随γ′和σ而变化，所以人们用流动曲线上某一点的σ与γ′的比值，来表示在某一值时的粘度，这种粘度称为表观粘度，
零剪切黏度：高分子溶液中的分子或熔融态的高分子宛如乱成一团柔软而纠缠的线球，虽然每一条分子链都在努力蠕动着，但是由于分子链与链之间的纠缠点却有效的维系着彼此结构的稳定。

此所以初期很小的剪力(shear force)并无法超越结构强度，结构依然保持着，是以黏度居高不下，类似牛顿流体(黏度恒定不随剪率而变化)，所以称为“零剪切黏度(zero-shear viscosity)”
稠度：衡量一种材料(如润滑脂、纸浆等)的固态或流动性的程度
相对黏度：两种黏度的比值
增比黏度：增比黏度(specific viscosity)ηsp表示溶液黏度ηr较溶剂黏度η0增加的倍数
比浓黏度：比浓黏度:设η为聚合物溶液的黏度。

η0为纯溶剂的黏度，定义两黏度之差，。