高分子物理基本概念汇总
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• 溶胀度（溶胀比）：交联高达到溶胀平衡 后的体积与溶胀前的体积之比。溶胀度等 于溶质体积分数的倒数。
14
• 溶胀度与交联度：交联度大，溶胀度小； 交联度小，溶胀度大。
• Hildebrand溶度公式
• 理想溶液：溶液中，溶剂分子间、溶质分 子间、溶质分子与溶剂分子间作用力都相
等，溶解过程中没有体积变化及热焓变化， 溶液的蒸汽压服从拉乌尔定律。
为共聚物。
4
• 热塑性弹性体：一种在常温为橡胶高弹性、高温下 又能塑化成型的高分子材料。
• 构造：分子中原子的种类和排列、结构单元的排列 顺序、支链的类型和长度等。
• 构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何 排列。
• 构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同 形态。
• 等规度：全同或间同立构单元所占的百分数。 • 等规度的测定方法：萃取法、核磁共振谱法。
高分子）
3
第一章 高分子的链结构
• 支化度：两相邻支化点之间链的平均分子量来表示支化的 程度
• 交联度：用相邻两个交联点之间的链的平均分子Mc 来表 示
• 交联点密度：交联的结构单元占总结构单元的分数 • 均聚物：由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物 • 共聚物：由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称
• 不结晶的聚合物：PS、PMMA、PC、以及所有热 固性塑料、共聚物
• 低结晶度 PVC，结晶很慢 PET，室温非晶态 NR
• 结晶敏感温度区域：Tg +30℃<T<Tm+10 ℃ • 结晶度:试样中结晶部分的重量百分数或体积
百分数。测量方法：密度法、X射线衍射法 • 结晶速度：某温度下结晶过程进行到一半时所
11
• 液晶态：晶态向液态转化的中间态，既具 有晶态的有序性，又具有液态的连续性和 流动性。处于液晶态的高聚物为高分子液 晶。
• 热致性液晶：受热熔融形成各向异性熔体 • 溶致性液晶：溶于某种溶剂而形成各向异
性的溶液。 • 聚合物合金：通过简单的工艺过程把两种
或两种以上的均聚物或共聚物或不同分子 量、不同分子量分布的同种聚合物混合而 成的聚合物材料。
刚好抵消，此时
，高分子处于无扰状态，排斥体积为零。
该条件称为θ条件，此时用的溶剂称为θ溶剂，此时的温度称为
θ温度。当溶剂选定以后，可以改变温度以满足θ条件；或选定
某一温度后改变溶剂的品种，也可以利用混合溶剂，调节溶剂
的成分以达到θ条件。
• 溶剂的过量化学位：高分子溶液中溶剂的化学位变化与理想溶 液中溶剂的化学位变化 之差。
大家好
1
高分子物理基本概念
2
高分子科学发展历史
• 1806 橡胶热弹性效应 • 1920 H.Staudinger 提出大分子 • 1932 高分子学科创立 • 1953 H.Staudinger 获诺贝尔化学奖（高分子学说） • 1963 Zegler,Natta 获诺贝尔化学奖（高分子定向聚合） • 1974 P.J.Flory 获诺贝尔化学奖（高分子溶液） • 1983 Merrifield 获诺贝尔化学奖（固相法合成多肽） • 1991 de Gennes 获诺贝尔化学奖（标度理论、凝聚态物理） • 2000 A.J.Heeger、 MacDiarmid、白川英树获诺贝尔化学奖（导电
• 小分子的三个基本相态：晶态、液态、气态 • 小分子的两个过渡态： 玻璃态、液晶态 • 分子间作用力：范德华力：静电力、诱导力、
色散力；氢键：分子间、分子内。 • 高分子聚集态：分子链之间的排列和堆砌结构。
8
• 内聚能：指一摩尔分子聚集在一起的总能量， 等于使同样数量分子分离的总能量。
• 内聚能密度：单位体积的内聚能 一般用间接方法测量， CED< 290 橡胶， 290<CED<400 塑料， CED>400 纤维。
用的时间t1/2的倒数。
10
• 取向：在外力作用下，分子链或其他结构 沿外力方向择优排列。
• 取向态和结晶态的异同：相同：都与高分 子有序性相关；相异：取向态是一维或二 维有序，结晶态是三维有序。
• 聚合物取向方法：薄膜：双轴拉伸或吹塑； 管材：熔融挤出。
• 取向度的的测定方法：双折射法、声速法、 X光衍射法、SALS、红外二向色性法。
6
• 刚性因子：
σ越大，空间位阻
越大，柔顺性越小；反之柔顺性越大。
Βιβλιοθήκη Baidu
• 分子无扰尺寸： 柔顺 。
A越小，分子越
• 极限特征比： 越小，链越柔顺。
• 链的伸直长度：
7
第二章 高分子的聚集态结构
• 近程有序：围绕某一质点的最近邻质点的配置 有一定的秩序。
• 远程有序：质点在一定方向上，每隔一定的距 离周期性重复出现的规律。
• 结晶结构研究对象是高分子的构象和晶胞。结 晶形态研究对象是单个晶粒的大小、形状以及 聚集方式。
• 晶胞的主轴（C方向）：在C方向上，原子间以 化学键键合，而在空间其它方向上，则只有分 子间力，因此在合成高聚物的晶体中不出现立 方晶系，而其它六种晶系均存在。
9
• 结晶度越大，高聚物越不透明，因为光线在晶 区和非晶区界面发生光散射。
12
• 共混高聚物的制备方法：机械共混、溶液 共混、乳液共混 、溶液接枝共混、熔融接 枝共混 、嵌段共混。
• 均相体系：二组分在分子水平上互相混合。 • 非均相体系：二组分不能达到分子水平混
合，各自成一相。
13
第三章 高分子溶液
• 溶液分类：极稀溶液，浓度低于1％，分子 量的测定一般用极稀溶液；稀溶液：浓度 在1％～5%；浓溶液：浓度>5%。
• Huggins参数：
是表征溶剂分子与
高分子相互作用程度大小的量，数值在-1～
1之间。 表示 把一个溶剂分子放入高聚
物中时引起的能量变化。
15
• θ条件（ θ状态）：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，高分
子溶液，在宏观上看热力学性质遵从理想溶液，但是微观状态
仍然是非理想的，混合热和混合熵均不为零，只是两者的效应
5
• 柔顺性：高分子链能改变其构象的性质。 • 链段：高分子链上能够独立运动的最小单元
称为链段。 • 末端距：线形高分子链的一端到另一端的直
线距离，用h表示。 • 自由结合链均方末端距： • 自由旋转链均方末端距： • 无扰均方末端距： θ条件下实测的高分子的
均方末端距，以 表示。 • 根均方末端距： • 均方旋转半径：
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• 溶胀度与交联度：交联度大，溶胀度小； 交联度小，溶胀度大。
• Hildebrand溶度公式
• 理想溶液：溶液中，溶剂分子间、溶质分 子间、溶质分子与溶剂分子间作用力都相
等，溶解过程中没有体积变化及热焓变化， 溶液的蒸汽压服从拉乌尔定律。
为共聚物。
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• 热塑性弹性体：一种在常温为橡胶高弹性、高温下 又能塑化成型的高分子材料。
• 构造：分子中原子的种类和排列、结构单元的排列 顺序、支链的类型和长度等。
• 构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何 排列。
• 构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同 形态。
• 等规度：全同或间同立构单元所占的百分数。 • 等规度的测定方法：萃取法、核磁共振谱法。
高分子）
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第一章 高分子的链结构
• 支化度：两相邻支化点之间链的平均分子量来表示支化的 程度
• 交联度：用相邻两个交联点之间的链的平均分子Mc 来表 示
• 交联点密度：交联的结构单元占总结构单元的分数 • 均聚物：由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物 • 共聚物：由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称
• 不结晶的聚合物：PS、PMMA、PC、以及所有热 固性塑料、共聚物
• 低结晶度 PVC，结晶很慢 PET，室温非晶态 NR
• 结晶敏感温度区域：Tg +30℃<T<Tm+10 ℃ • 结晶度:试样中结晶部分的重量百分数或体积
百分数。测量方法：密度法、X射线衍射法 • 结晶速度：某温度下结晶过程进行到一半时所
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• 液晶态：晶态向液态转化的中间态，既具 有晶态的有序性，又具有液态的连续性和 流动性。处于液晶态的高聚物为高分子液 晶。
• 热致性液晶：受热熔融形成各向异性熔体 • 溶致性液晶：溶于某种溶剂而形成各向异
性的溶液。 • 聚合物合金：通过简单的工艺过程把两种
或两种以上的均聚物或共聚物或不同分子 量、不同分子量分布的同种聚合物混合而 成的聚合物材料。
刚好抵消，此时
，高分子处于无扰状态，排斥体积为零。
该条件称为θ条件，此时用的溶剂称为θ溶剂，此时的温度称为
θ温度。当溶剂选定以后，可以改变温度以满足θ条件；或选定
某一温度后改变溶剂的品种，也可以利用混合溶剂，调节溶剂
的成分以达到θ条件。
• 溶剂的过量化学位：高分子溶液中溶剂的化学位变化与理想溶 液中溶剂的化学位变化 之差。
大家好
1
高分子物理基本概念
2
高分子科学发展历史
• 1806 橡胶热弹性效应 • 1920 H.Staudinger 提出大分子 • 1932 高分子学科创立 • 1953 H.Staudinger 获诺贝尔化学奖（高分子学说） • 1963 Zegler,Natta 获诺贝尔化学奖（高分子定向聚合） • 1974 P.J.Flory 获诺贝尔化学奖（高分子溶液） • 1983 Merrifield 获诺贝尔化学奖（固相法合成多肽） • 1991 de Gennes 获诺贝尔化学奖（标度理论、凝聚态物理） • 2000 A.J.Heeger、 MacDiarmid、白川英树获诺贝尔化学奖（导电
• 小分子的三个基本相态：晶态、液态、气态 • 小分子的两个过渡态： 玻璃态、液晶态 • 分子间作用力：范德华力：静电力、诱导力、
色散力；氢键：分子间、分子内。 • 高分子聚集态：分子链之间的排列和堆砌结构。
8
• 内聚能：指一摩尔分子聚集在一起的总能量， 等于使同样数量分子分离的总能量。
• 内聚能密度：单位体积的内聚能 一般用间接方法测量， CED< 290 橡胶， 290<CED<400 塑料， CED>400 纤维。
用的时间t1/2的倒数。
10
• 取向：在外力作用下，分子链或其他结构 沿外力方向择优排列。
• 取向态和结晶态的异同：相同：都与高分 子有序性相关；相异：取向态是一维或二 维有序，结晶态是三维有序。
• 聚合物取向方法：薄膜：双轴拉伸或吹塑； 管材：熔融挤出。
• 取向度的的测定方法：双折射法、声速法、 X光衍射法、SALS、红外二向色性法。
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• 刚性因子：
σ越大，空间位阻
越大，柔顺性越小；反之柔顺性越大。
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• 分子无扰尺寸： 柔顺 。
A越小，分子越
• 极限特征比： 越小，链越柔顺。
• 链的伸直长度：
7
第二章 高分子的聚集态结构
• 近程有序：围绕某一质点的最近邻质点的配置 有一定的秩序。
• 远程有序：质点在一定方向上，每隔一定的距 离周期性重复出现的规律。
• 结晶结构研究对象是高分子的构象和晶胞。结 晶形态研究对象是单个晶粒的大小、形状以及 聚集方式。
• 晶胞的主轴（C方向）：在C方向上，原子间以 化学键键合，而在空间其它方向上，则只有分 子间力，因此在合成高聚物的晶体中不出现立 方晶系，而其它六种晶系均存在。
9
• 结晶度越大，高聚物越不透明，因为光线在晶 区和非晶区界面发生光散射。
12
• 共混高聚物的制备方法：机械共混、溶液 共混、乳液共混 、溶液接枝共混、熔融接 枝共混 、嵌段共混。
• 均相体系：二组分在分子水平上互相混合。 • 非均相体系：二组分不能达到分子水平混
合，各自成一相。
13
第三章 高分子溶液
• 溶液分类：极稀溶液，浓度低于1％，分子 量的测定一般用极稀溶液；稀溶液：浓度 在1％～5%；浓溶液：浓度>5%。
• Huggins参数：
是表征溶剂分子与
高分子相互作用程度大小的量，数值在-1～
1之间。 表示 把一个溶剂分子放入高聚
物中时引起的能量变化。
15
• θ条件（ θ状态）：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，高分
子溶液，在宏观上看热力学性质遵从理想溶液，但是微观状态
仍然是非理想的，混合热和混合熵均不为零，只是两者的效应
5
• 柔顺性：高分子链能改变其构象的性质。 • 链段：高分子链上能够独立运动的最小单元
称为链段。 • 末端距：线形高分子链的一端到另一端的直
线距离，用h表示。 • 自由结合链均方末端距： • 自由旋转链均方末端距： • 无扰均方末端距： θ条件下实测的高分子的
均方末端距，以 表示。 • 根均方末端距： • 均方旋转半径：