高分子结构与性能精华版
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高分子材料的结构与性能
例子：维尼纶（聚乙烯醇缩甲醛） A.只有头-尾键接才能缩醛化，头-头键接则不能（-OH很
多）; B.-OH使维尼纶缩水; C.-OH分布不规则，强度会下降
3.1.1.3 结构单元的空间排列方式
构型：分子中邻近原子在空间的相对位置和排 列，或者说分子中由化学键所固定的原子在空 间的几何排列。包括旋光异构和几何异构。
3.1.2.2 构象及形态
高分子材料的独特性能
粘弹性
结构实质：高分子链的柔顺性 无外力：卷曲成团
结果：橡胶的高弹性
有外力：伸展
热塑性塑料有较高的断裂伸长率
1.高分子链的内旋转构象
构象：由于单键（σ 键）的内旋转，而产生
的分子在空间的不同形态。它是不 稳定的，分子热运动即能使其构象 发生改变 构型：分子中由化学键所固定的原子在 空间的排列。它是稳定的，要改变 构型必需经化学键的断裂、重组。
化合物的极性决定于分子中所含的官能团及分子结 构。各类化合物的极性按下列次序增加：
—CH3，—CH2—，—CH=，—CH三，—O—R ，—S—R，—NO2，—N（R）2，—OCOR， —CHO，—COR,—NH2，—OH，—COOH， —SO3H
③分子量分布对聚合物性能的影响： 用途决定适当 的分子量和分布。
⊕分布宽，熔限大，性能变化范围大，易加工； ⊕塑料：分子量分布窄时对加工和性能都有利； ⊕橡胶材料：平均分子量一般都很大，足以保证制
品的强度，常常分布宽好，可改善流动性而有利 于加工； ⊕纤维、薄膜：要求分布窄些，对加工和性能有利
⊕聚苯乙烯：数均分子量相同时，d大的力学强度高 （d大时，在同一数均分子量，高分子量的级份要 多一些，强度主要决定于高分子量级份）；同样 ，重均分子量相同时，d小即分子量分布窄，强度 大（低分子量级份较小）。
高分子材料的结构与性能
高分子材料的结构与性能高分子材料是指由聚合物制成的材料，聚合物是由单体分子在化学反应中结合形成的长链分子。
高分子材料具有良好的物理、化学、力学和电子性能，广泛用于制造塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等材料。
在高科技领域中，高分子表现出了许多非凡的性能特征，比如强度高、稳定性强、抗氧化、耐腐蚀。
本文将探讨高分子材料的结构与性能。
一、高分子材料的结构1.1 分子结构高分子材料是由巨分子组成的，而巨分子则是由很多分子链状连接而成的。
它们具有极高的分子质量，分子量一般在10万到100亿之间。
分子结构的简单性质（如平面或立体）对其物理性质有很大影响。
例如，苯并芘（BP）是一种由苯（B）和芘（P）连接而成的分子，它们的分子结构决定了BP材料的密度、强度和稳定性。
由于BP的共轭结构和分子链的高度结晶性，它是一种非常优秀的聚合物材料。
然而，这种材料易于光氧化和生物降解，导致其应用范围受到限制。
1.2 分子排列高分子材料分子的排列方式也决定了其性能。
高分子材料有不同的排列方式，主要包括层状排列，链状排列，聚集态等。
层状排列的材料（例如石墨烯）具有优良的导电和导热性能，链状排列的材料（例如聚丙烯）具有良好的韧性和可塑性而且内部结构没有多余的杂质和空隙，因此有很好的电气性能和高温稳定性。
1.3 聚合度聚合度是指分子链中单体单位的数目，它对高分子物质的物理和化学性质有重要影响。
聚合度较小的分子链通常很容易断裂，但与此同时，它们也更容易流动。
聚合度较大的分子链则更难流动，更难断裂，但表现了较高的强度和稳定性。
若聚合度过高，会导致过浓的材料或粘稠的物质成为一种过筛子现象，因此在工业应用中需要合理控制聚合度。
二、高分子材料的性能2.1 强度和韧性高分子材料的强度和韧性是决定其性能的重要因素。
高分子材料的强度通常表示为杨氏模量和硬度，直接影响到其耐腐蚀性、热稳定性和维持形状的能力。
韧性则是一个材料在受到冲击负载时不易断裂的能力，母材料的应力值和形状极限是材料韧性的主要影响因素。
化学中的高分子结构与性能
化学中的高分子结构与性能高分子是由大分子结构单元组成的材料，具有重量轻、强度高、化学稳定性强等特点，在各种领域得到了广泛应用。
高分子材料的性能取决于其结构和组成，下面将着重介绍高分子结构与性能之间的关系。
1. 高分子的结构高分子结构是指由大分子结构单元构成的分子链或网络结构。
大分子结构单元可以是单体，也可以是多个单体合成而成的共聚物或共价交联聚合物。
高分子材料的结构可以从分子量、分子形态和分子排列等方面来描述。
1.1 分子量分子量是高分子结构的一个重要参数。
分子量越大，高分子材料的物理力学性能越好。
例如，聚合物的拉伸强度是与分子量的平方根成正比的。
高分子材料的流动性和热性能也与分子量有关。
一般来说，分子量大的高分子材料的流动性较差，热稳定性和耐用度较高。
1.2 分子形态高分子的形态可以分为线性、支化、交联和网状等。
线性聚合物是由线性链段组成的，具有较大的分子量和晶化度。
支化聚合物的分子链上存在支链，分子量较小，但具有较好的物理力学性能。
交联聚合物是由多个不同的线性链连接而成的，形成了一个固定的空间结构，具有良好的横向性能和高耐热性能。
网状聚合物是交联聚合物的一种，其分子链形成了一个3D网络，具有较高的耐用性和化学稳定性。
1.3 分子排列高分子材料中，聚合物链的排列顺序对材料的性能有一定影响。
在共聚物中，单体的交替共聚会使聚合物链的排列成为均匀的随机顺序。
而若是聚合物链排列成为有序体系，则性能也会有所改变。
例如，具有一定结晶度的聚丙烯材料具有优异的强度和硬度性能。
而聚丙烯被设计为无法结晶是为了提高材料的柔韧性和针对特定应用的物化性质。
2. 高分子的性能高分子材料具有许多优秀的性能，如重量轻、耐用、良好的热稳定性和化学稳定性，以及良好的物理力学性能。
这与高分子的结构密切相关。
2.1 重量轻由于高分子材料具有大分子量，因此具有比相同体积的金属或陶瓷材料更轻的重量。
由于其重量轻，高分子材料在制备各种产品时可以提供更高的兼容性和易操作性。
高分子聚合物结构特点与性能-全文可读
1.2.2聚合物的热力学性能
脆化温度 (θb） 高聚物呈脆性的
最高温度称脆化温度，
1． 非晶态高聚物的热力学性能
(1)典型理化性质温度
玻璃化温度 (θg ） 高聚物呈玻璃
态的最高温度为玻璃化温度； 是塑
件的最高使用温度。
粘流温度 (θf） 产生粘流态的最
低温度称为粘流温度 。是塑料的最 低成型温度。
1.3. 1 牛顿流动规律
⑵牛顿型溶体流动规律分析 流体层流模型研究： 流体流动看作许多层彼此相邻的薄液层 ，沿外力作用的
方向进行相对滑移。 剪切力F －为外部作用于整个流体的恒定剪切力； 液层面积；A －为向两端延伸的液层面积；
磨擦阻力F1 －为流体流动对所产生的 磨擦阻力 。在达到稳态流动后 ，F ＝-F1
⑴流体在管内的流动状态（ 层流与湍流） 。 层流的特征： 流体质点的流动方向与流道轴线平行 ，其流动速度也相同 ，所有流体质 点的流动轨迹均相互平行 。Re＜2300
湍流的特点： 质点的流动轨迹成紊乱状态，如图15b所示。R 。≥2300 流体的流动状态转变（由层流变为湍流）条件为
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
化学分解温度 (θd） 高聚物在高
温下开始发生化学分解的温度； 是 塑料的最高成型温度。
第一章 高分子聚合物的结构特点与性能
1.2.2聚合物的热力学性能 1． 非晶态高聚物的热力学性能
(2)三种力学状态
脆化温度 (θb） 玻璃化温度 (θg） 粘流温度 (θf）
①玻璃态： 当θb<θ<θg时 ， 高
1 . 3 .4影响假塑性液体流变性的主要因素 ⑴聚合物结构对粘度的影响 ①链结构 :主链结构主要是由单键组成的呈现的非牛顿性较强 支链程度越大粘度就越高 ，则熔体的流动性就越低。 ②聚合物的相对分子质量及其分布 相对分子质量较大时 ，宏观上表现为熔体的表观粘度加大。 分子质量分布越宽，聚合物的熔体粘度就越小 ，熔体流动性就越好 ⑵聚合物中添加剂的影响 增塑剂的加人会使熔体粘度降低从而提高熔体的流动性 ⑶温度及压力对聚合物熔体粘度的影响 温度升高 ， 降低粘度提高流动性（主要适用于：对切速率不是很敏感或其熔体
高分子结构与性能
聚 合 物 的 结 构 与 性 能
虽然高分子的链结构对高分子材料性能有显著影响，但由 于聚合物是有许多高分子链聚集而成，有时即使相同链结构的 同一种聚合物，在不同加工成型条件下，也会产生不同的聚集 态，所得制品的性能也会截然不同，因此聚合物的聚集态结构 对聚合物材料性能的影响比高分子链结构更直接、更重要。 研究掌握聚合物的聚集态结构与性能的关系，对选择合适的 加工成型条件、改进材料的性能，制备具有预期性能的聚合物 材料具有重要意义。
聚 合 物 的 结 构 与 性 能
结晶温度不同，结晶速度也不同，在某一温度时出现最大值， 出现最大结晶速度的结晶温度可由以下经验关系式估算： Tmax = 0.63 Tm + 0.37 Tg - 18.5
（2）同一聚合物在同一结晶温度下，结晶速度随结晶过程而变 化。 一般最初结晶速度较慢，中间有加速过程聚 合 物 的 结 构 与 性 能
（2）球晶 聚合物最常见的结晶形态，为圆球 状晶体，尺寸较大，一般是由结晶性聚 合物从浓溶液中析出或由熔体冷却时形 成的。球晶在正交偏光显微镜下可观察 到其特有的黑十字消光或带同心圆的黑 十字消光图象。
球晶的黑十字消光现象
聚 合 物 的 结 构 与 性 能
（3）伸直链晶片
由完全伸展的分子链平行规整排列而成的小片状晶体，晶 体中分子链平行于晶面方向，晶片厚度基本与伸展的分子链长 度相当。这种晶体主要形成于极高压力下。 （4）纤维状晶和串晶 纤维状晶是在流动场的作用下使高分子链的构象发生畸变， 成为沿流动方向平行排列的伸展状态，在适当的条件下结晶而 成。分子链取向与纤维轴平行。 聚合物串晶是一种类似于串珠式的多晶体。
聚 合 物 的 结 构 与 性 能
3.2 聚合物的非晶态结构
非晶态结构是一个比晶态更为普遍存在的聚集形态，不 仅有大量完全非晶态的聚合物，而且即使在晶态聚合物中 也存在非晶区。
第章高分子材料的结构与性能高分子材料的结构与性能
介电损耗 - 在交变电场作用下，电介质由于发热而消耗 的能量
产生原因： 电介质中微量杂质引起的漏导电流 电介质在电场中极化取向时，极化取向与外加电场有相
位差而产生的极化电流损耗（主要原因）
对非极性聚合物：极性杂质（主要原因） 小于 10-4
极性聚合物：5×10-3 – 10-1
(4) 介电强度
状态。
（2）热氧化 热和氧综合作用的结果 热加速氧化 氧化物的分解 主链断裂的自动氧化过程 (氢过氧化物) 活性中心（自由基）
解决方案： •抗氧剂：仲芳胺、阻碍酚类、苯醌、叔胺和硫醇等。 •热稳定剂：金属皂类、学物质的作用，聚合物链产生化学变化而 使性能变坏的现象。 聚酯、聚酰胺的水解 酸、碱洗液对实验服的腐蚀
高弹态
粘流态
温度
Tg
Tf
第二节 高分子材料的物理性能
基本物性
由材料的基本性能决定，结构不敏感参数，包括 密度、比热容、折光指数、介电常数等
结构敏感性能：
对材料的结构缺陷十分敏感，如 导电性、介电损耗、塑性、脆性等。
1、热性能
（1）热导率 热量扩散快慢的一种量度。
外加热能影响物质平面上原子及分子的振动振幅， 该热能以一定的速率向对面方向扩散。
聚合物材料：靠分子间力结合，导热性较差。 λ≅ 0.3 W.m-1.K-1，与实验值接近。
聚合物热导率变化的一般规律：
（1）主价键结合时传热快，次价键时慢 （2）结晶聚合物的热导率稍高一些 （3）非晶聚合物λ∝M，沿分子链传递比分子间容易 （4）加入低分子的增塑剂，λ↓ （5）热导率随温度波动，不超过 10％ （6）取向导致λ各向异性：沿取向方向增大，横向减小
介电常数大的聚合物带正电，小的带负电，序列如下：
产生原因： 电介质中微量杂质引起的漏导电流 电介质在电场中极化取向时，极化取向与外加电场有相
位差而产生的极化电流损耗（主要原因）
对非极性聚合物：极性杂质（主要原因） 小于 10-4
极性聚合物：5×10-3 – 10-1
(4) 介电强度
状态。
（2）热氧化 热和氧综合作用的结果 热加速氧化 氧化物的分解 主链断裂的自动氧化过程 (氢过氧化物) 活性中心（自由基）
解决方案： •抗氧剂：仲芳胺、阻碍酚类、苯醌、叔胺和硫醇等。 •热稳定剂：金属皂类、学物质的作用，聚合物链产生化学变化而 使性能变坏的现象。 聚酯、聚酰胺的水解 酸、碱洗液对实验服的腐蚀
高弹态
粘流态
温度
Tg
Tf
第二节 高分子材料的物理性能
基本物性
由材料的基本性能决定，结构不敏感参数，包括 密度、比热容、折光指数、介电常数等
结构敏感性能：
对材料的结构缺陷十分敏感，如 导电性、介电损耗、塑性、脆性等。
1、热性能
（1）热导率 热量扩散快慢的一种量度。
外加热能影响物质平面上原子及分子的振动振幅， 该热能以一定的速率向对面方向扩散。
聚合物材料：靠分子间力结合，导热性较差。 λ≅ 0.3 W.m-1.K-1，与实验值接近。
聚合物热导率变化的一般规律：
（1）主价键结合时传热快，次价键时慢 （2）结晶聚合物的热导率稍高一些 （3）非晶聚合物λ∝M，沿分子链传递比分子间容易 （4）加入低分子的增塑剂，λ↓ （5）热导率随温度波动，不超过 10％ （6）取向导致λ各向异性：沿取向方向增大，横向减小
介电常数大的聚合物带正电，小的带负电，序列如下：
高分子材料的结构与性能
纤维种类：合成纤维和天然 纤维
纤维材料：高分子材料的重 要应用领域之一
纤维工业的发展历程：从天 然纤维到合成纤维的演变
高分子材料在纤维工业中的应 用：提高纤维性能、降低生产
成本
高分子材料在涂 料工业中的应用 广泛，如合成树 脂、颜料、溶剂 等。
高分子材料可以 提高涂料的粘附 性、耐久性和抗 腐蚀性，从而提 高涂层的性能。
原理：利用聚合物之 间的相容性、相分离 等作用，使共混物形 成独特的微观结构， 从而改善材料的性能。
方法：包括机械共混 、溶液共混、乳液共 混等，可根据不同需 求选择合适的方法。
应用：广泛应用于塑 料、橡胶、涂料等领 域，可提高材料的力 学性能、耐热性能、 抗老化性能等。
定义：通过添加填充剂来改善高分子材料的性能 目的：降低成本、提高力学性能、增强耐磨性等 填充剂种类：无机物、有机物、纳米材料等 应用领域：塑料、橡胶、涂料等
定义：将两种或多种 聚合物通过物理或化 学方法混合，形成具 有优异性能的新型高 分子材料。
目的：改善单一聚 合物的性能，提高 材料的综合性能， 满足不同应用需求。
方法：共混、合金 化、互穿网络等。
应用：广泛应用于 汽车、电子、包装 、医疗等领域。
高分子材料的应用
简介：高分子材料在塑料工业中的应用广 泛，包括包装材料、建筑材料、医疗器械 等领域。
高分子材料的性能
高分子材料具有较高的弹性模量，能够承受较大的拉伸和压缩应力。 高分子材料通常具有较好的抗冲击性能，能够吸收能量并减轻冲击力对材料的破坏。 高分子材料的粘弹性使得材料在受力过程中会发生形变，同时能量会被吸收或释放。 高分子材料的疲劳性能较弱，容易发生疲劳断裂。
热稳定性：高分 子材料在高温下 的稳定性
高分子聚合物结构与性能
高分子聚合物结构与性能高分子聚合物是由许多重复单元通过化学键连接形成的巨大分子。
它们在人类社会中发挥着重要的作用，广泛应用于塑料、橡胶、纤维和膜等领域。
高分子聚合物的结构和性能紧密相关，对于理解和应用这些材料至关重要。
在本文中，我们将探讨高分子聚合物的结构特点以及它们如何影响材料的性能。
第一部分：高分子聚合物的结构高分子聚合物的结构通常由四个方面来描述：聚合度、分子量分布、链结构和侧链。
1. 聚合度聚合度是指聚合物中重复单元的数量。
聚合度高，即重复单元数量多的聚合物通常具有更大的分子量。
聚合度可以影响聚合物的物理性质，如溶解性、熔点和力学性能。
2. 分子量分布分子量分布描述了聚合物样品中分子量的分布情况。
分子量分布可以分为窄分子量分布和宽分子量分布。
窄分子量分布表示聚合物样品中分子量接近的程度，而宽分子量分布意味着分子量差异较大。
3. 链结构高分子聚合物可以存在不同的链结构，包括直线链、支化链和交联链等。
直线链是聚合物中重复单元直接相连的链结构，而支化链和交联链则有额外的支链或交联单元。
4. 侧链聚合物的侧链是指与主链相连的额外分支。
侧链的类型和长度可以对聚合物的性能产生重要影响。
例如，具有疏水性侧链的聚合物可能表现出更好的疏水性能。
第二部分：高分子聚合物的性能高分子聚合物的性能受其结构的影响。
下面将讨论结构对热性能、力学性能和光学性能的影响。
1. 热性能高分子聚合物通常具有较低的熔点和玻璃化转变温度。
聚合度高和交联度高的聚合物通常具有较高的熔融温度。
热性能对于聚合物在高温环境下的应用具有重要意义。
2. 力学性能高分子聚合物的力学性能是其在受力作用下的表现。
聚合度和交联度对力学性能有重要影响。
聚合度高的聚合物往往具有更高的拉伸强度和耐磨性。
3. 光学性能高分子聚合物的光学性能与其透明度和折射率相关。
聚合物中杂质的存在可能会导致光学性能下降。
聚合物的结构变化可以改变其在光的传输和反射方面的性能。
结论高分子聚合物的结构和性能紧密相连。
高分子材料的结构与性能
交联：不溶不熔，强度高，耐热。
例子：PE（聚乙烯）
品种 性能
高密度聚乙烯 低压，齐格勒-纳 塔型催化剂配位 聚合 线型分子 0.95-0.97 95% 135 20-70 120
低密度聚乙烯
交联聚乙烯
生产方法
分子链形态 密度ρ(g· -3) cm 结晶度Xc(X射线 衍射法) 熔点（℃） 抗拉强度σb(MPa) 最高使用温度(℃) 用途
链，星形、梳形、枝形大分子可视为支链型大分子的
特殊类型。
产生原因：单体种类、聚合反应机理、反应条件。
⊕交联：大分子链之间通过化学键相互交联连接起来
★几何形状与共聚物性能
支化高分子与线型高分子的化学性质相同，但支 化对材料的物理、力学性能影响很大。 线形：可紧密排列，密度大，结晶度高； 支化：排列松，密度小，结晶度低；
近程结构 属于化学结构，又称一次结构，包括构造与构型：
★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 ★构型是指某一原子的取代基在空间的排列。
远程结构 包括分子的大小与形态，链的柔顺性及分子在各种 环境中所采取的构象。远程结构又称二次结构。
高分子的一级结构示意图
3-1 高聚物结构
3-1-1 高聚物的结构层次
★高分子结构的内容可分为： ● 链结构 即一级结构，是指单个分子的结构和形态，分为近 程结构和远程结构。
●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。 前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌 的，又称二级结构。织态结构和高分子在生物体中的 结构则属于更高级的结构。
①②属有规立构，可通过等规聚合（定向聚合）的方法制备。
第二章 高分子的结构与性能
2.1.2.1 旋光异构 (空间立构)
饱和碳氢化合物分子中的碳，以4个共价键与4个 原子或基团相连，形成一个正四面体，当4个基 团都不相同时，该碳原子称作不 对称碳原子，以 C*表示，这种有机物能构成互为镜影的两种异构 体，表现出不同的旋光性，称为旋光异构体。
d型
l型
26
2.1.2.1旋光异构
Morphology 高分子的形态 (远程结构)
Size 分子大小（分子量及分布） Shape 分子形态 （构象）
6
2.1 高分子链的近程结构
• 结构单元的化学组成 • 高分子链的构型 • 分子构造 • 共聚物的连接序列
7
2.1.1 结构单元的化学组成
以聚氯乙烯为例( Polyvinyl Chloride – PVC)
PE, PP, PS, PVC
杂链高分子 Hetero-chain polymer
PET, PA66
元素高分子 Elementary chain polymer
元素有机高分子: 侧基为有机基团 无机高分子: 侧基不为有机基团
端基 End Group
16
碳链高分子 分子链全部由碳原子以共价键相连接而组成，
35
2.1.2.3 键接异构
键接异构指结构单元在高分子链中的连接方式。
head-to-tail structure 头-尾键接
head-to-head or tail-to-tail structure
36
头-头键接或尾-尾键接
键接异构
R (a ) 单烯类单体形成聚合物的键接方式
对于不对称的单烯类单体，例如
如: 有机硅橡胶 。 聚二甲基硅氧烷
CH 3 Si O CH 3
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第一章链结构1聚合物：是不同聚合度分子的聚集体,是指宏观的物体。
而高聚物指分子量很高的聚合物，属聚合物的一部分。
高分子、大分子：单个的孤立分子，由许多小分子单体聚合而成。
2.物理缠结：无数根高分子链共享一个扩张体积, 链与链间互相围绕穿透,运动受到缠结点的限制。
产生物理缠结的条件：1. 刚性分子链不发生物理缠结；2. M(分子量)大于M c (临界分子量) ，M小于M c不发生物理缠结。
化学交联：高分子链之间通过化学键或链段连接成一个空间网状的结构，可限制高分子链的在轮廓方向的运动。
3高分子链以不同程度蜷曲的特性称为柔性。
两个可旋转单键之间的一段链，称为链段。
链段是分子链上最小的独立运动单元。
链段长度b愈短，柔性愈好。
4分子构造：一维、合成高分子多为线形，如HDPE、PS、PVC、POM；二维、环形高分子；三维、三维交联高分子、ß-环糊精、纳米管。
5支化高分子：无规（树状）、疏形和星形。
无规、不同长度的支链沿着主链无规分布。
如LDPE。
疏形、一些线性链沿着主链以较短的间隔排列而成。
如苯乙烯采用阴离子聚合。
星形、从一个核伸出三个或多个臂（支链）的高分子。
如星形支链聚苯乙烯。
6链结构鉴别：红外光谱与拉曼光谱区别：红外活性与振动中偶极矩变化有关，而拉曼活性与振动中诱导偶极矩变化有关。
红外光谱为吸收光谱，拉曼光谱为散射光谱。
红外光谱鉴别分子中存在的基团、分子结构的形状、双键的位置以及顺、反异构等结构特征。
拉曼光谱在表征高分子链的碳-碳骨架结构上较为有效，也可测定晶态聚合物的结晶度和取向度。
核磁共振谱研究共聚物中共聚体的化学结构较有效，核磁共振发法是研究高聚物链内单个原子周围环境最有效的结构研究方法，共振吸收强度比例于参加共振吸收核的数目。
7超支化聚合物的性质1低粘度较低的粘度意味着其分子间链缠结较少。
2较好的溶解性3热稳定性和化学反应性。
第二章高聚物的凝聚态结构1高聚物非晶态指非晶高聚物的玻璃态，高弹态以及所有高聚物的熔融态。
从分子结构角度看，包括：1分子链化学结构的规格性很差，以致根本不能形成结晶；2链结构具有一定的规整性，可以形成结晶。
但在通常条件下结晶速率太低，以致得不到可观的结晶PC、PET；3链结构虽然具有规整性，但因分子链扭折不易结晶，常温下呈现高弹态结构，低温时才能形成可观的结晶。
2非晶态结构模型：单相无规律团模型，每个链分子形成无规线团，其直径正比于分子中链段数的平方根。
不同分子链有较多的相互贯穿，每个线团内的其余空而均为相邻分子链所占有，在同一分子链以及不同分子链的链段之间存在着不同程度的缠结。
局部有序模型：大分子区域模型，该模型认为：非晶态高聚物中存在一个―区域‖，其分子链有相当大的一部分链段集中于此―区域‖内，―区域‖内的链段密度是均匀分布的，不服从高斯分布。
―区域‖主要是由同一种分子链的链段所组成，很少有不同分子链之间的相互贯穿和缠结。
―区域‖中的有些链段可以横向有序排列，形成某种相对有序区。
折叠链缨束粒子模型（两相模型）包括粒子相（有序区、粒界区）和粒间相。
3高聚物晶体结构特点：1、晶体中的每根分子链按照能量最小的原则采取一种特定的构象，由于分子间作用力使之密堆排列，分子链轴恒与一根晶胞主轴相平行。
2、分子链内原子的共价键连接使得结晶时分子链段不能自由运动妨碍其规整堆砌排列，因此在高聚物晶体中常常有许多畸变的晶格。
3、在高聚物晶体的晶胞中与分子链轴相垂直的方向有独立的分子链，而沿分子链轴方向上只包含分子链的链节，即晶胞中的结构单元是分子链中的化学重复单元。
4球晶是一个三维球形对称生长，含有结晶及非晶部分的多晶聚集体。
球晶生长过程：当成核后球晶在生长过程中，亚结构单元沿球晶的半径方向向外生长，同时不断产生小角度的分叉以填补不断增加的空间，一直长到球晶的边缘为止;另一方面不断将小分子添加物，不结晶成分（如无规立构）以及来不及结晶的分子链或链段排斥到片晶、片晶束或球晶之间。
5黑十字消光成因：一束自然光通过起偏镜后变成偏正光，使其振动都在同一方向上。
一束偏振光通过球晶时，发生双折射，分成两束电矢量相互垂直的偏振光，这两束光的电矢量分别平行和垂直于球晶半径方向。
由于两个方向的折射率不同，两束光通过样品的速度是不等的，必然产生一定的相位差而发生干涉现象。
结果，通过球晶一部分区域的光线可以通过与起偏镜处于正交位置的检偏镜，另一部分的光线不能通过检偏镜，最后形成亮暗区域。
6球晶消光环的成因：片晶的协同扭曲造成的。
随着晶片的扭曲，微晶的位置将发生周期性的变化，透过偏光镜的情况随之发生周期性变化。
7球晶的形态与分子量关系：分子量越高，晶核生长速度越快；分子量越低，晶核生长速度越快慢。
分子量越高，晶体生长速度越慢；分子量越低，晶体生长速度越快。
分子量越高，球晶中片层相互缠结越显著；分子量越低，则相反。
低温利于成核，高温利于生长。
8附生结晶：一种结晶物质在另一种晶体基底上的取向结晶，是一种表面诱导结晶现象。
（1）聚合物在聚合物基底上的附生结晶，①聚合物均相附生结晶（串晶）②聚合物异相附生结晶（穿晶）(2) 聚合物附生结晶对材料力学性能的影响：协调效应明显,力学性能提高聚合物附生晶体间存在强的相互作用;异相附生结晶中的附生晶体和基底的分子链轴方向成一定角度交叉取向结构对力学性能产生协调效应。
9晶态结构研究手段：POM宏观形态，线生长速度；TEM片晶形态；AFM微观形态；SAXS片晶厚度，片晶取向；W AXD结晶度，晶型，晶胞参数，链取向；DSC结晶度，总体结晶动力学。
10在受限条件下结晶，膜越薄，取向程度越大，球晶被拉长的程度越明显，最后成纤维结构。
11高分子合金：由两种或两种以上不同聚合物，不论组分间是否以化学键相互连接而形成的聚合物。
12裂纹引发的增韧机理与剪切带机理的鉴别 ：裂纹增韧：应力作用下试样伸长过程中无横向收缩，因此相对体积变化，△V/V 对相对伸长△L/L 作图，斜率为1。
剪切带增韧：应力作用下试样伸长过程中无体积变化， △V/V 对△L/L 作图，斜率为0。
13HIPS 在这种高分子合金中，橡胶相成颗粒状分散在连续的聚苯乙烯塑料相中，形成海-岛结构，而在橡胶粒子的内部，还保藏着相当多的聚苯乙烯。
两相界面上形成一种接枝共聚物。
IPN 是用化学方法将两种或两种以上的聚合物互穿成交织网络。
区别：HIPS 分散相尺寸、分布不同，而IPN 良好。
第三章 聚合物共混体系的界面与增容1增容剂分类：非反应性增容剂本身不含反应基团,是在共混过程中不参与化学反应的接枝或嵌段共聚物，它通过对聚合物组分的乳化作用提高相容性。
如嵌段、接枝共聚物；反应性增容剂：通过组分间某些官能团的相互反应，―就地‖生成嵌段或接枝共聚物，从而实现增容作用。
2聚合物共混体系增容作用的物理本质（1）降低界面张力，促进分散度提高；（2）提高相形态的稳定性；（3）改善组分间的界面粘接，提高共混物的力学性能。
3增容剂结构参数对其界面行为的影响：A 、B 共混，增容剂为E-b-B 嵌段共聚物时，均聚物聚合度Zh 大于嵌段共聚物中相容链段的聚合度Zb （Zh ＞Zb ）,则均聚物不能渗透到处于界面的嵌段共聚物中相应链段相区内，使嵌段共聚物处于―干刷‖状态；Zh ＜Zb ，均聚物能渗透到处于界面的嵌段共聚物中相应链段相区内，使嵌段共聚物处于―湿刷‖状态，这时，嵌段共聚物在界面区域的聚集浓度低于―干刷‖状态下的相应嵌段共聚物浓度。
高分子量的共聚物增容剂有利于增容、降低共混物的Tg 。
4增容剂分子构造的影响：两嵌段共聚物加入所引起的Δr 最大，即增容效果最好；梳状共聚物的齿数n 越多，Δr 越小，增容效果越差。
5嵌段共聚物总分子量一定，两段组分配比数不同时对增容的影响：对于A/A-b-B/B 体系，具有最佳增容效果的嵌段共聚物中A 段的体积分数f 1随共混物中均聚物A 在共混物的质量分数而改变。
均聚物A 为连续相，B 为分散相时，A 段组分f 1＞0.5的嵌段共聚物增容效果比f 1＜0.5的好。
6增容剂浓度对其界面行为的影响：加入少量的共聚物导致界面张力迅速降低，当增容剂浓度超过表观临界浓度（CMC ）时界面张力几乎不再变化。
界面张力（r ）随增容剂浓度（c ）（以分散相为基准）变化的规律符合下列关系：-dr/dc = K(rγ – r) 当C= 0, r = r 0，将式（1）积分，并代入边界条件得 r = (r 0 - rs)e -KC + rs ，当增容剂浓度c —∞时，变成s s Kc s r r e r r =+--})lim{(0（∞→c ）可知，加入增容剂导致共混物界面张力降低，其达到的最小值为rs ，而不是零。
7当增容剂中某一段与相容均聚物的相互作用增加，增容剂在界面区域的定位能力增强；在共混体系相互作用参数保持一定时，嵌段共聚物的分子链越长，其在共混物界面区域体积分数越大。
8增容剂种类：嵌段，接枝，均聚物型，无规共聚物型，可反应性增容剂。
第三章 高分子材料反应加工1高分子材料反应加工是将高分子材料的合成和加工成型融为一体，赋予传统的加工设备(如螺杆挤出机等)以合成反应器的功能。
高分子反应加工分为:反应挤出和反应注射成型。
2优点：反应加工具有反应周期短(只需几分到十几分钟)、生产连续、无需进行复杂的分离提纯和溶剂回收等后处理过程、节约能源和资源、环境污染小等诸多优点。
3以单体为原料的反应挤出，物料开始的单体(液体)引发，熔体的形成，最后到口模材料的输出，粘均分子量从开始的很低值快速增长达到最大值，而后降解到某一临界值，物料经历了一个复杂的变化过程。
粘均分子量的快速增长，主要是两个原因:(a)阴离子引发聚合，到达聚合温度时，链增长较快。
(b)聚合反应热促进链增长。
分子量下降的原因:主要是降解 聚合物的降解是一个复杂的过程，通常热降解，机械降解，化学降解交织在一起，其中热降解和机械降解在反应挤出过程中尤为突出。
4重大科学问题（1）反应加工过程中化学反应的类型、机理及反应动力学；（2）物料在反应加工过程中的传热与传质问题；（3）反应加工过程中物料的化学流变学问题.第五章 高聚物的转变与松弛1定义：高聚物本体从某种模式的分子运动状态改变到另外一种模式的分子运动状态，其间在热力学性质、粘弹性能和其他物理性质方面都发生急剧改变，而这种变化还依赖作用时间的快慢。
按热力学的观点称为转变，按动力学的观点可称为松弛。
2非晶高聚物的转变与松弛特点1）不同温位的转变与松弛是不同模式分子运动的表现。
2）在玻璃化转变过程中，体积热力学性质（如膨胀系数、压缩系数等）和粘弹性质等的改变都很剧烈。
内耗峰的峰高对自由体积非常敏感，这种体积依赖于热历史。
随淬火而增大，随退火而减少。
3）内耗峰温位随测试频率的增大而向高温方向移动。