高分子物理知识点汇总1全解
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UNIT1.碳链高分子:主链全部由C以共价键相连接;杂链:主链含C,以及O、S等两种或以上的原子以共价键相连接;构造:聚合物分子的各种形状(线形、枝化、交联、梯形、螺旋)构型:由化学键固定的原子在空间几何排列;构像:原子或原子团绕单键内旋转所产生的空间排布。
旋光异构体:结构单元为-CH2-CHX-型,包含一个不对称C,所形成的异构体;分为全同:取代基都在主平面一侧或都由一种旋光异构单元键接而成;间同:相间分布于或两种交替链接;无规:不规则分布或两种无规链接。
链段:高分子链中的单键旋转时互相牵制,一个键转动,要带动附近的一段链一起运动,把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元。
自由连结链:一个孤立高分子链在旋转时不考虑键角限制和位垒的障碍,每个分子由足够过的不占有体积的化学键自由结合而成的,每个键在任方向取向几率相等的理想模型。
自由旋转链:分子链中每个键在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对旋转的影响;等效自由:将一个原来有n个键长为l键角固定旋转不自由的键组成的链可视为Z个长度为b的自由结合链段的的高分子链;链的柔性:分子链能够改变其构象的性质.(不但高分子本身是一个独立运动单元,而且在每个高分子中还存在能独立运动的小单元,他们热运动的结果使链有强烈的卷曲倾向,这是大分子链具备柔性的最根本内在原因)柔性实质:构象数增,S增,分子链卷曲程度增,分子链在无外力作用下总是自发采取卷曲形态,使构象熵最大。
平衡态柔性:热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构象之间的能量差ΔUtg。
动态柔性:在外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度,转变速度取决于位能曲线上反式和旁式构象之间的位垒ΔUb与外场作用能之间的关系(ΔUb与kT).影响柔性的因素:分子结构:a主链结构1主链全部由单键组成,一般柔性较好,PE PP;不同单键,柔性不同Si-O>C-N>C-O>C-C.2有孤立双键,柔性大,顺式聚1,4-丁二烯;共轭双键,不能内旋转,分子刚性,聚乙炔,聚苯;有芳杂环,柔性差,芳香尼龙.b取代基1极性大作用力大,内旋转受阻,柔性差,PAN<PVC<PP.2极性取代基比例大,分子内旋转困难,柔性差,聚氯丁二烯>聚氯乙烯>聚1,2-二氯乙烯.3极性取代基的分布对柔性有影响,聚偏二氯乙烯>聚氯乙烯.4非极性取代基,基团体积大,空间位阻大,内旋困难,柔性差,PS<PP<PE.c支化、交联:支链很长,阻碍内旋转起主导作用,柔性差.d分子链的长短:分子链越长,构像数目多,柔性好.e分子间作用力越大,柔性差.f分子结构越规整,结晶能力强,一旦结晶呈刚性.外界因素:a温度:温度升高,分子热运动能量增加,内旋转变易,构象数增加,柔性增加.b外力:外力作用缓慢柔性易显示,作用快无法体现.e溶剂:重要影响.UNIT2.内聚能:克服分子间作用力,汽化1mol凝聚体所需要能量ΔE;内聚能密度(CED):单位体积凝聚体汽化时所需要的能量。
第1章高分子链的结构1.1 高聚物的结构层次构造(architecture):指分子链中原子的种类和排列,取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链的类型和长度等。
构型(configuration):是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
这种排列是稳定的,要改变构型,必须经过化学键的断裂和重组。
构型不同的异构体有旋光异构体、几何异构体和键接异构体。
构象(conformation):指分子中由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫做构象。
取代原子(取代基)绕碳-碳单键旋转时可形成的任何可能的三维或立体的图形。
构象改变不破坏和形成化学键。
分子中取代原子或取代基的相互排斥,致使单键旋转受限制,故给定的分子中存在一个能量最低的优势构象。
文献也把高分子链的化学结构称为近程结构,而相应的高分子链的尺寸(分子量及分布)和形态(构象)称为远程结构。
1.2 组成和构造1.2.1 结构单元的化学组成高分子链---单体通过聚合反应连接而成的链状分子。
聚合度---高分子链中重复结构单元的数目。
链节---重复的基本结构单元。
按高分子链化学组成高聚物可分为:(1)碳链高分子:分子主链全部由碳原子以共价键相连接而成。
许多高聚物如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯属于这类高分子,它们只是侧基不同,侧基上可含有杂原子,主链都一样完全是碳。
它们大多是由加聚反应制得。
(2)杂链高分子:分子主链由两种或两种以上的原子,包括碳、氧、氮、硫等以共价键相连接而成。
常见的有聚酯、聚酰胺、酚醛树脂、聚甲醛、聚砜和聚醚等。
它们主要由缩聚反应和开环聚合而制得。
由于主链带有极性,所以较易水解。
但是,耐热性、强度均较高,故通常用作工程塑料。
(3)元素高分子:分子主链中含有以共价键结合而成的硅、磷、锗、铝、钛、砷、锑等元素的高分子。
主链中不含碳原子,侧基含有机基团时称为有机元素高分子,如有机硅橡胶和有机钛高聚物等。
湘⼤⾼分⼦物理知识点总结第⼀章⾼聚物的分⼦量及分布1. 基本概念平均分⼦量z w n M M M M η>>>第i 种分⼦的分⼦量为i M ,摩尔数i n ,质量为i w ,质量分数i W ,摩尔分数i N 。
数均分⼦量: i iin i i ii i n M wM N M nn===∑∑∑ 以数量为统计权重的平均分⼦量。
重均分⼦量:2i iiiiiwiiii iiiin M w M M W M n Mw===∑∑∑∑∑ 以重量为统计权重的平均分⼦量。
粘均分⼦量:[]1()i i i W KM M M αααηαη??= ?=∑这⾥的是指公式中的指数z 均分⼦量:232i ii ii i iiizi i ii iiiiz M w M n M M zw Mn M===∑∑∑∑∑∑ (i i i z w M =)分⼦量分布宽度指数(2σ):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,⼜叫⽅差。
()()22222()()/1n n n n n w n nM M M M M M M σ??=-=-=-??22222()()()(/1)w w w w w z w w M M M M M M M σ??=-=-=-??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。
粘度:液体流动速度梯度(剪切速率)为11s -时,单位⾯积上所受到的阻⼒(剪切⼒)。
相对粘度:0r ηηη= 常⽤溶液和纯溶剂的粘度之⽐。
1r - 溶液粘度相对纯溶剂粘度增加的分数,即溶液粘度的相对增量。
()ln 1ln sp r c cηη+= 相对粘度的⾃然对数与浓度之⽐。
极限粘数(特性粘数):[]00ln limlimsprC C c cηηη→→== 浓度趋于0时,单位浓度的增加对溶液的增⽐浓度或相对粘度对数的贡献。
其数值不随溶液浓度的⼤⼩⽽变化,但随浓度的表⽰⽅法⽽异。
2. 基本问题(1)平均分⼦量的⼏种表⽰⽅法和计算⽅法 (2)⾼聚物分⼦量的⼏种测定⽅法和原理(3)分⼦量分布的测定⽅法和原理(GPC )GPC ⼜称体积排除⾊谱法,基本原理:⼀个多孔载体的⾊谱柱,先⽤某种溶剂充满⾊谱柱,占据颗粒之间和颗粒内部之间的空隙,在以同种溶剂配成的聚合物溶液从柱头注⼊,再以这种溶剂从头置尾以恒定的速度淋洗。
高分子物理考研概念及要点、考点汇总(强烈推荐)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:第一章 高分子的链结构1.1 高分子结构的特点和内容高聚物结构的特点:1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子,相对分子质量大,相对分子质量往往存着分布。
2. 一般高分子主链都有一定的内旋转自由度,可以使主链弯曲而具有柔性。
3.晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。
4.要使高聚物加工成有用的材料,往往需要在其中加入填料,各种助剂,色料等.。
5. 凝聚态结构的复杂性: 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。
1.2 高分子的近程结构(,)(,)⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎧⎨⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩结构单元的化学组成结构单元键接方式结构单元空间立构近程结构支化高分子链结构交联结构单元键接序列高聚物结构高分子链尺寸分子量均方半径和均方末端距远程结构高分子链的形态构象柔性与刚性非晶态结构晶态结构高分子聚集态结构液晶结构取向结构多相结构 链结构:指单个分子的结构和形态.链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元.近程结构:指链结构单元的化学组成,键接方式,空间方式,空间立构,支化和交联,序列结构等问题.共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物.有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子,并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的.全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成.间同立构:由两种旋光异构单元交替键接.无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时.等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数.临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后,才能显示出适用的机械强度,这一数值称为~.键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式.支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度.交联结构:高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时即成为交联结构.交联度:通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Mc 来表示.交联点密度: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.1.3 高分子的远程结构构造: 是指链中原子的种类和排列,取代基和端基的种类,单体单元的排列顺序,支链的类型和长度等.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~构型: 是指某一原子的取代基在空间的排列.遥爪高分子:是端基具有特定反应性技的聚合物.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. 无规线团:不规则地蜷曲的高分子链的构象称为~.自由联结链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角限制和位垒障碍,其中生个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对转动的影响.末端距:指线型高分子链的一端至另一端的直线距离,用h 表示.均方末端距:求平均末端距或末端距的平方的平增色值.22h nl =(n 为键数)自由结合链:假定分子是由不占有体积的化学键自由结合而成,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.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对转动的影响.均方旋转半径:假定高分子链中包含许多个链单元,每个链单元的质量都是m ,设从高分子链的重心到第i 个链单元的距离为S i ,它是一个向量,则全部链单元的S i 2的重量均方根就是链的旋转半径S ,其平均值为:2222006/i i ii i h S S m S m =→∑∑远程相互作用:指沿柔性链相距较远的原子或原子基团由于主链单键的内旋转而接近到小于范德华半径距离时所产生的推斥力.体积效应:实际链段总是有一定体积的,任何两个链段不可能同时占有同一空间.持久长度a:无限长链的末端距在链初始(即第一键)方向上的平均投影.其值越大,链的刚性越强.蠕虫状链模型:把模型链分成很小的单元,以使链上任何一点的取向相对相邻的点几乎呈连续变化,链轮廓上任一点的曲率方向假定是无规的,这样的模型链就好似一条弯曲的蠕虫.1.4 高分子链的柔顺性柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质称为~.高分子链的柔顺性主要取决于以下因素:1. 主链中含有共轭双键、芳杂环结构的高分子链的柔顺性较差.2. 侧基的极性越强,相互间的作用力越大,其~越差.侧基体积越大,空间位阻越大,对链的内旋转愈不利,使链的刚性增加.3. 分子链越长,~越大.平衡态柔性:又称热力学柔性)指在热力学平衡条件下的柔性.动态柔性:指在外界条件的影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度.第二章 高分子的聚集态结构2.1 高聚物的非晶态内聚能:定义为克服分子间的作用力,把一摩尔液体或固体分子移到其分子间的引力范围这外所需要的能量.V E H RT ∆=∆-内聚能密度(CED):是单位体积的内聚能. 内聚能密度小290兆焦/米3的高聚物,都是非极性高聚物,由于它们的分子链上不含有极性基团,分子间力主要是色散力,分子间相互作用较弱,加上分子链的柔顺性较好,使这些高聚物材料易于变形,富有弹性,可用作橡胶。
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 []CC 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。
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。
分子运动是联系结构与性能的桥梁:聚合物物分子运动的规律,研究聚合物在不同条件下的力学状态和相应的热转变。
高分子的结构层次微观结构特征要在材料的宏观性质上表现出来,则必须通过材料内部分子的运动。
为了研究高聚物的宏观性质(力学、电子、光子等方面性能),只了解高聚物的结构还不行,还必须弄清高聚物分子运动的规律,才能将微观结构与宏观结构性能相结合,才能了解高聚物结构与性能的内在联系。
不同物质,结构不同,在相同外界条件下,分子运动不同,从而表现出的性能不同。
相同物质,在不同外界条件下,分子运动不同,从而表现出的性能也不同。
(1)分子运动的多样性分子运动单元的多重性①链段的运动——主链中碳-碳单键的内旋转,使得高分子链有可能在整个分子不动,即分子链质量中心不变的情况下,一部分链段相对于另一部分链段而运动。
由于分子内旋转是导致分子链柔顺性的根本原因,而高分子链的内旋转又受其分子结构的制约,因而分子链的柔顺性与其分子结构密切相关。
高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
高分子链能形成的构象数越多,柔顺性越大。
②链节的运动——比链段还小的运动单元③侧基的运动——侧基运动是多种多样的,如转动,内旋转,端基的运动等④高分子的整体运动——高分子作为整体呈现质量中心的移动⑤晶区内的运动——晶型转变,晶区缺陷的运动,晶区中的局部松弛模式等多种运动方式小尺寸运动单元(链段尺寸以下)大尺寸运动单元(链段尺寸以上)分子运动的时间依赖性——聚合物从一种平衡态通过分子运动到另一种新的平衡态总是需要时间的。
松弛过程:τ/0t ex x -∆=∆△x0——橡皮在外力作用下的长度增量 △x ——除去外力后t 时间橡皮长度的增量 t ——观察时间 τ——松弛时间,形变量恢复到原长度的1/e 时所需的时间.取决于材料固有性质和温度、外力大小,不是单一值。
低分子10-8~10-10s, 可以看着是无松弛的瞬时过程。
高分子, 10-1~10+4 s 或更大, 可明显观察到松弛过程。
学习-----好资料2球晶:浓溶液或熔体冷却树枝状晶:溶液中析出,低温或浓度大,分子量大时析出;3 纤维状晶:存在流动场,分子量伸展,并沿流动方向平行排列;4 串晶:溶液低温,边结晶边搅拌;5 柱晶:熔体在应力作用下冷却结晶;6 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:化学结构及几何结构的规整性;1内因:2外因:一定的温度、时间。
结晶速度的影响因素: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1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长;构象:子在空间的排列2压力、溶剂、杂质:压力、应力加速结晶,小分子溶剂诱导结晶;M大结晶速度慢;柔性:分子量:M小结晶速度块,3??与分子间作用力强弱有关。
作用力强,高H熔融热焓高分子链中单键内旋的能力;H :mm??与分子间链柔顺性有关。
分子链越刚,小熔融熵高分子链改变构象的能力;SS:mm有一定的关系:聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T高分子链中链段的运动能力;c从而熔限结晶所得晶体不完善,,分子链活动能力低,结晶温度高分子链自由状态下的卷曲程度。
Tc低(< Tm ) 链段:两个可旋转单键之间的一段链,称为链段宽,熔点低;从而熔限分子链活动力强,结晶所得晶体更加完善,Tc:影响柔性因素高(~ Tm ),结晶温度窄,熔点高。
;1支链长,柔性降低交联度增加,柔顺性减低。
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一般分子链越长,构象数越多,链的柔顺性越好。
2 取向: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:性好,结晶,从而分子链表现不出柔性。
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1 控制球晶大小的方法:外力解除,分子链取向;高分子各链段的协同运动。
1控制形成速度;外力作用下,2粘流态:2分子链解取向采用共聚方法,破坏链的均一性和规整性,生成较小的球晶;外加成核剂,可获得小甚至微小的球晶。
高分子物理考试复习总结高分子具有柔顺性的本质是什么?简要说明影响高分子链柔顺性的因素主要有哪些?答:高分子链具有柔顺性的原因在于它含有许多可以内旋转的? 键,根具热力学熵增原理,自然界中一切过程都自发地朝熵增增大的方向发展。
高分子链在无外力的作用下总是自发地取卷曲的形态,这就是高分子链柔性的实质。
影响因素主要有:主链的结构;2.取代基; 3.氢键; 4.交联。
6.以结构的观点讨论下列聚合物的结晶能力:聚乙烯、尼龙66、聚异丁烯答:高分子的结构不同造成结晶能力的不同,影响结晶能力的因素有:链的对称性越高结晶能力越强;链的规整性越好结晶能力越大;链的柔顺性越好结晶能力越好;交联、分子间力是影响高聚物的结晶能力;氢键有利于结晶结构的稳定。
聚乙烯对称性最好,最易结晶;尼龙66,对称性不如聚乙烯,但仍属对称结构,还由于分子间可以形成氢键,使结晶结构的稳定,可以结晶,聚异丁烯由于结构不对称,不易结晶。
2. 解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中,而线性的聚乙烯在室温下却不能?答.尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物,其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。
而尼龙是极性的聚合物,如果置于极性溶剂之中,和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融,继而溶解。
聚乙烯是非极性的聚合物,要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近,然后溶于适当的溶剂中才能溶解。
所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。
4.影响高分子链柔性的因素有那些?如何影响?答案要点:分子结构的影响:(1)主链结构主链全为单键或含孤立双键时,分子链柔顺性较大,而含有芳杂环结构时,由于无法内旋转,柔顺性差。
(2)取代基极性取代基使柔顺性变差,非极性取代基体积大,位阻大,柔顺性变差。
(3)支化、交联若支链很长,阻碍链的内旋转时,柔顺性变差。
对于交联结构,交联程度不大时,对柔顺性影响不大,当交联程度达到一定程度时,大大影响链的柔顺性。
(4)分子链的长短一般分子链越长,构象数目越多,柔顺性越好。
第一章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?一次(近程)结构:是构成高分子链的最基本微观结构,包括化学组成、构造、构型和共聚物的序列结构。
近程结构:直接影响Tm、ρ、溶解性、粘度、粘附性二次(远程)结构:大分子链的大小(分子量、均方旋转半径和均方末端距)和形态(高分子链的构象、柔性与刚性)远程结构:(小分子没有,大分子独有):赋予高分子链柔性,致使聚合物有高弹性。
2 构象、构型、柔顺性、链段、自由连接链、等效自由连接链等基本概念?构型(configuration)是指分子中由化学键所固定的原子、原子团在空间的排列。
构象(conformation)可定义为由于单键的内旋转而产生的大分子在空间的不同形状。
构象与构型区别:构型的改变一定要通过化学键的破坏和重组(近程结构).构象的改变不设计化学键的破坏,在外力作用下很容易改变,不管在外力作用下高分子链呈现什么固定的形态或形状都属于构象的范畴.(远程结构)所谓柔顺性,高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。
高分子链能形成的构象数越多,柔顺性越大。
高分子的柔顺性是高分子材料的性能不同于小分子物质的主要原因。
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”。
自由连接链(freely jointed chain):即键长l固定,键角q不固定,内旋转自由的理想化模型(即不考虑键角限制和内旋转位垒障碍)。
将一个原来含有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的链段组成的等效自由连接链。
3 何谓高斯链?高斯链与自由结合链的差别?高斯链的本质特征是什么?在什么条件下高分子链呈现为高斯链?即具有高斯链的形态。
1)将一个原来含有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的链段组成的等效自由连接链,其分布符合高斯分布函数,故称作这种高分子链称为“高斯链”。
(完整版)高分子物理名词解释1.物质的结构:在平衡态分子中原子间或平衡态分子间在空间的几何排列。
2.高分子的链结构:单个分子链中原子或基团的排列情况。
3.近程结构:单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构或立体化学结构。
4.远程结构:单个高分子的大小和在空间的形态。
5.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或重组)6.构象:由于单键的内旋转而引起的高分子链在空间的不同形态。
(要改变构象,不需经过破坏化学键,只要求键可以内旋转)7.链接异构:结构单元在高分子链中连接的序列结构。
顺序异构体:由于结构单元间键接方式不同而产生的异构体。
8.支化度:单位体积内支化点的数目或两个相邻支化点间的平均分子量。
(支化可溶解,不可熔融;短支链使物理性能降低,长支链使粘度增大)9.交联:高分子链通过化学键相互连接而成的三维空间网状分子。
(可溶胀,不可溶解,更不可熔融)10.交联度:单位体积内交联点的数目或两个相邻交联点间的平均分子量。
11.旋光异构:由于主链上存在不对称的C原子而产生的立体异构。
12.全同异构:结构单元中含不对称的C*的高聚物,C—C键成锯齿形状放在一个平面上。
当取代基全部处于主链平面一侧(一种旋光异构单元)键接而成。
间同异构:取代基相间的分布于主链平面的两侧(两种旋光异构单元交替连接)无规异构:取代基在平面两侧作不规则分布(两种旋光异构单元完全无规连接)13.等规度:全同或间同立构单元所占的质量百分数。
14.几何异构:主链上存在孤立双键而产生的立体异构。
15.内旋转:以σ键相连的两个原子可以相对旋转而不影响电子云分布。
16.柔顺性:高分子链的各种可卷曲的性能或者说高分子链能改变其构象的性质。
17.自由内旋转:碳链上不带有其他基团,C—C单键的内旋转是完全自由的,旋转过程中不发生能量变化。
18.受阻内旋转:碳原子上总带有其他原子或基团,相互接近时,会产生排斥力,即受阻旋转要消耗一定能量,克服内旋转所受到的阻力。
高分子物理和化学复习要点第一章绪论1、高分子:也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量(104~106) ,其结构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。
2、高分子的分类:根据高分子受热后的形态变化:热塑性高分子热塑性高分子在受热后会从固体状态逐步转变为流动状态。
这种转变理论上可重复无穷多次。
或者说,热塑性高分子是可以再生的。
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和涤纶树脂等均为热塑性高分子。
热固性高分子热固性高分子在受热后先转变为流动状态,进一步加热则转变为固体状态。
这种转变是不可逆的。
换言之,热固性高分子是不可再生的。
通过加入固化剂使流体状转变为固体状的高分子,也称为热固性高分子。
典型的热固性高分子如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、硫化橡胶等。
第二章逐步聚合1、逐步聚合反应的种类2、官能度:分子中能参加反应的官能团数3、缩聚反应的特点4、官能团等活性概念逐步聚合中的官能团的活性不随分子量的增加而降低。
实验表明,二元官能度单体在分子量很小(n=1-3)时,活性随分子量增加而降低,但达到一定分子量后活性趋于恒定。
因此官能团等活性概念成立。
5、逐步聚合实施方法(1)熔融缩聚聚合体系中只加单体和少量的催化剂,不加入任何溶剂,聚合过程在生成聚合物熔点以上温度进行,聚合物处于熔融状态。
特点:产物纯净,分离简单;通常以釜式聚合,生产设备简单;反应温度高,一般比生成的聚合物的熔点高10~20 ℃;一般不适合生产高熔点的聚合物;反应时间长,一般都在几个小时以上;为避免高温时缩聚产物的氧化降解,常需在惰性气体中进行。
用途:主要用于平衡缩聚反应,如聚酯、聚酰胺等的生产。
(3)界面缩聚界面缩聚是将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中,再将这两种溶液倒在一起,在两液相的界面上进行缩聚反应,聚合产物不溶于溶剂,在界面析出。
第三章自由基聚合逐步聚合反应:无活性中心,单体官能团间相互反应而逐步增长大部分缩聚属逐步机理,大多数烯类加聚属连锁机理3、烯类单体的聚合反应性能电子效应的影响:(1) X为供电子基团带供电子基团的烯类单体易进行阳离子聚合。
高分子化学与物理基础知识点
1. 高分子的定义和分类
高分子是由许多重复单元通过共价键连接而成的大分子。
根据来源,高分子可分为天然高分子和合成高分子;根据性能和用途,高分子可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
2. 高分子的结构
高分子的结构包括一级结构(近程结构)和二级结构(远程结构)。
一级结构指的是高分子链中原子的化学组成和排列方式,如头尾结构、顺反异构等;二级结构指的是高分子链的形态,如伸直链、螺旋链、折叠链等。
3. 高分子的合成
高分子的合成方法包括加聚反应、缩聚反应、开环聚合等。
其中,加聚反应是通过单体分子间的加成反应形成高分子的方法;缩聚反应是通过单体分子间的缩合反应形成高分子的方法。
4. 高分子的物理性能
高分子的物理性能包括力学性能、热性能、电性能、光学性能等。
其中,力学性能是高分子材料最重要的性能之一,包括拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等。
5. 高分子的溶液性质
高分子在溶液中的性质包括溶解过程、溶剂选择、分子量测定等。
高分子的溶解过程一般分为溶胀和溶解两个阶段;溶剂选择要考虑高分子的极性、分子量、溶液的黏度等因素。
以上是高分子化学与物理的一些基础知识点,希望对你有所帮助。