高物复习
基本概念
第一章
平均分子量（数均分子量，重均分子量，粘均分子量）
分子量分布宽度指数：分子量分布宽度指数是指试样中各个分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值
多分散性指数：重均分子量与数均分子量之比.
第二维利系数的物理意义：高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子间相互作用的一种量度，它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。
相对粘度： 增比粘度：
对数粘数： 极限粘数(特性粘数： 第二章
无规共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物，接枝共聚物（两种单体单元反应生成的二元共聚物，其结构记书上的图）
无规立构，全同立构，间同立构（是针对结构单元为聚丙烯型的高分子而言的） 全同立构：高分子全部由一种旋光异构体键连接而成
间同立构：两种旋光异构单元交替键接而成
无规立构：两种旋光异构单元完全无规健接而成
等规度：高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数
支化高分子：如果在缩聚过程中有三个或三个以上官能度的单体存在或在加聚过程中，有自由基的链转移反应，或双烯类单体中第二双键的活化等，都能生成支化或交联的高分子 支化度：两相邻支化点间链的平均分子量
交联度：两相邻交联点间链的平均分子量
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
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
链段：高分子链能够独立运动的单元
均方末端距：平均末端距的平方的平均
自由结合链：n 是一个很大的数，每个键不占体积，内旋转没有键角限制并可以自由取向 自由旋转链：假定分子链中每个键可以在键角允许的方向自由转动，称为自由旋转链 等效自由结合链：以链段作为独立运动的单元自由结合组成的高分子链 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质
高斯链：等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，故这种链又称为“高斯链”
均方回转半径，用(Rg 2)表示，它的定义是：假定高分子链中包含许多链单元，每个链单元0ηηη=r 100-=-=r sp ηηηηη()C C sp r ηη+=1ln ln []C
C r C sp C ηηηln lim lim 00→→==
的质量为m ，设从高分子链的质心到第i 个链单元的距离为r i ，它是一个矢量，取全部链单
元的r i 2对质量m i 的平均，就是链的均方回转半径
第三章
高聚物溶解：是一个缓慢过程，包括溶胀和溶解两阶段
溶度参数：内聚能密度的平方根定义为溶度参数
θ条件：通过选择溶剂和温度使高分子溶液符合理想溶液的条件，这种条件称θ条件，所用的溶剂称为θ溶剂，所处的温度称为θ温度
无扰链：当T=θ时，A 2=0， u=0, 即此时的排斥体积等于0,高分子在溶液中处于无干扰状态，这种状态的尺寸称为无扰尺寸，这时的高分子链称为无扰链
亚浓溶液：高分子线团互相穿插交叠，链段分布趋于均一的溶液
增塑剂：添加到线型高聚物中使其塑性增大的物质称为增塑剂
溶胀比：交联高聚物在溶胀平衡时的体积与溶胀前体积之比称为溶胀比
聚电解质：在聚合物分子中有许多可电离的离子性基团的高分子称为聚电解质
平移扩散：高分子在溶液中由于局部浓度或温度不同，引起高分子向某一方向的迁移，这种现象称为扩散或平移扩散
非牛顿流体：高分子熔体或高分子浓溶液不符合牛顿粘度定律，称为非牛顿流体
第五章
聚合物的力学三态（玻璃态，高弹态，粘流态，记住非晶态聚合物的那个温度形变曲线就好理解了）
玻璃态：由于温度较低，链段处于被冻结状态，受力形变小
高弹态：随着温度升高，链段可以运动或滑移，形变增加
粘流态：当温度再升高，整个高分子链可以产生滑移，形变增大，试样变为粘性流体 玻璃化温度：从玻璃态到高弹态的转变称为玻璃化转变，对应的温度称为玻璃化转变温度（Tg ）
WLF 方程：
牛顿流体：粘度不随剪切应力和剪切速率的大小而改变，始终保持常数的流体，低分子流体和高分子的稀溶液属于牛顿流体
非牛顿流体：凡是不符合牛顿流体公式的流体，即粘度有剪切速率依赖性，聚合物熔体和浓溶液属于非牛顿流体
零切粘度：剪切速率趋于零时的粘度 表观粘度：
稠度（微分粘度）： 取向：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。取向是一维或二维有序 第六章
内聚能密度：单位体积的内聚能
高聚物单晶：主要记住书上单晶的形态和形成条件
球晶：由一个晶核开始，以相同的速度同时向空间各个方向放射生长而成
黑十字消光：球晶的“黑十字消光图象”是高聚物球晶双折射和对称性的反映
()()
)(6.51)(44.17log g g g T T T T T T -+--=ηηηηγ0
0lim →=&1-=K =n n a K γγγη&
&&γ
ση&d d s c =
双折射：一束偏振光通过高聚物球晶时，发生双折射，（双折射实质：寻常光和非寻常光通过球晶时传播速度和折射率不同，这两束光有相位差而产生干涉现象，从而观察到黑十字消光现象）
成核速度：用偏光显微镜、电镜直接观察单位时间内形成晶核的数目
结晶生长速度：用偏光显微镜法、小角激光散射法测定球晶半径随时间的增大速度，即球晶的径向生长速度
结晶速度：用高聚物结晶度达到极限结晶度一半所需的时间t1/2的倒数来表示（结晶总速度=成核速度 + 结晶生长速度）
均相成核：由熔体中高分子链靠热运动形成有序排列的链束为晶核
异相成核：以外来杂质、固体颗粒、未完全熔融的高分子或容器壁为中心，吸附熔体中高分子链作有序排列形成的晶核
Avrami指数：n=生长的空间维数+成核过程的时间维数。异相成核时为3，均相成核时为4 结晶度; 高聚物试样中结晶部分所占的重量分数或体积分数。
聚合物熔点：比容—温度曲线上熔融终点处对应的温度为高聚物的熔点。
平衡熔点：晶片厚度达到无穷大时结晶的熔点就叫平衡熔点
高分子液晶：液晶态是晶态向液态转化的中间态，既具有晶态的有序性（导致各向异性），又具有液态的连续性和流动性，处在这种状态下的物质称为液晶
第七八章
应变：材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变化称应变或形变
应力：单位面积上的内力定义为应力
弹性模量：是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。是材料刚性的一种表征
泊松比：横向单位减少与纵向单位长度增加之比
屈服点：在应力-应变曲线上有一个应力出现极大值的转折点B，叫屈服点
强迫高弹形变;玻璃态聚合物在大外力作用下发生大形变，其本质与橡胶的高弹形变一样，但表现形式有差别，即只发生分子链的取向，不发生相变
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和理想粘性体之间，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、滞后和力学损耗等
蠕变：在恒温下施加较小的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的力学松弛现象（记住线型聚合物的蠕变曲线并理解）
应力松弛：指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增加而逐渐衰减的现象
滞后：聚合物在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象
力学损耗：如果形变的变化落后于应力的变化，发生滞后现象，则每一循环变化中就要消耗功，称为力学损耗，有时也称为内耗
时温等效原理：同一个力学松弛现象，既可在较高的温度下，在较短的时间内观察到，也可以在较低的温度下较长的时间内观察到。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
第九章
分子的极化：在外电场作用下，分子中电荷分布所发生的相应变化称为极化。
包括：电子极化，原子极化，取向极化等
电子极化：是分子中各原子的价电子云在外加电场作用下，使分子的正负电荷中心的位置发生变化引起的
原子极化：是分子骨架在外电场作用下发生变形造成的
取向极化：分子在外电场作用下发生取向
介电常数：指电容器极板分别为介质和真空时电容的比值。是衡量介质在外电场中极化程度的一个宏观物理量，也表征电介质储存电能的大小
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，这种现象就是介电损耗。
介电击穿：在高压下，大量的电能迅速地释放，使电极之间的材料局部地被烧毁，这种现象就称为介电击穿
表面电阻率：沿试样表面方向的直流场强与该处单位长度的表面电流之比
体积电阻率：体积电流方向的直流场强与该处的电流密度之比
表面与界面：通常高分子材料暴露在空气中，人们可以看到、能摸到的那部分称为高分子表面。高分子材料暴露在空气中的表面实质上是高分子与空气的界面，因此表面与界面的概念的区分是相对而言的
基本问题
第一章
1，平均分子量的几种表示方法和计算方法
重均分子量
数均分子量
粘均分子量
2，高聚物分子量的几种测定方法和原理
原理自己去看啊
3，分子量分布的测定方法和原理
体积排除色谱法和凝胶色谱与小角激光光散射联用法，原理自己看
第二章
n M n M n M n M n M n M w
M
1，影响高分子链柔顺性的因素
(1) 主链结构的影响：a. 全是单键，柔性较大；.b 主链随C-C 、C-O 、Si-O 柔性依次增加；
c. 含有孤立双键，容易旋转，柔性链；
d. 含有共轭双键，很难旋转，刚性链；
e. 主链上有芳香环存在，难旋转，刚性链
(2) 侧基：侧基的极性越大，极性基团数目越多，相互作用越强，单键内旋转越困难，分
子链柔顺性越差；非极性侧基的体积越大，内旋转位阻越大，柔顺性越差；对称性侧基，可使分子链间的距离增大，相互作用减弱，柔顺性大。侧基对称性越高，分子链柔顺性越好
(3) 氢键：如果高分子链的分子内或分子间可以形成氢键，氢键的影响比极性更显著，可大
大增加分子链的刚性
(4) 交联的影响：交联密度越大，旋转越难，刚性越大
2，理解高分子链均方末端距的计算方法。
3，了解几个表征高分子柔顺性的参数
（1）Flory 特性比C ：无扰链（θ条件下）与自由结合链的均方末端距之比称为Flory 特性比 （2）分子无扰尺寸（A 愈小，分子愈柔顺）
：
（3）Kuhn 链段长度b 越小，链的柔顺性越好： 第三章 1,高分子溶液的热力学性质
(1) 高分子溶液的混合熵(在推导过程中以似晶格模型进行) 推导过程中有不合理的地方：
1没有考虑到由于高分子的链段之间、溶剂分子之间以及链段与溶剂之间的相互作用不同会破坏混合过程的随机性，从而引起溶液熵值的减小，所以上式的结果偏高。
2.高分子在解取向态中，分子之间相互牵连，有许多构象不能实现，而在溶液中原来不能实现的构象就有可能表现出来，因此过高地估计了高聚物的熵值，使上式的结果偏低。
3.高分子链段均匀分布的假定只是在浓溶液中才比较合理。而在稀溶液中，链段分布是不均匀的，如下图所示。因此上式只适用于浓溶液。
（2）高分子溶液的混合热 （ 为Huggins 参数）
（3）高分子溶液的混合自由能和化学位
溶液中溶
剂的化学位：
溶质的化学2
02/nL h C =2/102)/(M h A =L h
b /0
2=()
2
211ln ln φφn n R S M +-=?211211φχφχn RT N kT H M ==?()2112211ln ln φχφφn n n RT ++=
位:
2，高分子理想溶液。 理想溶液溶解过程：， 3，Mark-Houwink 方程的含义与应用
是粘度法测分子量的基础
第四章
1，理解高分子共混物的相容性
共混聚合物是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，也称聚合物合金，通过共混可以获得原单一组分没有的一些新的综合性能，并且可通过混合组分的调配（调节各组分的相对含量）来获得适应所需性能的材料。从聚集态研究的角度出发，共混高聚物中有两种类型：一类是两个组分能在分子水平上互相混合而形成均相体系，另一类则不能达到分子水平的混合，两个组分分别自成一相，结果共混物便成为非均相体系。
通过共混可带来多方面的好处：
（1）改善高分子材料的机械性能；
（2）提高耐老化性能；
（3）改善材料的加工性能；
（4）有利于废弃聚合物的再利用
两种聚合物之间没有特殊相互作用而能完全互容的体系很少，只有存在特殊相互作用：离聚物或氢键才能完全互溶，互溶时混合自由能必须小于零，混合熵很小，混合过程为吸热过程
第五章
1，玻璃化转变温度的测量方法
（1） 利用体积变化的方法（膨胀计法）
（2） 利用热力学性质变化的方法（差热分析(DTA)和示差扫描量热计(DSC)）
（3） 利用力学性质变化的方法（静态力学测量方法:温度形变曲线和模量—温度曲线；动
态力学测量方法：自由振动(如扭摆法和扭辫法)、强迫振动共振法(如振簧法)以及强迫振动非共振法(如动态粘弹谱仪)）
（4） 利用电磁性质变化的方法（介电松弛谱，核磁共振谱(NMR)
2，玻璃态高聚物的自由体积理论
自由体积理论认为聚合物的体积是由两部分组成：高分子链本身所占的体积和高分子链间未被占据的空隙。高分子链间未被占据的空隙称自由体积。自由体积是分子链进行构象转变和链段运动所需的活动空间。当聚合物冷却时，自由体积逐渐减小，当达到某一温度时，自由体积收缩到最低值，聚合物的链段运动因失去活动空间而被冻结，聚合物进入玻璃态。因此自由体积理论认为玻璃化温度就是使聚合物自由体积达到某一最低恒定临界值时的温度。在这临界值以下，已经没有足够的空间进行分子链构象的调整了。因而高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。
3，影响玻璃化转变温度的因素
0=?i M H
（1）化学结构的影响（记住影响高分子链柔顺性的因素就好）a主链结构：主链由饱和单键所组成的聚合物，如-C-C-，-C-N-，-C-O-，-Si-O-等，柔顺性较好，一般Tg 不高；主链中引入孤立双键，可提高分子链的柔顺性，使Tg降低；主链中引入共轭双键、芳环或芳杂环，可提高分子链的刚性，Tg升高；b,侧基或侧链：刚性侧基的体积越大，分子链的柔顺性越差，Tg越高; 柔性侧链越长，分子链柔顺性越好，Tg 越低；如果是对称双取代，可提高分子链柔顺性，Tg下降；c,分子间力的影响: 侧基的极性越强，数目越多，Tg越高; 分子间氢键可使Tg显著升高.
（2）其他因素：a共聚：无规共聚物的Tg通常介于共聚单体各自均聚物的Tg之间，并可通过共聚物组成来连续改变共聚物的Tg。b共混：两组分部分相容：相容性愈好，共混物的两个Tg愈接近。均相体系，只有一个Tg，介于两组分Tg之间。两组分不相容：出现相分离，具有两个Tg，其值分别接近两组分各自的Tg；c交联：交联度↗，分子链运动受约束的程度↗，分子链柔顺性↘，Tg↗；d分子量：当分子量较低时，M W↗，Tg↗；当分子量足够大时，分子量与Tg无关；e外界条件的影响：升温速度，外力，围压力，测量的频率对Tg都有影响。
4，剪切粘度的表示和测定方法
大多数高聚物熔体或浓溶液属假塑性流动,其粘度随剪切速率增加而减少,即所谓剪切变稀。其原因是由于高聚物在流动过程中随剪切速率或剪切应力增加，由于分子取向使粘度降低。
剪切粘度：
测量方法：毛细管挤出粘度计，同轴圆筒粘度计，锥板粘度计，落球粘度计，工业用的粘度计
5，有关WLF方程的应用与计算。
()
())
(
6.
51
)
(
44
.
17
log
g
g
g
T
T
T
T
T
T
-
+
-
-
=
η
η
第六章
1，结晶速度及其测定方法
结晶速度—用高聚物结晶度达到极限结晶度一半所需的时间t1/2的倒数来表示
测定方法：膨胀计法，光学解偏振法，偏光显微镜法，小角激光散射，示差扫描量热计(DSC)法，
2，影响结晶速度的主要因素
（1）温度：结晶温度不同，结晶速度也不同，在某一温度时出现最大值（记住结晶速度与温度的关系曲线图，尤其是两个端点温度）
（2）分子链结构：分子链的结构会影响结晶速度，一般分子链结构越愈简单、对称性越高、取代基空间位阻越小、立体规整性越好，结晶速度越快。
（3）应力：应力能使分子链沿外力方向有序排列，可提高结晶速度。
（4）分子量：对同一聚合物而言，分子量对结晶速度有显著影响。在相同条件下，一般分子量低结晶速度快
（5）杂质：杂质影响较复杂，有的可阻碍结晶的进行，有的则能加速结晶。能促进结晶的物质在结晶过程中往往起成核作用（晶核），称为成核剂
（6）溶剂：在不同溶剂中结晶速度不同
3，结晶度及其测定方法
结晶度（Crystallinity）：高聚物试样中结晶部分所占的重量分数或体积分数。
测定方法：a. 比容法（密度法）；b. X 射线法：根据晶区或非晶区的衍射点或弥散环的强度来计算。c. 量热法（DSC 法）：通过测量试样的熔融热（△H 测）并与完全结晶试样的熔融热函相比较；d. 红外光谱法：根据红外光谱上结晶（或非晶）特征谱带的吸收强度与完全结晶（或完全非晶）试样的吸收强度的差别来推算。
第七八章
1，几种常用力学性能指标及计算方法
聚合物的力学性能指的是其受力后的响应，如形变大小、形变的可逆性及抗破损性能等 几种指标：（1）应变与应力；（2）弹性模量，（3）机械强度（抗张强度；抗弯强度；冲击强度）；（4）硬度
计算方法自己看啊
2，高聚物高弹性的本质
高弹性是由熵变引起的，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
3，高聚物粘弹性的力学模型
Maxwell 模型:Maxwell 模型由一个理想弹簧和一个理想粘壶串联而成 ，Maxwell 模型对模拟应力松弛过程特别有用
Voigt(或Kelvin)模型:Voigt 模型是由一个理想弹簧和一个理想粘壶并联而成的 ，可以用来模拟交联高聚物的蠕变过程
4，时温等效原理 的WLF 方程计算
当选择Tg 作为参考温度时，则C1和C2具有近似的普适值(大量实验值的平均值)；C 1＝17.44，C 2=51.6。 T=Tg ： T=Ts(普适)： 第九章
1，高聚物的介电常数与结构的关系
介电常数的数值决定于介质的极化，而介质的极化与介质的分子结构及共所处的物理状态有关。介质的极化可分为电子极化、原于极化和取向极化，其中以取向极化的贡献最大，而取向极化只有极性分子才能发生，而且其强弱直接与介质分子的极性大小有关。因此，分子极性大小是介质介电常数大小的主要决定因素。分子的极性大小是用偶极矩来衡量的，分子的偶极矩等于分子中所有键矩的矢量和。 按照偶极矩的大小，可将高聚物大致归为四类，它们分别对应于介电常数的范围，随着偶极矩的增加，高聚物的介电常数逐渐增大。 2，介电常数的影响因素
（1）链结构的影响：分子结构的对称性对介电常数有很大的影响，对称性越高，介电常数越小。主链上的极性基团活动性小，它的取向需要伴随着主链构象的改变，因而这种极性基团对介电常数影响较小。而侧基上的极性基团，特别是柔性的极性侧基，其活动性较大，对介电常数的影响较大。
（2）温度的影响： 在玻璃态下，链段运动被冻结，这类极性基团的取向运动有困难，因()s
s T T T C T T C -+--=21log α()()g g T T T T T -+--=6.514.17log α()()
s s T T T T T -+--=6.10186.8log α
而它们对高聚物的介电常数的贡献就很小，而在高弹态时，链段可以运动，极性基团取向运动得以顺利进行，对介电常数的贡献比就大。
（3）交联、拉伸和支化等对介电常数也有影响。交联结构，使极性基团活功取向有困难，因而降低了介电常数。如酚醛塑料虽然极性很大，但介电常数却不太高。拉伸使分子整齐排列从而增加分子间的相互作用力，也降低极性基团的活动性而使介电常数减小。相反地，支化则使分子间的相互作用减弱，因而使介电常数升高。
3，影响介电损耗的因素
（1）材料结构本身：电介质中含有能导电的载流子，介质漏电发热
（2）外界环境或试验条件：电场强度，温度和电场频率有关
4，高聚物的导电特点
从导电机理来看，在高聚物中，既存在电子电导，也存在离子电导，即导电载流子可以是电子、空穴，也可以是正、负离子
离子电导：大多数高聚物都存在离子电导，首先是那些带有强极性原于或基团的聚合物由于本征解离，可以产生导电离子。此外，在合成、加工和使用过程中，进入聚合物材料的催化剂、各种添加剂、填料以及水份和其他杂质的解离，都可以提供导电离子，在没有共轭双键的、电导率很低的那些非极性高聚物，这种外来离子，成了导电的主要载流子，因而这些高聚物的主要导电机理是离子电导。
电子电导：共轭聚合物、聚合物的电荷转移络合物、聚合物的自由基、离子化合物和有机金属聚合物等聚合物导体、半导体则具有强的电子电导。例如在共扼聚合物中，分子内存在空
间上一维或二维的共轭双键体系，电子轨道互相交迭使电子具有类似于金属中自由电子的特性，可以在共扼体系内自由运动，分子间的电子迁移则通过“跳跃”机理来实现。5，高聚物介电击穿的机理
高聚物的介电击穿按其形成的机理，大致可分为本征击穿、热击穿和放电引起的击穿三种主要形式。
a本征击穿：在高压电场作用下，高聚物中微量杂质电离产生的离于和少数自由电子，受到电场的加速，沿电场的方向作高速运动，当电场高到使它们获得足够的能量时，它们与高分子碰撞，可以激发出新的电子，这些新生的电子又从电场获得能量，并在与高分子的碰撞过程中激发出更多的电子，这一过程反复进行，自由电子雪崩似的产生以致电流急剧上升，最终导致高聚物材料的电击穿或者因为电场强度达到某一临界值时，原子的电荷发生位移，使原子间的化学键遭到破坏，电离产生的大量价电子直接参加导电，导致材料的电击穿。决定本征击穿的主要因素是高聚物的结构与电场强度，与冷却的条件、外加电压的方式和时间以及试样的厚度无关。
b热击穿：在高压电场作用下，由于介电损耗所产生的热量来不及散发出去，热量的积累使高聚物的温度上升。而随着温度的升高，高聚物的电导率按指数规律急剧增大，电导损耗产生更多的热量，又使温度进一步升高，这样恶性循环的结果，导致高聚物的氧化、熔化和焦化以至发生击穿。
c放电引起的击穿：在高压电场作用下，高聚物表面和内部气泡中的气体，因其介电强度(约3兆伏／米)比高聚物的介电强度(20一1500兆伏／米)低得多，首先发生电离放电，放电时被电场加速的电子和离子轰击高聚物表面，可以直接破坏高分子结构，放电产生的热虽可能引起高分子的热降解，放电生成的臭氧和氮的氧化物将使高聚物氧化老化。特别是高压电场是交变电场时，这种放电过程的频率成倍地随电场频率而增加，反复放电使高聚物所受的侵蚀不断加深，最后导致材料击穿。这种击穿造成的击穿通道呈特征的树枝状。
6，高聚物的静电现象及其防护
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，在它们各自的表面就会发生电荷再分配，重新分离之后，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，这种现象称为静电现象
防护：防止静电危害的发生，可以从抑制静电的产生和及时消除产生的静电两方面考虑：可以通过选择适当的材料、减少静电的产生或使之互相抵消；也可以设法减小接触面积、压力和速度，使摩擦产生的电荷量尽量减小。消除方面：通过空气消除静电；利用尖端放电原理，制成高压电晕式静电消电器；采用辐照使气体电离的方法消除静电。
温馨提示：如若有错，自行改正
嘻嘻祝大家：考试顺利，暑假快乐，哦耶！！！
《高分子物理》期末复习题集（没有参考答案） 第一章 高分子链的结构 教学大纲 本章的主要内容是介绍链的近程结构和远程结构。其中近程结构介绍了高分子链结构单元的化学组成、键接方式、立体构型、支化与交联和端基等内容；远程结构包括高分子的大小及柔顺性，着重介绍柔顺性的成因、影响因素和定量描述。 要求掌握：1、高分子链近程结构和远程结构的主要内容，并能举例说明各自对性能的影 响； 2、构象、构型 、柔顺性和链段等基本概念； 3、影响柔顺性的因素有哪些?并能判断不同分子链间柔顺性的大小。 要求理解：1、平衡态柔顺性的表征方法（θ状态测量法、几何算法和高斯统计法）及异 同； 2、自由联接链、等效自由联结链和高斯链的异同 3、正确理解和初步运用以下公式 （1）20206 1 h =ρ （2）θθ cos 1cos 122-+=nl h f （3）b z h 3 21 *= = β （4）22zb h =
（5）20 2 20 2max )2cos (h nl h L z θ == 要求了解：（1）几何算法计算自由旋转链的末端距； （2）高斯统计算法计算高斯链的假设、计算过程及几种末端距的结果。 习题 一、名词解释： 有规立构高分子、立构规整度、链段、等效自由连接链、高斯链、聚合物的链结构、 有规立构高分子：其分子可以仅用一个以，一种简单序列排列的构型重复单元描述的规整高聚物。 立构规整度：指高聚物中含有全同立构与间同立构的总的百分数。 链段：大分子中能够完全自由取向的最小单元。 高斯链：末端距分布以及链段分布符合高斯分布函数的链。 等效自由结合链：高分子链段与链段自由结合，并且无规取向。称为等效自由结合链 二、判断题 （1） 低温度可以使聚丙烯的链处于冻结状态，其构象数减少，规整度提高。X （2） 大部分高分子主链上都含有σ单键，任何条件下都能内旋转。X （3） 立构规整度高的聚合物都能结晶。X （4） 温度越高内旋转异构体的数目越多。 （5） 结晶高聚物的构象数比取向高分子的构象数少。X （6） 同一高分子玻璃态的末端距大于其粘流态的末端距。X （7） 自由结合链就是高斯链。X （8） 链段的长度是由高斯统计理论计算得来的。X （9） 高斯统计理论只能用来计算柔顺链的末端距。 （10） 几何计算得到的末端距一定小于无扰状态的末端距。 （11） 自由旋转链的末端距公式说明记键角越大、键长越长、键的个数越多末端距越大。 （12） 支化高分子的柔顺性比无支化链的柔顺性好。X （13） 交联使高分子链的柔顺性下降。X （14） 分子量增大高分子链的柔顺性提高。X 三、填空题 （1） 端基对聚合物的??热稳定性??影响很大，例如聚碳酸酯的??羟基端??和酰氯端基存在 使其??热稳定性??降低。 （2） 顺序异构体对聚合物的性质也有一定的影响，例如聚乙烯醇做维尼纶中只??头尾键合 ??结构才能与甲醛缩合，而??头头键合?结构的存在使维尼纶中含有?羟??基，它具有亲水性，使维尼纶缩水且强度下降。 （3） 轻度交联可使材料强度???提高?????、模量??增大?????、弹性??变好?????、粘流温 度??升高?????、蠕变??减少?????、应力松弛??不会为0?????、损耗因子???变小????。
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
一、填充题 1一般用Mw来表征聚合物平均分子量比Mn更恰当，因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子。 2在分子量积分分布曲线上，90％处的分子量与50％处的分子量的比值对高分子量尾端较敏感 3均聚物分子中有且只有一种（真实的、隐含的或假设的）单体。因此，-[O(CH2)5CO]m-[OCH2CO]n-属于共聚物，-[CH2CH2CH2CH(CH3)]n- 属于均聚物。 4结晶高分子由于含有完善程度不同的晶体，没有精确的熔点，而存在熔限。 5根据形成条件的不同，聚合物的液晶分为热致性液晶和溶致性液晶。 6高聚物的增塑主要是由于增塑剂的加入导致高分子链间相互作用力的减弱。 7高分子的特性粘度主要反映了溶剂分子与高聚物分子之间的内摩擦效应，其值决定于前者的性质，但更决定于后者的形态和大小，是一个与后者的聚合物分子量有关的量。 8在用毛细管粘度计测定高分子溶液粘度时，其中奥氏粘度计要求每一测定所取的液体体积必须相同。 9甲苯的玻璃化温度为113K，假如以甲苯作为聚苯乙烯（Tg＝373K）的增塑剂， 含有20%体积分数甲苯的聚苯乙烯的玻璃化温度为321K 。 10温度升高对高分子的分子运动有两方面的作用，包括增加能量和使聚合物体积膨胀，增大运动空间 11由于聚三氟氯乙烯容易形成结晶，为了制备透明薄板，成型过程中制品冷却要迅速，使之结晶度低，晶粒尺寸小。 12高聚物悬浮液和乳胶等分散体系通常属于假塑型流体，即流体粘度随剪切速率的增加而降低。 13材料的弹性模量是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小，是材料刚性的一种表征。 14玻璃态和晶态聚合物的拉伸过程本质上都属于高弹形变，但其产生的温度范围不同，前者在Tb 和Tg 之间，而后者在Tg和Tm 之间产生。 15．用塑料绳绑捆东西，时间久了会变松，这是材料的应力松弛现象 16．稳定高聚物分子三维结构的作用力包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键。此外共价二硫键在稳定某些高分子的构象方面也起着重要作用。
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）
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）
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）。
?高分子物理?试卷1 学号姓名分数 一、解释下列基本概念（每题2分，共12分） 1. 构型 2. 内聚能 3. 玻璃化转变 4. 应力松弛 5. 材料的屈服 6. 特性粘度 二、判断题(正确的在括号内打√，错误的打╳；每题1分，共10分) 1. 通过升高温度，可以使聚合物从一种构型变为另一种构型。（） 2. 均方末端距指一条分子链的两个末端之间直线距离的平方的统计平均值。（） 3. 聚合物球晶的晶粒尺寸越大，它的冲击强度越小，透明性越好。（） 4. 在玻璃化温度以下，分子链的运动被冻结，只有链段的运动以及键角和键长的变化。 （） 5. 结晶聚合物的熔点T m是指熔融开始时所对应的温度。（） 6. 虽然说可以通过内增塑也可以通过外增塑使聚合物的T g下降，但二者的作用机理却不同。( ) 7. 聚合物在交变应力作用下会因滞后而引起内耗，内耗有害无利。（） 8. 对于高聚物的蠕变、应力松弛和动态粘弹行为，缩短时间、升高温度与延长时间、降低温度均能达到等同的效果。（） 9. 聚合物的银纹若得不到控制，可发展成为裂缝，但若适当加压，可使之消失。（） 10. 高聚物可在某一溶剂中通过改变温度做成θ溶液，但它却不是理想溶液。（） 三、选择题(在括号内填上正确的答案，其中2题有2个正确答案；每个答案1分，共13分) 1.高分子的聚集态结构是由许多大分子通过下面的作用形成的：（） A. 化学键合力； B. 氢键； C. 分子间相互作用力 2. 高聚物分子间的作用力大小可用下面方法表示：（） A. 晶格能； B. 自由能； C. 内聚能 3. 玻璃态高聚物指这样一类聚合物：（） A.在玻璃态下容易冷冻结晶变脆； B.高于T m时晶体熔化； C.在任何情况下都不能结晶 4. 结晶聚合物的熔融过程是：（） A. 放热过程； B. 力学状态转变过程； C. 热力学相变过程 5. 聚合物的自由体积提供了：（） A. 分子链的活动空间； B. 链段的活动空间； C. 链节的活动空间 6. 高速行驶的汽车轮胎因胎体发热而爆裂是由橡胶的下列过程引起的：（） A. 松弛； B. 内耗； C. 蠕变 7. 橡胶拉伸的热力学行为表明，真实弹性体的弹性响应同时归因于：（、） A. 焓的变化； B. 熵的变化； C. 内能的变化 8. 高聚物的屈服应力随温度的升高而：（） A. 升高； B. 保持不变； C. 降低
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 高分子物理部分复习题 一、名词解释 构型、构象、柔顺性、内耗、等同周期、假塑性流体、远程结构、近程结构、末端距、聚集态结构、液晶、 取向、熵弹性、玻璃化转变温度、应力松弛、蠕变、杂链高分子、元素有机高分子、键接结构、旋光异构、均相成核、异相成核、时温等效原理、粘流态、玻璃化转变温度、 二、填空题 1.聚合物的粘弹性体现在具有、、三种力学松驰现象。（3分） 2.分子间的范德华力包括、和。（1.5分） 3.作为橡胶、塑料和纤维使用的聚合物之间的主要区别是。 4. 材料一般需要较高程度的取向。 5.某聚合物试样中含两个组分，其相对分子质量分别1╳104 g/mol和2╳105g/mol，相应的质量分数(w i)分别是0.2和0.8，其数均相对分子质量、重均相对分子质量和相对分子质量多分散系数分别是、和 6.高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数越，其均方末端距越。 7.橡胶的高弹性的特点是：（1）弹性模量很，而形变量很；（2）形变需要；（3）形变时有效应。 8. 制备高分子合金的方法有（）和（）。 9．随着聚合物结晶度的提高，其弹性模量；随着结晶聚合物分子量的增加，其熔点；随着聚合物交联程度的提高，其弹性模量。 10.PET的玻璃化转变温度是69℃，但用它制造的可乐瓶和矿泉水瓶在很低的温度下却还有很高的抗冲击性能，主要是由于它在玻璃化转变温度以下还存在 。 13.下列聚合物中，玻璃化转变温度从高到低次序正确的是：（）。 A.聚二甲基硅橡胶、PS、PP、PC； B.PET、PC、PP、顺丁橡胶； C.PMMA、PC、PET、聚二甲基硅橡胶； D.PC、PS、PP、顺丁橡胶。 15.聚乙烯能作为塑料使用，是因为：（） 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，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。 4. 高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同？ 答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。 5.什么是高分子的理想溶液？它应该符合哪些条件？ 答：高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成，对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液，但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件，使高分子溶液符合理想溶液的条件，称其为θ条件，这时的相互作用参数X=1/2. 6. 解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。试各另举一组例子说明聚合物的著化学结构因素对玻璃化温度的影响。 答：（1）主链结构①主链由饱和单间构成的高聚物：高聚物的内旋转位垒越低，分子链的柔性越大，Tg越低。例如：聚乙烯Tg=-68°C，聚甲醛Tg=-83°C，聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C ②珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后：分子链的刚性增大，Tg升高。例如：聚乙烯 Tg=-68°C，聚苯乙烯Tg=100°C ③主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺，Tg 比较低④共轭二烯烃聚合物：由于几何异构体的存在，分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg . （2）取代基的空间位阻和侧击的柔性①一取代烯类聚合物：取代基的体积增大，内旋转位阻增加，Tg将升高（聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大，Tg反而下降）如果有旋光异构体曾在，通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体，不表现出Tg的差别 ;② 1.1-二取代的烯类聚合物： 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 第五章分子运动及热转变 1聚合物的分子运动有何特点？为什么聚合物的分子运动是一个松弛过程？松弛时间与温度有什么关系？ 2为什么非晶聚合物在不同的温度范围会呈现不同力学状态？从分子运动观点解释非晶聚合物的温度~形变曲线，并讨论结晶、交联、增塑、分子量对聚合物温度~形变曲线的影响。 3简述玻璃化转变的4种理论，并用自由体积理论解释玻璃化转变的机理和过程。影响聚合物玻璃化转变温度Tg的因素？ 4有哪些测定聚合物Tg温度的方法？测量时温度变化速率及外力作用时间对Tg 值会有什么影响？ 5影响聚合物结晶能力的因素有哪些? 6如何用 Avrami 方程处理聚合物结晶动力学? 如何得到 n、K、t1/2？这些参数的物理意义是什么？ 7结晶温度如何影响结晶速度、结晶度、结晶完善程度和晶粒尺寸？ 8从聚合物材料的综合性能考虑，什么是最佳的结晶形态？如何得到这种结晶形态？ 9拉伸可以促进结晶和提高结晶熔点，它的热力学依据是什么？ 10为什么结晶聚合物熔融时有一个宽的熔限？可以通过哪些方法测定结晶聚合物的熔点？各自的Tm是如何定义的？ 11影响结晶熔点的因素有哪些？如何提高结晶聚合物的熔点？ 12总结结晶温度高低和降温速度快慢对结晶度、结晶熔点和晶粒尺寸的影响，讨论要得到高结晶度、高熔点和小晶粒尺寸可以采取哪些方法？ 13为什么在玻璃化温度以下仍存在“次级转变”？次级转变所对应的分子运动形式？对聚合物的力学性能会造成什么影响？ 第六章橡胶弹性理论 1聚合物的高弹态有何特点？为什么在高弹态随温度升高聚合物的弹性模量反而增大？ 2可以通过哪些方法提高橡胶的热稳定性？可以通过哪些方法提高橡胶的耐寒性 3什么叫熵弹性、能弹性？什么叫理想弹性体？橡胶弹性的本质是什么？ 4什么是“交联橡胶的状态方程式”？该公式的实际意义？具体用途？ 5聚合物溶胀平衡方程式？它可以解决哪些问题 第七章聚合物的粘弹性 1什么叫蠕变？交联和未交联橡胶的蠕变曲线有何差别？如何提高聚合物的耐蠕变性能？ 2什么叫应力松弛？应力松弛产生的原因是什么？ 3什么叫“滞后”？什么叫“力学损耗”？ 4为什么在橡胶的拉伸-回缩应力—应变曲线上，对应于同一应力，回缩时的形变总是大于拉伸时的形变？滞后圈的物理意义是什么？ 5复数模量、储能模量、损耗模量、内耗的定义？它们与温度的关系？与外力作用频率的关系？ 高分子物理简答题标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N] 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，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。 4. 高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同 答：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。 5.什么是高分子的理想溶液它应该符合哪些条件 答：高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成，对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液，但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件，使高分子溶液符合理想溶液的条件，称其为θ条件，这时的相互作用参数X=1/2. 6.解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。试各另举一组例子说明聚合物的着化学结构因素对玻璃化温度的影响。 答：（1）主链结构①主链由饱和单间构成的高聚物：高聚物的内旋转位垒越低，分子链的柔性越大，Tg越低。例如：聚乙烯Tg=-68°C，聚甲醛Tg=-83°C，聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C②珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后：分子链的刚性增大，Tg升高。例如：聚乙烯 Tg=-68°C，聚苯乙烯Tg=100°C③主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺，Tg 比较低④共轭二烯烃聚合物：由于几何异构体的存在，分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg. （2）取代基的空间位阻和侧击的柔性①一取代烯类聚合物：取代基的体积增大，内旋转位阻增加，Tg将升高（聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大，Tg反而下降）如果有旋光异构体曾在，通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体，不表现出Tg的差别;②二取代的烯类 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高分子物理部分复习题
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