构象:具有一定组成与构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列
柔性:
高分子链中单键内旋的能力;
高分子链改变构象的能力;
高分子链中链段的运动能力;
高分子链自由状态下的卷曲程度。
链段:两个可旋转单键之间的一段链,称为链段
影响柔性因素:
1支链长,柔性降低;交联度增加,柔顺性减低。
2一般分子链越长,构象数越多,链的柔顺性越好。
3分子间作用力越大,聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好,结晶,从而分子链表现不出柔性。
控制球晶大小的方法:
1控制形成速度;
2采用共聚方法,破坏链的均一性与规整性,生成较小的球晶;
3外加成核剂,可获得小甚至微小的球晶。
聚合物的结晶形态:
1单晶:稀溶液,慢降温,螺旋生长
2球晶:浓溶液或熔体冷却
3树枝状晶:溶液中析出,低温或浓度大,分子量大时析出;
4纤维状晶:存在流动场,分子量伸展,并沿流动方向平行排列;
5串晶:溶液低温,边结晶边搅拌;
6柱晶:熔体在应力作用下冷却结晶;
7伸直链晶:高压下融融结晶,或熔体结晶加压热处理。
结晶的必要条件:
1内因: 化学结构及几何结构的规整性;
2外因:一定的温度、时间。
结晶速度的影响因素:
1温度——最大结晶温度:低温有利于晶核形成与稳定,高温有利于晶体生长; 2压力、溶剂、杂质:压力、应力加速结晶,小分子溶剂诱导结晶;
3分子量:M小结晶速度块,M大结晶速度慢;
熔融热焓?H m :与分子间作用力强弱有关。作用力强,?H m高
熔融熵?S m:与分子间链柔顺性有关。分子链越刚,?S m小
聚合物的熔点与熔限与结晶形成的温度T c有一定的关系:
结晶温度Tc低(< Tm ),分子链活动能力低,结晶所得晶体不完善,从而熔限宽,熔点低;
结晶温度Tc高(~ Tm ),分子链活动力强,结晶所得晶体更加完善,从而熔限窄,熔点高。
取向:在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。
取向机理:
1高弹态:单键的内旋转。外力作用下,链段取向;外力解除,链段解取向
2粘流态:高分子各链段的协同运动。外力作用下,分子链取向;外力解除,分子链解取向
3结晶高聚物:非晶区取向,可以解取向;晶粒取向,不易解取向
取向度:
高分子合金又称多组分聚合物,在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物,不论组分就是否以化学键相连接
θ
θ
θ
2
2sin
2
3
1
)1
cos
3(
2
1
-
=
-
=
f
高分子合金制备方法:
1物理共混:机械共混、溶液浇铸、乳液浇铸
2化学共混:溶液接枝、溶胀聚合、嵌段共聚
液晶:一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后,表观上虽然变成了具有流动性的液体物质,但结构上仍然保持着晶体结构特有的一维或二维有序排列,形成一种兼有部分晶体与液体性质的过渡状态,这种中间状态称为液晶态。其所处状态的物质称为液晶。
液晶的特点:同时具有流动性与光学各向异性。
按液晶形成条件分类:
1溶致液晶:在某一温度下,因加入溶剂而呈现液晶态的物质;
2热致液晶:通过加热而形成液晶态的物质;
3感应液晶:外场(力,电,磁,光等)作用下进入液晶态的物质;
4流致液晶:通过施加流动场而形成液晶态的物质。
分子结构对液晶行为的影响:
1主链型液晶高分子:链的柔顺性就是影响液晶行为的主要因素。完全刚性的高分子,熔点很高,通常不出现热致型液晶,而可以在适当溶剂中形成溶致液晶。在主链液晶基元之间引入柔性链段,增加了链的柔性,使聚合物的Tm降低,可能呈现热致型液晶行为。
2侧链型液晶高分子:柔性间隔段的引入,可以降低高分子主链对液晶基元排列与取向的限制,有利于液晶的形成与稳定;主链柔性影响液晶的稳定性。通常,主链柔性增加,液晶的转变温度降低。
3液晶基元:液晶基元的长度增加,通常使液晶相温度加宽,稳定性提高。
聚合物溶解过程:
1非晶态聚合物的溶胀与溶解:(i) 溶剂分子渗入聚合物内部,即溶剂分子与高分子的某些链段混合,使高分子体积膨胀-溶胀;(ii) 高分子被分散在溶剂中,整个高分子与溶剂混合-溶解。
2结晶聚合物的溶解:(i) 结晶聚合物的先熔融,其过程需要吸热;(ii) 熔融聚合物的溶解。
3交联聚合物的溶胀平衡:交联聚合物在溶剂中可以发生溶胀,但就是由于交联键的存在,溶胀到一定程度后,就不再继续胀大,此时达到溶胀平衡,不能再
进行溶解
溶剂选择:
1“相似相溶”原则;
2“溶度参数相近”原则;
3“高分子-溶剂相互作用参数χ1小于1/2”原则。
海德堡方程:
高分子溶液三点假设:
1假设溶液中分子的排列像晶体一样,也就是一种晶格的排列,每个溶剂分子占有一个格子,每个高分子占有x个相连的格子。x为高分子与溶剂分子的体积比,也就就是说,可以把高分子链作为由x个链段组成的,每个链段的体积与溶剂分子的体积相同。
2高分子链就是柔性的,所有构象具有相同的能量。
3溶液中高分子链段就是均匀分布的,即每一链段占有任一格子的几率相等。θ状态:就是高分子链段间的相互作用与高分子链段与溶剂间的相互作用抵消。稀溶液理论:
1溶液中“链段”分布不均匀,以“链段云”的形式分散在溶剂中,“链段云”近似成球体。
2“链段云”内以质心为中心,“链段”分布符合高斯分布。
3“链段云”互相接近要引起自由能变化,“链段云”有排斥体积。
亚浓溶液:溶液中高分子线团互相穿插交叠,整个溶液中的链段分布趋于均一。临界交叠浓度c*(接触浓度):溶液浓度从稀向浓逐渐增大,孤立的高分子线团逐渐靠近,靠近到开始成为线团密堆积时的浓度。
相关长度ξ(克赛):亚浓溶液中高分子链间形成的网眼的平均尺寸。
串珠模型:将分子链瞧作就是由一串尺寸为ξ的珠子组成。
增塑剂的选择:
1互溶性——一般要求增塑剂就是高聚物的良溶剂。
2有效性——由于增塑剂的加入,一方面提高了产品的弹性、耐寒性与抗冲击性,另一方面却降低了它的硬度、耐热性与抗张强度。
3耐久性——为了使产品的性能在长期使用下保持不变,就要求增塑剂稳定地保存在制品中。
M
M
V
H2
2
1
2
1
]
[δ
δ
?
?-
=
?
内增塑:在高分子链上引入其它取代基或短的链段,使结晶破坏,分子链变柔,易于活动,这种方法称为内增塑。
增容方法:原位增容;加入第三组分
分子量分布宽度: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。
聚合物分子量测定方法:
1化学方法:端基分析法
2热力学方法:沸点升高,冰点降低,蒸汽压下降,渗透压法;
3光学方法:光散射法;
4动力学方法:黏度法,超速离心沉淀,扩散法;
5其她方法:凝胶渗透色谱法。
分子运动单元:侧基、支链、链节、链段、整个分子链等。
分子运动的时间依赖性:在一定的温度与外力作用下,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。
分子运动的温度依赖性:温度升高时:1、运动单元活化:热运动能量增加,克服位垒,开始运动,运动速度增加;2、聚合物体积膨胀,自由空间增大。
三态两区:
1玻璃态: 分子链几乎无运动,聚合物类似玻璃,通常为脆性的,模量为104~1011Pa。
2玻璃化转变: 整个大分子链还无法运动,但链段开始发生运动,模量下降3~4个数量级,聚合物行为与皮革类似。
3高弹态: 链段运动激化,但分子链间无滑移。受力后能产生可以回复的大形变,称之为高弹态,为聚合物特有的力学状态。模量进一步降低,聚合物表现出橡胶行为。
4粘流转变: 分子链重心开始出现相对位移。模量再次急速下降。聚合物既呈现橡胶弹性,又呈现流动性。对应的转变温度T f称为粘流温度。
5粘流态:大分子链受外力作用时发生位移,且无法回复。行为与小分子液体类似。
玻璃化转变:指高聚物的玻璃态与高弹态间的转变。某些液体在温度迅速下降时被固化成为玻璃态而不发生结晶作用。高聚物分子运动的研究方法:热分析法、热膨胀法、差热分析法DTA与差示扫描量热法DSC;动态力学方法、扭摆法与扭辫法、振簧法、粘弹谱仪;NMR核磁共振松弛法;介电松弛法。
自由体积理论:Tg以下时,高聚物体积随温度升高而发生的膨胀就是由于固有体积的膨胀。自由体积对所有聚合物材料来说,都就是相等的,占总体积的2、5% 自由体积影响因素:
1柔性:柔性升高,玻璃化转变温度降低;
2取代基:极性取代基,极性越大,内旋转受阻程度及分子间相互作用越大,Tg也随之升高;非极性的取代基对Tg 的影响主要表现为空间位阻效应,侧基体积越大,位阻越明显, Tg 升高;由于对称性使极性部分相互抵消,柔性增加, Tg 下降。
3构型:全同〈间同;顺式〈反式
4分子量:分子量低的聚合物有更多的链末端,链末端比链中间部分有较大的自由体积。M
5链间相互作用大,柔性降低,Tg 下降。
6压力:从分子运动角度瞧,增加压力相当于降低温度使分子运动困难,或者从自由体积理论来瞧,增加压力就容易排除自由体积,只有继续提高温度,链段才能运动,所以Tg 提高。
7实验速度:降低温度快,测定Tg高。
改变Tg的手段:增塑、共混、共聚、改变分子量、交联、结晶
高聚物流变:当高聚物熔体与溶液(简称流体)在受外力作用时,既表现粘性流动,又表现出弹性形变,因此称为高聚物流体的流变性或流变行为。
聚合物熔体流动特点:
1粘度大,流动性差:链段位移;
2不符合牛顿流动规律:剪切变稀;
3熔体流动时伴随高弹形变:强迫高弹形变。
流动指数n :亦称非牛顿指数,表示该种流体与牛顿流体的偏差程度
Ideal Bingham plastic
Pseudoplastic 假塑性流体
Dilatant 膨
胀性流体
Newtonian liquid σ 剪切应力与剪切速率的关系 表观粘度与剪切速率的关系 假塑性流体:粘度随剪切速率或剪切应力的增加而下降的流体。 表观粘度与剪切速率的关系: 1第一牛顿区:低剪切速率时,缠结与解缠结速率处于一个动态平衡,表观粘度保持恒定,定为η0,称零切粘度,类似牛顿流体。 2幂律区:剪切速率升高到一定值,解缠结速度快,再缠结速度慢,流体表观粘度随剪切速率增加而减小,即剪切稀化,呈假塑性行为。 3第二牛顿区:剪切速率很高时,缠结遭破坏,再缠结困难,缠结点几乎不存在,表观粘度再次维持恒定,定为η∞,称牛顿极限粘度,又类似牛顿流体行为。
聚合物的熔融指数:指在一定的温度下与规定负荷下,10min 内从规定直径与长度的标准毛细管内流出的聚合物熔体的质量。
影响黏流温度的因素: 1分子结构:柔顺性越好,链段越短,孔穴越小,活化能越低,容易流动,粘流温度
越低。
2分子量:分子量越大,迁移运动越困难,粘流温度越高。合成聚合物时适当降低分子量利于加工成型。 3粘流温度与外力作用大小与作用时间:粘流温度越高,采用较大外力;适当延长外力作用时间。
测定聚合物剪切粘度的方法:毛细管流变仪、旋转粘度计、落球粘度计、工业
粘度计
影响聚合物熔体剪切粘度的因素: 1温度升高,黏度降低;
2剪切速率与剪切应力、压力:刚性链——温敏;柔性链——切敏 3剪切粘度的分子量依赖性:分子量增大,黏度增加;
4粘度的分子量分布的依赖性:分子量分布宽,黏度变化明显; 5分子链支化的影响:短支化,黏度减小;长支化,黏度增加;
流体流动中弹性的表现:可回复的切形变;韦森堡效应(法向效应或爬竿效应);巴拉斯效应(挤出胀大);不稳定流动。
挤出胀大:挤出机挤出的高聚物熔体其直径比挤出模孔的直径大的现象。
减小挤出胀大方法:
1模口设计成流线型,长径比>40:1; 2提高加工温度; 3模口设计比制成品尺寸略小。 应变:当材料受到外力作用而所处的条件却使其不能产生惯性位移,材料的几何形状与尺寸将发生变化,这种变化就称为应变。 应变:平衡时,附加内力与外力相等,单位面积上的附加内力(外力)称为应力。
泊松比: 泊松比数值 解释
εε
νT
l l m m -=??-=00//
0、5 不可拉伸或拉伸中无体积变化
0、0 没有横向收缩
0、49~0、499 橡胶的典型数值
0、20~0、40 塑料的典型数值
常用的力学性能指标:拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、硬度
晶态聚合物的屈服原因(成颈原因):
1相转变;
2分子链的倾斜;
3片晶的破裂;
4破裂的分子链与被拉直的链段组成微丝结构;
各种情况下的应力—应变曲线:温度、速度、聚合物组成、结晶、球晶大小、结晶度
T
T
a脆性材料;b半脆性材料;c韧性材料;d橡胶
结晶:应变软化更为明显
时温等效原理:拉伸速度快/时间短=低温度
不同类型的应力—应变曲线:软而弱、硬而脆、硬而强、软而韧、硬而韧简单拉伸:材料受到一对大小相等,方向相反,垂直于截面,作用在一条直线上的力的拉伸作用。
银纹现象:聚合物在张应力作用下,于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变与取向,以至于在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100μm、宽度为10 μm左右、厚度约为1 μm的微细凹槽的现象。
银纹分类:应力银纹、环境银纹、溶剂银纹
屈服的主要特征:
1高聚物屈服点前形变就是完全可以回复的,屈服点后高聚物将在恒应力下“塑性流动”,即链段沿外力方向开始取向。
2高聚物在屈服点的应变相当大,剪切屈服应变为10%-20%(与金属相比)。3屈服点以后,大多数高聚物呈现应变软化,有些还非常迅速。
4屈服应力对应变速率与温度都敏感。
5屈服发生时,拉伸样条表面产生“银纹”或“剪切带”,继而整个样条局部出现“细颈”。
强度:物质抵抗外力的能力。
区分脆性断裂与韧性断裂:
脆性断裂屈服前断裂无塑性流动表面光滑张应力分量韧性断裂屈服后断裂有塑性流动表面粗糙切应力分量聚合物断裂方式:化学键拉断、分子间滑脱、分子间扯离
断裂强度理论与实验结果存在差异原因:样条存在缺陷;缺陷处应力集中。
增强途径:
1活性粒子(橡胶+碳黑):活性粒子吸附大分子,形成链间物理交联,活性粒子起物理交联点的作用。
2纤维:纤维作为骨架帮助基体承担载荷。
3液晶(热致液晶+热塑性聚合物):热致液晶中的液晶棒状分子在共混物中形成微纤结构而到增强作用。由于微纤结构就是加工过程中由液晶棒状分子在共混无物基体中就地形成的,故称做“原位”复合增强。
聚合物增韧:
1橡胶增韧塑料:增韧效果取决于分散相相畴大小与界面粘接力,即两者相容性。
增强机理:银纹机理;银纹—剪切带机理;三轴应力空化机理。 2刚性粒子增韧:刚性粒子增韧的条件就是:基体必须具有一定韧性。 (1)刚性有机粒子增韧:拉伸时,由于基体与分散相之间的模量与泊松比差别致使基体对刚性粒子产生赤道面上的强压力而发生脆—韧转变,刚性粒子发生“冷流”而吸收能量。 (2)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。 高弹性的本质:橡胶弹性就是由熵变引起的,在外力作用下,橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态,熵减小,当外力移去后,由于热运动,分子链自发地趋向熵增大的状态,分子链由伸展再回复卷曲状态,因而形变可逆。 具有橡胶弹性的条件:长链、足够柔性、交联。 高弹性特点: 1形变量大,弹性模量小且随温度升高而增大(长链,柔性) 2形变可恢复(动力:熵增;结构:交链(锁定质心)) 3形变-时间:蠕变与应力松弛 4形变有热效应 橡胶弹性与 气体 弹性相似,都就是 熵 弹性,弹性模量随温度升高而 减小 。 橡胶状态方程: 1、)1(20λ
λσ-=kT N
2、 )1
(2λλρσ-=c
M RT 3、 )1(2λ
λσ-=G
热弹转变:在形变极小时,会出现应力随温度升高而减小的现象,称为热弹转变。 仿射变形:网络中的各交联点被固定在平衡位置上,当橡胶形变时,这些交联点将以相同的比率变形。 溶胀:溶剂小分子进入橡胶交联网络,不能将其溶解,只能使其溶涨。体系网链密度降低,平均末端距增加,进而模量下降。 热塑性弹性体:兼有橡胶与塑料两者的特性,在常温下显示高弹,高温下又能塑化成型。 理想弹性体:在外力作用下平衡形变瞬间达到,与时间无关。 理想粘性流体:在外力作用下形变随时间线性发展。 粘弹性:聚合物的形变与时间有关,但不成线性关系,两者的关系介乎理想弹性体与理想粘性体之间,聚合物的这种性能称为粘弹性。 力学松弛:聚合物的力学性能随时间的变化统称为力学松弛。(包括蠕变、应力松弛、滞后与力学损耗等) 线性粘弹性:若粘弹性完全由符合虎克定律的理想弹性体与符合牛顿定律的理想粘性体所组合来描述,则称为线性粘弹性。 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。 蠕变过程: 1普弹形变(e1):聚合物受力时,瞬时发生的高分子链的键长、键角变化引起的形变,形变量较小,服从虎克定律,当外力除去时,普弹形变立刻完全回复。 2高弹形变(e2):聚合物受力时,高分子链通过链段运动产生的形变,形变量比普弹形变大得多,但不就是瞬间完成,形变与时间相关。当外力除去后,高弹形变逐渐回复。
3粘性流动(e3):受力时发生分子链的相对位移,外力除去后粘性流动不能回
复,就是不可逆形变。 应力松弛:在恒温下保持一定的恒定应变时,材料的应力随时间而逐渐减小的力
学现象。(高分子链的构象重排与分子链滑移就是导致材料蠕变与应力松弛的
根本原因)
滞后:应变落后于应力的现象称为滞后。
内耗:运动每个周期中,以热的形式损耗掉的能量。 实数模量或称储能模量:反映的就是材料变形过程中由于弹性形变而储存的能量, 虚数模量或称损耗模量:反映材料变形过程中以热损耗的能量。 内耗的测定方法:扭摆法、扭辫法
象称为静电现象。影响内耗的因素:
1温度:温度很高,内耗小;温度很低,内耗小;温度适中,内耗大。
2频率:频率很高,内耗小;频率很低,内耗小;频率适中,内耗大。
3次级运动影响:次级运动越多说明外力所做功可以通过次级运动耗散掉。
时温等效原理:升高温度与延长时间能够达到同一个结果。
线性粘弹性:可以用Hooke’s solid 与Newton Liquid 线性组合进行描述的粘弹
性行为称为线性粘弹性。
晶区松弛转变的可能方式:
1晶区链段运动
2晶型转变
3晶区分子链沿晶粒长度方向的协同运动
4晶区内部侧基或链端运动等
波尔兹曼叠加原理:高聚物的力学松弛行为就是其整个历史上各个松弛过程的
线性加与的结果。
介电损耗:电介质在交变电场中,由于消耗一部分电能,使介质本身发热。
介电损耗产生原因:电导损耗,松弛损耗。
高聚物的电学性能:聚合物在外加电压或电场作用下的行为及其所表现出来的
各种物理现象。
高聚物电学性能包括在交变电场中的介电性质,在弱点场中的导电性
质,在强电场中的击穿现象,在聚合物表面的静电现象。
导电聚合物分类:
1复合型:依靠混合在高分子绝缘体中的碳黑、金属或电解质离子导电;
2结构型:依靠分子本身产生的导电载流子导电。
解决低电导率的方法:参杂
1减少价带中的电子——P形参杂
2向空能带区中注入电子——N型参杂
介电击穿:强电场作用下,电介质丧失电绝缘能力的现象。
介电强度:击穿电压与绝缘体厚度的比值,即材料能长期承受的最大场强。
静电现象:任何两种物质,互相接触或摩擦时,只要其内部结构中电荷载体的能
量分布不同,每一种物质都将带有比其接触或摩擦前过量的正或负电荷,这种现
高分子物理和化学名词解释（各种转）作者：刘方超CooDee 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。
高分子物理知识点总结 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高分子物理知识点总结》的内容，具体内容：高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享，欢迎阅读。高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同... 高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享，欢迎阅读。 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元)：聚合物中组成和结构相同的最小单位
高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的，有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制，但没有空间位阻的限制。自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链，实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链，也不是自由旋转链，但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质 末端距：线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能：克服分子间的作用力，把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度) 聚合物在不同的条件下结晶，可以形成不同的形态。 聚合物的单晶一般只能在极稀溶液中(浓度小于0.1%)缓慢结晶才能形成。
《高分子物理》试题 开课学院：材料学院类别：共（ 3 ）页 课程号：考试性质：考试 一、解释概念（15分，每题3分） 1、全同立构 2、球晶 3、高分子合金 4、熵弹性 5、应力松弛 二、选择答案（20分，每题1分） 1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。 A、H. Staudinger, B、K.Ziegler, G.Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 2、链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，错误的是（）。 A、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。 B、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。 C、在θ条件时，高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。 D、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果。 3、聚苯乙烯在张应力作用下，可产生大量银纹，下列说法错误的是（）。 A、银纹是高度取向的高分子微纤构成。 B、银纹处密度为0，与本体密度不同。 C、银纹具有应力发白现象。 D、银纹具有强度，与裂纹不同。 4、提高高分子材料的拉伸强度有效途径为（）。 A、提高拉伸速度， B、取向， C、增塑， D、加入碳酸钙 5、下列四种聚合物在各自的良溶剂中，常温下不能溶解的为（）。 A、聚乙烯， B、聚甲基丙烯酸甲酯， C、无规立构聚丙烯， D、聚氯乙烯 6、高分子热运动是一个松弛过程，松弛时间的大小取决于（）。 A、材料固有性质 B、温度 C、外力大小 D、以上三者都有关系。 7、示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方法，常用来研究（）。 ⑴T g，⑵T m和平衡熔点，⑶分解温度T d，⑷结晶温度T c，⑸维卡软化温度，⑹ 结晶度，⑺结晶速度，⑻结晶动力学 A、⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻ B、⑴⑵⑶⑷⑹⑺⑻ C、⑴⑵⑶⑷⑸ D、⑴⑵⑷⑹ 8、你会选（）聚合物用作液氮罐的软密封。（液氮沸点为77K） A、硅橡胶， B、顺丁橡胶， C、天然橡胶， D、丁苯橡胶
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
高分子科学实验讲义 （内部教材） 高分子教研室
目录 实验一常见塑料和纤维的简易鉴别 (1) 实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 (4) 实验三丙烯酰胺的溶液聚合 (6) 实验四苯乙烯的悬浮聚合 (9) 实验五熔融缩聚反应制备尼龙-66 (12) 实验六聚氨酯泡沫塑料的制备 (16) 实验七热固性脲醛树脂的制备 (19) 实验八膨胀计法测定高聚物的玻璃化转变温度 (22) 实验九用偏光显微镜研究聚合物结晶形态 (25) 实验十粘度法测定聚合物的分子量 (28) 实验十一差示扫描量热法(DSC)测定聚合物热性能 (33) 实验十二、热失重法（TGA）测定聚合物的热稳定性 (41) 实验十三DMA测定高聚物的动态力学性能 (44) 实验十四用扫描电子显微镜观察聚合物形态 (48) 实验十五高聚物熔融指数的测定 (51) 实验十六高聚物熔体流变特性的测定 (54)
综合性、设计性实验 (61) 实验十七改性苯丙乳液的合成与性能分析 (63) 实验十八丙烯酸脂类压敏胶的制备与性能测试 (68)
实验一常见塑料和纤维的简易鉴别 一、实验目的 1．了解聚合物燃烧试验和气味试验的特殊现象，借以初步辨认各种聚合物。 2．利用聚合物溶解的规律及溶剂选择的原则，了解并掌握溶解法对常见聚合物的定性分析。 二、基本原理 聚合物的鉴别，特别对未知聚合物试样的鉴别颇为复杂，即使经纯化处理的聚合物也很难用单一的方法进行鉴别。常见聚合物通常可用红外、质谱、X 光衍射、气相色谱等仪器进行不同程度的定性和定量分析。而基于聚合物的特性简单地通过外观、在水中的浮沉、燃烧、溶解性和元素分析的方法进行实验室的鉴别则方便易行。 1．根据试样的表观鉴别 HDPE、PP、PA 66、PA 6、PA1010质硬，表面光滑。LDPE、PVF、PA11质较软，表面光滑，有蜡状感觉。硬PVC、PMMA表面光滑，无蜡状感觉。PS质硬，敲打会发出清脆的“打铃声”。 2．根据试样的透明程度鉴别 透明的聚合物：聚丙烯酸酯类，聚甲基丙烯酸酯类，再生纤维素，纤维素酯类和醚类，聚甲基戊烯类，PC、PS，PVC及其共聚物。半透明的聚合物：尼龙类，PE，PP，缩醛树脂类。透明性往往与样品的厚薄，结晶性，共聚物某些成分的含量等有关。如：EV A中VC的含量大于15％可以从半透明变为透明。半透明的聚合物在薄时变为透明。加入填料共混后，透明聚合物变为不透明。结晶可使透明聚合物变为半透明。 3．根据聚合物燃烧试验的火焰及气味鉴别
聚合物的结构（计算题：均方末端距与结晶度） 1.简述聚合物的层次结构。 答：聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小（相对分子质量、均方末端距、均方半径）和分子链形态（构象、柔顺性）。三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。 构型：是指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。） 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体（其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。）。 全同（或等规）立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成 间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。 构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节（又称为重复单元）：聚合物中组成和结构相同的最小单位 高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似，
可以溶解，加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。 这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的，有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制；自由旋转链有键角限制，但没有空间位阻的限制。 自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链，实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链，也不是自由旋转链，但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质 末端距：线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能：克服分子间的作用力，把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量（单位体积内的内聚能则称为内聚能密度）
高分子物理简答题 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
高分子物理简答题 1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶同样是纯的塑料薄膜，，为什么有的是全透明的，有的是半透明的 答：高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。 2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。 答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。 3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么这一矛盾是如何解决的 答：在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独
高分子物理与化学习题解答――参考答案 第一章 绪论 1. P16: 名词解释： 单体：能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物 结构单元：构成高分子链并决定高分子性质的最小原子组合 重复单元：聚合物中组成和结构相同的最小单位，又称为链节。 聚合物：由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子 聚合度：即高分子链中重复结构单元的重复次数，是衡量聚合物分子大小的指标。 3. P16写出下列单体的聚合反应式,以及单体/聚合物的名称 1）. 2） 3） 4） 5） 6. P17: 写出下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数 （1）组分1：质量分数=0.5，分子量=1 x 104 （2）组分2：质量分数=0.4，分子量=1 x 105 （3）组分3：质量分数=0.1，分子量=1 x 106 解： 4 6 41085.11011054.0105.01 /1?=++== ==∑∑∑∑∑∑Mi Wi Wi Mi Wi Wi Ni NiMi M n 56541045.1101.0104.0105.0?=?+?+?==∑WiMi Mw 1045.15 ?Mw nCH 2CHF 2CHF n 氟乙烯聚氟乙烯 nCH 2C(CH 3)CH 2C(CH 3)2n 聚异丁烯 异丁烯nHO (CH 2)5H O(CH 2)5CO OH n 6-羟基己酸聚己内酯 n n CH 2CH 2CH 2O CH 2CH 2CH 2O 1，3-环丙烷 聚氧化丙撑 n n n H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)4COOH +2)6NHCO(CH 2)4CO 己二胺己二酸尼龙66
第三章自由基聚合习题解答 1.P73-74. 判断下列单体能否进行自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合？并说明理由
高分子物理重要知识点 第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容 高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。一般高聚物的相对分子质量为104~106，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。 英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物；后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物，它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。 与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是： （1）相对分子质量大，由很大数目的结构单元组成，相对分子质量往往存在着分布； （2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性； （3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大； （4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。 （5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。 高分子的结构是非常复杂的，整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）： 表1-1高分子的结构层次及其研究内容 由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。 此外，高分子不能气化，常难溶，粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构 高分子链的化学结构可分为四类： （1）碳链高分子，主链全是碳以共价键相连：不易水解 （2）杂链高分子，主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子：由缩聚或开环得到，因主链由极性而易水解、醇解或酸解（3）元素有机高分子，主链上全没有碳：具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性 （4）梯形和螺旋形高分子：具有高热稳定性 由单体通过聚合反应连接而成的链状分子，称为高分子链。聚合度：高分子链中重复单元的数目； 除结构单元的组成外，端基对聚合物的性能影响很大：提高热稳定性 链接结构是指结构单元在高分子链的联接方式（主要对加聚产物而言，缩聚产物的链接方式一般是明确的）。
考研《高分子物理与化学》考研考点归纳 高分子物理与化学考点归纳与典型题（含考研真题）详解第1章氧化还原反应与应用电化学 第1章概论 1.1考点归纳 一、高分子物理发展简史 1．发展历程 （1）1920年，H．Staudinger发表文献《论聚合》，论证聚合过程是大量小分子自己结合的过程； （2）P．Debye和B．H．Zimm等发展光散射法研究高分子溶液的性质； （3）J．D．Watson和F．H．C．Crick用X射线衍射法研究高分子的晶态结构，于l953年确定了脱氧核糖核酸的双螺旋结构； （4）50年代，高分子物理学基本形成。 2．高分子物理的研究内容 （1）高分子的结构； （2）高分子材料的性能； （3）分子运动的统计学。 二、高分子的分子量和分子量分布 1．聚合物分子量的特征
（1）比低分子化合物大几个数量级； （2）具有多分散性——即分子量的不均一性。 2．平均分子量的定义 （1）以数量为统计权重的数均分子量，定义为 （2）以质量为统计权重的重均分子量，定义为 （3）用稀溶液黏度法测得的平均分子量为黏均分子量，定义为 式中，a是特性黏数分子量关系式中的指数，在0.5~1之间。（4）以z值为统计权重的z均分子量，定义为
注：单分散试样：；多分散试样：。 3．分子量分布的表示方法 （1）分子量分布的定义 分子量分布是指聚合物试样中各个组分的含量和分子量的关系。 （2）表征多分散性的参数 ①分布宽度指数 a．定义：分布宽度指数是试样中各分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值，又叫方差。分布愈宽， 愈大。
b．单分散试样，，；多分散试样，，。 ②多分散性指数 a．定义：表征聚合物分子量不均一性的参数，以重均和数均分子量之比或Z均和重均分子量之比表征（或d=MZ/MW）。 b．单分散试样，d＝1；多分散试样，d >1，d的数值越大，分子量分布越宽。 三、分子量和分子量分布的测定方法 1．测定方法 （1）数均分子量：端基分析法（M＜104）、蒸气压渗透法（M＜30000）、冰点降低法（M＜30000）、沸点升高法（M＜30000）、渗透压法（20000＜M）； （2）重均分子量：光散射法（104＜M＜107）、体积排除色谱法（103＜M＜107）；
高分子化学 高分子化学高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。(https://www.doczj.com/doc/1110428401.html,|NO.6315)合成高分子的历史不过八十年，所以高分子化学真正成为一门科学还不足六十年，但它的发展非常迅速。目前它的内容已超出化学范围，因此，现在常用高分子科学这一名词来更合逻辑地称呼这门学科。狭义的高分子化学，则是指高分子合成和高分子化学反应。后来，经过研究知道，人工合成的高分子和那些天然存在的高分子，在结构、性能等方面都具有共同性，因此，就都叫做高分子化合物。 高分子的分子内含有非常多的原子，以化学键相连接，因而分子量都很大。但这还不是充足的条件，高分子的分子结构，还必须是以接合式样相同的原子集团作为基本链节(或称为重复单元)。许多基本链节重复地以化学键连接成为线型结构的巨大分子，称为线型高分子。有时线型结构还可通过分枝、交联、镶嵌、环化，形成多种类型的高分子。其中以若干线型高分子，用若干链段连接在一起，成为巨大的交联分子的称为体型高分子。(https://www.doczj.com/doc/1110428401.html,|NO.6315) 从高分子的合成方法可以知道，合成高分子的化学反应，可以随机地开始和停止。因此，合成高分子是长短、大小不同的高分子的混合物。与分子形状、大小完全一样的一般小分子化合物不同，高分子的分子量只是平均值，称为平均分子量。 决定高分子性能的，不仅是平均分子量，还有分子量分布，即各种分子量的分子的分布情况。从其分布中可以看出，在这些长长短短的高分子的混合物中，是较长的多还是较短的多，或者中等长短的多。 高分子具有重复链节结构这一概念，是施陶丁格在20世纪20年代初提出的，但没有得到当时化学界一些人的赞同。直到30年代初，通过了多次实践，这一概念才被广泛承认。正确概念一经成立，就使高分子有飞跃的发展。当时链式反应理论已经成熟，有机自由基化学也取得很大的成就。三者的结合，使高分子合成有了比较方便可行的方法实践证明，许多烯类化合物，经过有机自由基的引发，就能进行链式反应，迅速地
高分子物理 二、高聚物粘性流动有哪些特点？影响粘流温度T f的主要因素是什么？（8分） 答：粘性流动的特点： 1.高分子流动是通过链段的位移运动来完成的； 2.高分子流动不符合牛顿流体的流动规律； 3.高分子流动时伴有高弹形变。 影响T f的主要因素： 1.分子链越柔顺，粘流温度越低；而分子链越刚性，粘流温度越高。 2. 分子间作用力大，则粘流温度高。 3. 分子量愈大，愈不易进行位移运动，Tf越高。 4. 粘流温度与外力大小和外力作用的时间增大，Tf下降。 三、画出牛顿流体、切力变稀流体、切力变稠流体、宾汉流体的流动曲线，写出相应的流动方程。（8分） 答： 牛顿流体η为常数 切力变稀流体n< 1 切力变稠流体n >1 宾汉流体σy为屈服应力 四、结晶聚合物为何会出现熔限？熔限与结晶形成温度的关系如何？ 答：1.结晶聚合物出现熔限，即熔融时出现的边熔融边升温的现象是由于结晶聚合物中含有完善程度不同的晶体之故。聚合物的结晶过程中，随着温度降低，熔体粘度迅速增加，分子链的活动性减小，在砌入晶格时来不及作充分的位置调整，而使形成的晶体停留在不同的阶段上。在熔融过程中，则比较不完善的晶体将在较低的温度下熔融，较完善的晶体需在较高的温度下才能熔融，从而在通常的升温速度下，呈现一个较宽的熔融温度范围。 2. 低温下结晶的聚合物其熔限范围较宽，在较高温度下结晶的聚合物熔限范围较窄。 五、测定聚合物分子量有哪些主要的方法？分别测定的是什么分子量？除了分子量外还能得 到哪些物理量？聚合物分子量的大小对材料的加工性能和力学性能有何影响？（10分） 答：端基分析法和渗透压测定的是数均分子量，光散射测定的是重均分子量，粘度法测定的是粘均分子量。分子量太低，材料的机械强度和韧性都很差，没有应用价值；分子量太高，熔体粘度增加，给加工成型造成困难。 七、解释下列现象（6分）： 1. 尼龙6（PA6）室温下可溶于浓硫酸，而等规聚丙烯却要在130℃左右才能溶于十氢萘。 答：尼龙6为极性结晶聚合物，，当它们与极性溶剂相接触时会发生强烈的相互作用，非晶成分放出大量能量使结晶区的部分晶格破坏，成为非结晶区，在适宜的强极性溶剂中往往在室温下即可溶解。而等规聚丙烯为非极性结晶聚合物，溶解往往需要将体系加热到熔点附近时才能发生，外界供给能量使体系温度升高。 2.纤维经拉伸取向后，其断裂强度明显提高。 答：纤维单轴取向后，高分子链沿着外力方向平行排列，故沿取向方向断裂时破坏主价链的比例大大增加，而主价链的强度比范德华力的强度高50倍。（3分）
北京印刷学院2013 年硕士研究生招生 《材料物理与化学》专业考试大纲 高分子物理及化学 第一部分《高分子化学》大纲 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学，是高分子科学与工程专业学生必修的一门专业基础课。它以无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等四大化学为基础，同时也为后继的专业课程打下必要的理论基础。 第一章绪论 【掌握内容】 1. 基本概念：单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链 节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等 2. 聚合反应；加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合 3. 从不同角度对聚合物进行分类 4. 常用聚合物的命名、来源、结构特征 5. 聚合物相对分子质量及其分布 【熟悉内容】 1. 系统命名法
2. 典型聚合物的名称、符号及重复单元 1. 高分子化学发展历史 2. 聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响 第二章自由基聚合(radical polymerization) 【掌握内容】 1. 自由基聚合的基本概念： 聚合熵，聚合焓，聚合上限温度，引发剂半衰期，残留分率，引发效率，诱导效应，笼蔽效应，自动加速现象，凝胶效应，沉淀效应，动力学链长，链转移现象，阻聚现象，缓聚现象 2. 单体聚合能力：热力学(△E, △S,T,P) ；动力学(空间效应-聚合能力,电子效应-聚合类型) 3. 自由基基元反应每步反应特征,自由基聚合反应特征 4. 常用引发剂的种类和符号,引发剂分解反应式,表征方法(四个参数),引发剂效率,诱导效应,笼蔽 效应,引发剂选择原则 5. 聚合动力学:聚合初期:三个假设,四个条件,反应级数的变化,影响速率的四因素 (M,I,T,P) ；聚合中后期的反应速率的研究：自动加速现象，凝胶效应，沉淀效应；聚合反应类型 6. 相对分子质量：动力学链长，聚合度及影响其的四因素(M,I,T,P) 7. 链转移:类型,聚合度,动力学分析,阻聚与缓聚 1. 热、光、辐射聚合 2. 聚合动力学研究方法
高分子物理期末考试试题4卷 一名词解释（每题2分，共10分）： 1. 玻璃化转变 2. 泊松比 3. 力学松弛 4．熔融指数 5. 应变 二、简答题（每题5分，共40分）： １．为什么聚合物的溶解很慢，多数需经过相当长的溶胀过程方能溶解 ２．聚丙烯腈只能用溶液纺丝，不能用熔融纺丝，而涤纶树脂可用熔融纺丝。为什么 3．聚合物有哪些层次的结构 4.根据对材料的使用要求，有哪些途径可改变聚合物的T g。 5. 高聚物粘性流动的特点。 6．写出三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、θ溶剂 7.聚合物分子量分布的测定方法 8. 高聚物的高弹形变有何特征 三、选择题（在下列各小题的备选答案中，请把你认为正确答案的题号填入题干的括号内。少选、多选不给分。每题分，共15分） 1．结晶聚合物在结晶过程中。 A．体积增大； B．体积缩小； C．体积不变 2.下列哪种结晶形态是具有黑十字消光图像的（）。 A、纤维状晶 B、球晶 C、单晶 D、球枝晶 3.下列哪种方法是不能提高相容性的（）。 A、反应性共混 B、“就地“增容法 C、加入增溶剂 D、加入稀释剂 4．T g温度标志着塑料使用的和橡胶使用的。前者常表征塑料的，后者表征橡胶的。 A.最低温度; B . 最高温度; C.耐热性; D. 耐寒性. 5.在聚合物的力学松弛现象中，和属于静态粘弹性，和属于动态粘弹性。 A.蠕变; B.力学损耗; C.滞后; D.应力松弛. 是链段开始“解冻“的温度，因此凡是使链段的柔性_____，使分子间作用力的结构因素均使Tg下降。 A：增加降低 B：增加上升 C: 减少上升 D：减少降低 7.链的柔性是决定Tg最主要的因素， _ __，Tg越低，主链越 _ __，Tg越高. A：柔顺，僵硬。 B) 僵硬柔顺 C：长僵硬 D）短柔顺 8. 人们常常制取高分子量的聚乙稀的目的是为了提高它的，在制取结晶性高聚物的过程中常常加入成核剂是为了提高它的。 A.拉伸强度 B.冲击强度 C.抗张强度 D.硬度 9.玻璃态高聚物只有处在之间的温度范围，才能在外力作用下实现强迫高弹形变。 A . Tb 高分子物理重要知识点 (1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档 高分子物理重要知识点 (1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档 1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。一般高聚物的相对分子质量为104~106，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。前者又可译作聚合物或高聚物；后者又可译作大分子。这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物，它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是：（1）相对分子质量大，由很大数目的结构单元组成，相对 分子质量往往存在着分布；（2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性；（3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大；（4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。（5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。高分子的结构是非常复杂的，整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）：表1-1高分子的结构层次及其研究内容 名称内容备注链结构一级结构（近程结构）结构单元的化学组成键接方式构型（旋光异构，几何异构）几何形状（线形，支化，网状等）共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构（远程结构）构象（高分子链的形状）相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构（聚集态结构、聚态结构、超分子结构）晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。此外，高分子不能气化，常难溶，粘度大等特性也与结构特点密切相关。 1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类：（1）碳链高分子，主链全是碳以共价 高分子物理试题库 一、名词解释 取向：取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链，结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等，在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序排列的现象。 特性粘度 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 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。是描述柔性的尺度。 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。 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。 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。 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)。 液晶：在熔融状态下或溶液状态下，仍然部分保持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，这种固液之间的中间态称为液态晶体，简称为液晶。 聚电解质溶液 脆性断裂 时温等效原理 零切黏度 应力松弛 银纹 粘弹性 表观粘度 应力 应变 弹性模量 柔量 泊松比 冲击强度 强迫高弹形变 增塑作用 内增塑作用 外增塑作用 蠕变 动态粘弹性 静态粘弹性 滞后 内耗 牛顿流体 假塑性流体 膨胀性流体 宾汉流体 二．选择题 1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法： D A ．粘度法 B ．端基滴定法 C ．渗透压法 D ．光散射法 2. 下列那种方法可以降低熔点： B D 。 A. 主链上引入芳环； B. 降低结晶度； C. 提高分子量； D. 加入增塑剂。 3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A A 、n M B 、w M C 、z M D 、M 4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。 A ．锯齿形 B ．螺旋形 C ．无规线团 D ．梯形 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臵的表征，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。 2002年 1.高聚物的熔点：比容－温度曲线上熔融终点处对应的温度为高聚物 构象：具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性： 高分子链中单键内旋的能力； 高分子链改变构象的能力； 高分子链中链段的运动能力； 高分子链自由状态下的卷曲程度。 链段：两个可旋转单键之间的一段链，称为链段 影响柔性因素： 1支链长，柔性降低;交联度增加，柔顺性减低。 2一般分子链越长，构象数越多，链的柔顺性越好。 3分子间作用力越大，聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好，结晶，从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法： 1控制形成速度； 2采用共聚方法，破坏链的均一性和规整性，生成较小的球晶； 3外加成核剂，可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态： 1单晶：稀溶液，慢降温，螺旋生长 2球晶：浓溶液或熔体冷却 3树枝状晶：溶液中析出，低温或浓度大，分子量大时析出； 4纤维状晶：存在流动场，分子量伸展，并沿流动方向平行排列； 5串晶：溶液低温，边结晶边搅拌； 6柱晶：熔体在应力作用下冷却结晶； 7伸直链晶：高压下融融结晶，或熔体结晶加压热处理。 结晶的必要条件： 1内因： 化学结构及几何结构的规整性； 2外因：一定的温度、时间。 结晶速度的影响因素： 1温度——最大结晶温度：低温有利于晶核形成和稳定，高温有利于晶体生长； 2压力、溶剂、杂质：压力、应力加速结晶，小分子溶剂诱导结晶； 3分子量：M 小结晶速度块，M 大结晶速度慢； 熔融热焓?H m ：与分子间作用力强弱有关。作用力强，?H m 高 熔融熵?S m ：与分子间链柔顺性有关。分子链越刚，?S m 小 聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T c 有一定的关系： 结晶温度Tc 低(< Tm )，分子链活动能力低，结晶所得晶体不完善，从而熔限宽，熔点低； 结晶温度Tc 高(~ Tm )，分子链活动力强，结晶所得晶体更加完善，从而熔限窄，熔点高。 取向：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。 取向机理： 1高弹态：单键的内旋转。外力作用下，链段取向；外力解除，链段解取向 2粘流态：高分子各链段的协同运动。外力作用下，分子链取向；外力解除，分子链解取向 3结晶高聚物：非晶区取向，可以解取向；晶粒取向，不易解取向 取向度： 高分子合金又称多组分聚合物， 在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物， θ θθ22sin 2 3 1)1cos 3(2 1-=-=f 三、简答题 1、高分子结构的特点? 2、表1-4数据说明了什么？试从结构上予以分析。 3、评价主链带有间隔单键和双键的聚磷腈的柔顺性。其结构示意如下： 4、.比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因。 5、试分析纤维素的分子链为什么是刚性的？（提示：从纤维素链节结构分析阻碍内旋转的因素） 6、比较以下两种聚合物的柔顺性，并说明为什么。 7、试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。 8、以下化合物，哪些是天然高分子化合物？哪些是合成高分子化合物？ （1）、蛋白质，（2）PVC，（3）酚醛树脂，（4）淀粉，（5）纤维素，（6）石墨，（7）尼龙-66，（8）PV Ac，（9）丝，（10）PS，（11）维尼纶，（12）天然橡胶，（13）聚氯丁二烯（14）纸浆，（15）环氧树脂。 9、试述下列烯类高聚物的构型特点及其名称。式中d表示链节结构是d构型，l则表 示是l构型。（1）—d—d—d—d—d—d—d—；（2）—l—l—l—l—l—l—l—l—l—；（3）—d —l—d—l—d—l—d—l—；（4）—d—d—l—d—l—l—l—。 10、已知高分子主链中键角大于90°，定性地讨论自由旋转链的均方末端距与键角的关系。 11、（1）由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性？（2）假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高等规度？ 12、近程相互作用和远程相互作用的含义及它们对高分子链的构象有何影响？ 13、根据高聚物的分子结构和分子间作用能，定性地讨论表2-3中所列各高聚物的性能。 14、将下列三组聚合物的结晶难易程度排列成序：（1）PE，PVC，PS，PAN；（2）聚对苯二甲酸乙二酯，聚间苯二甲酸乙二酯，聚己二酸乙二酯；（3）尼龙-66，尼龙-1010。 15、有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同（均为65%乙烯和35%丙烯），但其中一种室温时是橡胶状的，一直到稳定降至约-70℃时才变硬，另一种室温时却是硬而韧又不透明的材料。试解释它们内在结构上的差别。 16、判断正误：“分子在晶体中是规整排列的，所以只有全同立构或间同立构的高分子才能结晶，无规立构的高分子不能结晶。” 17、（1）为什么聚对苯二甲酸乙二醇酯从熔体淬火时得到透明体？（2）为什么IPMMA 是不透明的？ 18、试分析聚三氟氯乙烯是否结晶性聚合物？要制成透明薄板制品，问成型过程中要注意什么条件的控制？ 19、透明的聚酯薄膜在室温二氧六环中浸泡数分钟就变为不透明，这是为什么？ 20、（1）将熔融态的聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚苯乙烯（PS）淬冷到室温，PE是半透明的，而PET和PS是透明的。为什么？（2）将上述的PET透明试样，在接近玻璃化温度下进行拉伸，发生试样外观由透明变为浑浊，试从热力学观点来解释这一现象。 21、三类n值相同的线形脂肪族聚合物（对于给定的n值）的熔点顺序如下所示，解释原因。 高分子化学和物理南开大学高分子化学与物理考研真 题答案 一、南开大学832高分子化学与物理考研真题及答案 南开大学2011年硕士研究生入学考试高分子化学与物理 2 参考答案 高分子物理部分： 一、名词解释 1．高分子链的远程结构：远程结构是指整个高分子链的结构,是高分子链结构的第二个层次，包含高分子链的大小（质量）和形态（构象）两个方面。 2．高斯链：高斯链是指高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链，也称为等效自由结合链。柔性的非晶状线型高分子链，不论处于什么形态（如玻璃态、高弹态、熔融态或高分子溶液），相同分子量的高分子链段都取平均尺寸近乎相等的无规线团构象，称为“等效自由结合链”。因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，又称为高斯链。 3．聚集态结构：聚集态结构是指高分子链间的几何排列，又称三次结构，也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。 4．溶度参数：溶度参数表征聚合物-溶剂相互作用的参数。物质的内聚性质可由内聚能予以定量表征，单位体积的内聚能称为内聚物密度，其平方根称为溶度参数。溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。 5．玻璃化转变：玻璃化转变对于聚合物来说是非晶聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变。其分子运动本质是链段运动发生“冻结”与“自由”的转变。6．熵弹性：熵弹性是指由于系统熵变而引起的弹性。熵是和物质分子排列有序度有关的一种状态函数，当物质系统分子排列有序度降低，混乱程度增加时，系统熵也增大。所以当橡胶受外力变形时，若没有内能变化，则其抵抗变形的收缩力（弹力）完全是由熵的变化而产生的，这种称之为熵弹性。高分子物理重要知识点
高分子物理试题库
高分子物理名词解释
高分子物理知识点
广东石油化工学院高分子物理期末考试复习资料三.简答题
高分子化学和物理南开大学高分子化学与物理考研真题答案
相关主题
文本预览