高分子物理-理想链的自由能
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近程结构:一个或几个结构单元的化学组成、空间结构及其与近程邻近基团间的键接关系。
结构单元:高分子链中单体的残基。
键接方式(构造异构):结构单元在链中的连接方式和顺序。
支化度:支化点密度,或两相邻支化点间链的平均分子量。
交联度:交联点密度,或两相邻交联点间链的平均分子量。
构型:分子中由化学键所固定的原子(团)在空间的排列。
旋光异构:含不对称碳的结构单元具有互为镜象的一对对映体,互称旋光异构(单元)。
几何异构(顺反异构):由内双键上基团在双键两侧排列方式不同而形成的异构体(单元)。
等规度:聚合物中由两种异构单元规整连接(全同和间同立构)的链所占的百分数。
远程结构:相距较远的原子(团)间在空间的形态及其相互作用。
内旋转:由σ单键绕对称轴的旋转。
构象:由于单键内旋转而形成的分子在空间的不同的形态。
构象(内旋转)异构体:由单键内旋转而形成的相对稳定的不同构象间的互称。
无轨线团:具有不规则蜷曲构象的高分子链。
均方末端距:线型高分子链两端点间距离平方的平均值。
均方旋转半径:从高分子链重心到各个链单元间距离平方的平均值。
高斯链:高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链(等效自由结合链)。
等效自由结合链:以若干个键所组成的链段间自由结合、且无规取向的高分子长链。
链段:高分子链段中由若干个键所组成的能够独立运动的最小的分子片段(单元)。
刚性因子(空间位阻参数):由实测高分子的无扰根均方末端距与自由旋转链的根均方末端距之比。
分子无扰尺寸:由实测高分子的无扰均方末端距与分子量之比的平方根。
无扰尺寸:在θ条件下测得的高分子链的尺寸应与高分子本体尺寸一致,称无扰尺寸。
柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质。
聚集态结构(超分子结构):高分子材料中分子链与链间的排列与堆砌结构。
内聚能:将1mol固体或液体分子相互远离到其分子间作用力范围之外所需的能量。
结晶度:体系中结晶部分所占的百分数。
结晶速率(半晶期):结晶过程进行到一半所需要时间的倒数,由成核速率和晶粒成长速率决定。
高分子物理名词解释1、近程结构:高分子重复单元的化学结构和立体结构合称为高分子的近程结构2、远程结构:由若干个重复单元组成的大分子的长度和形状称为高分子的远程结构3、链段与链节:高分子链中能自由取向并在一定范围独立运动的最小单元称为链段。
链节是指高分子链中不断重复的单元。
4、均方旋转半径:分子链质心与组成该分子链所有链段质心之间矢量距离的均方值。
5、大分子链的末端距:高分子链中由一端指向另一端的有向线段6、构型与构象:构象系指由C-C单键内旋转而形成的空间排布。
构型系指化学键连接的邻近原子或原子团之间的空间状态表征。
7、液晶态:某些物质的结晶受热熔融或被溶剂溶解之后,仍部分地保持晶态物质分子的有序排列,呈现各项异性的物理性质,形成一种兼有晶态和液态部分性质的过渡状态,称为液晶态。
8、取向函数:9、高斯链:统计单元为一个链段且链段与链段之间自由结合,无规取向的高分子链称为等效自由结合链,因为其链段分布函数服从高斯分布,故也称为高斯链。
10、等规立构:聚合物一种或两种构型的结构单元以单一顺序重复排列。
11、无规立构:手性中心的构型呈无规排列。
12、柔顺性和刚性:高分子长链能以不同程度卷曲的特性。
13、UCST 和LCST :最高共溶温度和最低共溶温度。
14、凝胶和冻胶:凝胶是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体,加热不溶不熔,既是高分子的浓溶液,又是高弹性的固体。
冻胶是由高分子间以分子间作用力形成的,加热时可以溶解。
15、高分子电解质:在侧链中有许多可电离的离子型基团的高分子称为高分子电解质。
16、溶解度参数δ:1.高分子化合物:由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在1万以上的化合物。
2.近程结构:构成大分子链的结构单元的化学组成和物理结构。
3.远程结构:由数目众多结构单元构成的分子链的长短及其空间形态和结构。
4.凝聚态结构:从物理学角度界定聚合物的微观结构类型。
5.化学结构:除非通过化学键断裂并同时生成新键才能产生改变的分子结构。
第三章;高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同?;高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动;第二维里系数A2的物理意义?;第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排;高分子的理想链和真实链有哪些区别?;①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由;②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真;高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的第三章高分子的溶解过程与小分子相比有什么不同?高分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊,两者运动分子运动速度差别很大,现是溶剂分子渗入高聚物内部,是高聚体膨胀,称为“溶胀”,然后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。
对于交联的高分子只停留在溶胀阶段,不会溶解。
第二维里系数A2的物理意义?第二维利系数的物理意义是高分子链段和链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子间能量上相互作用、两者相互竞争的一个量度。
它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。
良溶剂中,高分子链由于溶剂化作业而扩张,高分子线团伸展,A2是正值;温度下降或在非良溶剂,高分子线团收缩,A2是负值;当链段与链段、溶剂与高分子链段相互作业想等时,高分子溶液符合理想溶液的性质,A2为零,相当于高分子链处于无扰状态。
高分子的理想链和真实链有哪些区别?①理想链是一种理论模型,认为化学键不占体积,自由旋转,没有键角和位垒的限制,而真实链有键角限制和位垒的限制。
②理想链没有考虑远程相互作用和近程相互作用,而真实链要考虑链节与链节之间的体积排除和链与周围环境的相互作用以及链与链之间的相互作用等。
高分子的稀溶液、亚浓溶液、浓溶液有哪些本质的区别?三种溶液最本质的区别体现在溶液中和高分子无规线团之间的相互作用和无规线团的形态结构不同:① 稀溶液:高分子线团是相互分离的,溶液中高分子链段的分布也是不均一的;线团之间的相互作用可以忽略。
②浓溶液:大分子链之间发生相互穿插和缠结,溶液中链段的空间密度分布趋于均一。
一.名词解释1. 链段:高分子链上能独立运动(或自由取向)最小单元。
2. 溶胀:高聚物溶解前吸收溶剂而体积增大的现象。
3. 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。
4. 介电损耗:在交变电场的作用下,电介质由于极化而消耗的电能。
5. 构象: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构象。
6. 分子量分布宽度指数:描述聚合物分子量分布宽度的常用参数之一,是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。
有重均和数均之分。
其数值越大,表明其分子量分布越宽。
7. 时温等效原理:指升高温度和延长观察时间对于聚合物的分子运动是等效的,对于聚合物的粘弹行为也是等效的。
8. 高分子链:单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链,高分子中的重复结构单元的数目称为聚合度。
9. 构型:指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,或指分子中原子的键接方式。
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、几何、键接三种。
10. 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,称为链段。
作为一个独立运动的单元,是描述柔性的尺度。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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)。
15. 介电性:包括介电系数、介电损耗、介电击穿等,介电性的本质是物质在外场(电场、力、温度等)作用下的极化。
16. 海岛结构:两种高聚物相容性差,共混后形成非均相体系,分散相分散在连续相中,像小岛分散在海洋中一样,称为海岛结构。
高分子物理课后答案第一章:高分子链的结构一、根据化学组成不同,高分子可分为哪几类?(1、分子主链全部由碳原子以共价键相连接的碳链高分子2、分子主链除含碳外,还有氧、氮、硫等两种或两种以上的原子以共价键相连接的杂链高分子3、主链中含有硅、硼、磷、铝、钛、砷、锑等元素的高分子称为元素高分子4、分子主链不含碳,且没有有机取代基)二、什么是构型,不同构型分别影响分子的什么性能?(构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何构型;1、旋光异构影响旋光性2、几何异构影响弹性 3、键接异构对化学性能有很大影响)三、什么是构造,分子构造对高分子的性能有什么影响?(分子构造是指聚合物分子的各种形状,线性聚合物分子间没有化学键结构,可以在适当溶剂中溶解,加热时可以熔融,易于加工成型。
支化聚合物的化学性质与线形聚合物相似,但其物理机械性能、加工流动性能等受支化的影响显著。
树枝链聚合物的物理化学性能独特,其溶液黏度随分子量增加出现极大值。
)四、二元共聚物可分为哪几种类型?(嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物、统计共聚物)五、什么是构象?什么是链段?分子结构对旋转位垒有什么影响?(构象表示原子基团围绕单元链内旋转而产生的空间排布。
把若干个链组成的一段链作为一个独立运动的单元,称为链段。
位垒:1、取代基的基团越多,位垒越大2、如果分子中存在着双键或三键,则邻近双键或三键的单键的内旋转位垒有较大下降。
)六、什么是平衡态柔性?什么是动态柔性?影响高分子链柔性的因素有哪些?(平衡态柔性是指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。
动态柔性是指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与旁式构象之间转变位垒与外场作用能之间的联系。
影响因素:一、分子结构:1、主链结构2、取代基3、支化交联4、分子链的长链二、外界因素:温度、外力、溶剂)七、自由连接链?自由旋转链?等效自由连接链?等效自由旋转链?蠕虫状链?(自由连接链:即键长l 固定,键角⊙不固定,内旋转自由的理想化模型。
高分子物理名词解释《高分子物理》名词解释1.短程结构:聚合物重复单元的化学结构和三维结构统称为聚合物的短程结构。
2.长程结构:由几个重复单元组成的大分子的长度和形状称为聚合物的长程结构3、链段与链节:高分子链中能自由取向并在一定范围独立运动的最小单元称为链段。
链节是指高分子链中不断重复的单元。
4.均方旋转半径:分子链质心与构成分子链的所有链段质心之间矢量距离的均方值。
5.大分子链的末端距离:大分子链中从一端到另一端的定向线段6、构型与构象:构象系指由c-c单键内旋转而形成的空间排布。
构型系指化学键连接的邻近原子或原子团之间的空间状态表征。
7.液晶状态:某些物质的结晶被加热、熔化或被溶剂溶解后,仍部分保持晶体材料分子的有序排列,呈现各种各向异性的物理性质,并形成结晶和液晶性质的过渡状态,这就是所谓的液晶状态。
8、取向函数:9.高斯链:统计单位为链段,链段自由组合。
这种随机取向的聚合物链称为等效自由组合链。
由于其链段分布函数服从高斯分布,故又称为高斯链。
10.等规结构:聚合物的一个或两个构型的结构单元以单一顺序重复排列。
11.随机构型:手性中心的构型是随机排列的。
12、柔顺性和刚性:高分子长链能以不同程度卷曲的特性。
13、ucst和lcst:最高共溶温度和最低共溶温度。
凝胶和凝胶:凝胶是由聚合物链之间的化学键形成的膨胀体,不溶于水和不溶于水。
它既是聚合物的浓缩溶液,又是高弹性固体。
冻胶是由高分子间以分子间作用力形成的,加热时可以溶解。
15、高分子电解质:在侧链中有许多可电离的离子型基团的高分子称为高分子电解质。
16、溶解度参数δ:1.高分子化合物:相对分子量超过10000的化合物,主要由许多原子或原子团通过共价键结合而成。
2.近程结构:构成大分子链的结构单元的化学组成和物理结构。
3.远距结构:由大量结构单元组成的分子链的长度及其空间形式和结构。
4.凝聚态结构:从物理角度定义聚合物的微观结构类型。
1聚合物物理术语解释5.化学结构:除非通过化学键断裂并同时生成新键才能产生改变的分子结构。
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”。
一、概念与名词第一章高分子链的结构高聚物的结构指组成高分子的不同尺度的结构单元在空间相对排列,包括高分子的链结构和聚集态结构。
高分子链结构表明一个高分子链中原子或基团的几何排列情况。
聚集态结构指高分子整体的内部结构,包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。
近程结构指单个大分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构。
远程结构指单个高分子的大小和在空间所存在的各种形状称为远程结构化学结构除非通过化学键的断裂和生成新的化学键才能改变的分子结构为化学结构。
物理结构而一个分子或其基团对另一个分子的相互作用构型分子中各原子在空间的相对位置和排列叫做构型,这种化学结构不经过键的破坏或生成是不能改变的。
旋光异构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子,由于每一个结构单元含有一个C*,因此,它们在高分子链中有三中键接方式,即全同、间同、无规立构,此即为旋光异构。
全同立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子,由于每一个结构单元含有一个C*,因此,它们在高分子链中有三种键接方式,若高分子链中C*的异构体是相同的,此即为全同立构。
间同立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子,由于每一个结构单元含有一个C*,因此,它们在高分子链中有三种键接方式,若高分子链中C*的两种异构体是交替出现的,此即为间同立构。
无规立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子,由于每一个结构单元含有一个C*,因此,它们在高分子链中有三种键接方式,若高分子链中C*的两种异构体是无规则出现的,此即为无规立构。
有规立构全同和间同立构高分子统称为有规立构。
等规度全同立构高分子或全同立构高分子和间同立构高分子在高聚物中的百分含量。
几何异构当主链上存在双键时,而组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时,即可形成顺反异构,此即为几何异构。
顺反异构当主链上存在双键时,而组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时,即可形成顺反异构,此即为几何异构。