高分子物理复习总结

高分子物理复习重点第一章高分子的链结构高分子物理的研究内容（结构—性能）高分子链的结构层次构型、构造、构象、链段定义、柔顺性及影响因素、链柔性的定量表示方法第二章高分子凝聚态结构单晶、球晶形成条件，在偏光显微镜及电镜照片中的特征；球晶对力学性能的影响及控制方法、结晶度对聚合物性能的影响；按液晶态的形成条件对液晶分类；液晶基元的结构；液晶晶型分类及特点、液晶构造、液晶织构形成的原因、种类及意义；聚合物的取向结构的定义、结构特征和性能，高分子合金及体系分类、高分子合金的相容性的判别第三章高分子溶液聚合物溶解需要考虑哪些因素（定性、定量）？或溶剂对聚合物溶解能力的判定；利用X1、A2、Δμ1E及θ温度判定高分子在溶剂中所处的状态（良溶剂、劣溶剂、析出）；聚合物溶剂的选择方法；Θ溶液（溶剂、温度条件）第四章聚合物的分子量与分子量分布粘度的五种表表示方法（含单位）；采用毛细管粘度计测定分子量的原理方法，采用凝胶渗透色谱法测定分子量分布的原理（体积排除理论）第五章高分子分子运动和转变掌握非晶态聚合物、交联聚合物、晶态聚合物的热机械曲线特征，并能绘制并标出黏弹行为的五个区域（指温度-形变曲线（即热机械曲线）的划分(含T g、T f标注)，及分子量大小对曲线影响。

了解塑料、橡胶、纤维的使用上限、下限温度；掌握Tg转变温度的测定方法（膨胀计法、量热法与温度形变法）；软化温度的定义及表示方法；玻璃化转变理论—等自由体积理论；影响玻璃化转变温度的因素；影响结晶能力的因素；影响熔点的因素；了解高分子熔点与小分子熔点的区别及测定熔点的方法；第六章橡胶弹性橡胶高弹性的本质、具有橡胶弹性的条件、应力、应变、模量、柔量、泊松比之间的关系，常见材料的泊松比（如橡胶）、热塑性弹性体定义。

第七章聚合物的粘弹性虎克定律、牛顿流动定律、高聚物粘弹性定义、粘弹性分类、应力松弛、蠕变（定义及形变包含几种类型）、滞后、力学损耗；交联聚合物与线型聚合物的应力松弛曲线和蠕变曲线；掌握Maxwell 运动方程和Kelvin运动方程的推导，掌握可模拟哪类聚合物，不模拟哪类聚合物，掌握粘弹性的时温等效原理及意义。

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。

（5）分子间作用力作用力大则柔性差。

高分子物理复习资料1、高聚物无气态的原因。

高聚物由于分子链很长，因而分子间的总吸引力能很大，要是它们汽化，需要供给的能量太大，即需要很高的温度，它远远超过大分子链断裂的温度，所以高聚物不存在气态。

2、温度形变曲线对材料的成型的意义。

当常温介于Tb与Tg之间时，主要用作塑料；当常温介于Tg与Tf之间时，主要用做橡胶；当常温介于Tf与Td之间时，主要用作胶黏剂和油漆。

3、硬质的PVC电缆料套管在架空的情况下，会愈来愈弯曲，为什么？用什么方法来减少这一现象？因为在架空的情况下，PVC电缆料套管出现了蠕变现象。

方法：交联、取向、增强、引入芳杂环。

4、应力松弛。

未经硫化的橡胶赢了可松弛到零，而经硫化的橡胶不能松弛到零的原因。

应力松弛是指在恒定形变下，物体的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。

因为交联后的高聚物有交联键的存在，所以不能松弛到零。

5、法兰上的橡胶密封圈，时间用长了会失效的原因。

法兰上的橡胶在长期使用过程中，出现了老化现象。

6、高聚物的溶解过程。

线性高聚物：先溶胀，后溶解。

极性晶态高聚物：不需要加热即溶解于极性溶剂中。

非极性晶态高聚物：先熔融，再溶胀，后溶解。

7、不稳定流动与其影响因素。

克服方法。

高聚物熔体在挤出时，如果应力超过一定极限，熔体往往会出现不稳定流动，挤出物外表不再是光滑的。

影响因素：对于高分子熔体，黏度高，黏滞阻力大在较高的切变速率下，弹性形变的储能达到或超过克服黏滞阻力的流动能量时，导致不稳定流动的发生。

克服方法：减小模口，增加模口长度。

8、取向与解取向。

结晶高聚物与非结晶高聚物的取向的异同。

取向是在外力作用下，分子链沿外力方向择优排列。

解取向是高分子链有有序状态回归到无规蜷曲状态、。

结晶高聚物的取向过程：链段的取向、晶粒的变形、片晶的滑脱。

线形非晶态高聚物的取向过程：链段的取向、大分子链的取向。

9、温度对结晶的影响。

用结晶高聚物生产一般制品、拉伸制品和薄膜制品在工艺上控制结晶的方法。

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。

高分子物理知识点1.高分子结构：高分子是由重复单元组成的长链分子。

高分子的结构包括主链结构、支链结构、交联结构等。

主链的物理结构对高分子材料的性能有重要影响。

2.高分子分子量：高分子的分子量对其性能有重要影响。

分子量越大，高分子材料的力学性能和热稳定性往往越好。

常用的衡量高分子分子量的指标有相对分子质量、平均相对分子质量和聚合度等。

3.高分子链的构象：高分子链的构象指高分子链在空间中的排列方式。

构象对高分子材料的物理性质和加工性能等有重要影响。

高分子链的构象可以是线形的、螺旋形的、交替形的等。

4.高分子的玻璃转变温度：玻璃转变温度是高分子从玻璃态转变为橡胶态的临界温度。

高分子的物理性质在玻璃转变温度附近发生剧烈变化。

玻璃转变温度对高分子材料的应用范围和使用条件有重要影响。

5.高分子的熔融温度：熔融温度是高分子从固态转变为液态的临界温度。

高分子的熔融温度对其加工工艺和热稳定性有重要影响。

6.高分子的热膨胀系数：热膨胀系数是衡量高分子材料在温度变化下体积变化的指标。

高分子的热膨胀系数对其尺寸稳定性和热应力分析有重要影响。

7.高分子的力学性能：高分子材料具有较低的弹性模量和较高的塑性变形能力。

其力学性能包括拉伸强度、弹性模量、断裂韧性等。

8.高分子的热性能：高分子材料的热稳定性、热导率和热膨胀系数等热性能对高分子材料的加工和应用有重要影响。

9.高分子的光学性能：高分子材料的透明度、折射率、发光性质等光学性能对于光学器件和光学材料的应用具有重要意义。

10.高分子的电学性能：高分子材料具有较低的电导率和较高的介电常数。

高分子的电学性能对于电介质材料和电子器件的应用有重要影响。

以上仅是高分子物理学的一些知识点，该领域的研究内容非常广泛和复杂。

高分子材料是现代工程和科学领域中的重要材料，了解高分子物理学的知识，对于高分子材料的设计、合成、应用和性能改善都具有重要意义。

名词解释：1. 时间依赖性：在一定的温度和外力作用下，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2. 松弛时间τ :橡皮由ΔX(t)恢复到ΔX(0)的 1/e 时所需的时间3. 松弛时间谱：松弛过程与高聚物的相对分子质量有关，而高聚物存在一定的分子量分布，因此其松弛时间不是一个定值，而呈现一定的分布。

4. 时温等效原理：升高温度或者延长观察时间(外力作用时间)对于聚合物的分子运动是等效的，对于观察同一个松弛过程也是等效的。

5. 模量：材料受力时，应力与应变的比值6. 玻璃化温度：为模量下降最大处的温度。

7. 自由体积：任何分子的转变都需要有一个自由活动的空间 ,高分子链活动的空间8. 自由体积分数(f)：自由体积与总体积之比。

9. 自由体积理论：当自由体积分数为 2.5%时，它不能够再容纳链段的运动，链段运动的冻结导致玻璃化转变发生。

10. 物理老化：聚合物的某些性质随时间而变化的现象11. 化学老化：聚合物由于光、热等作用下发生的老化12. 外增塑：添加某些低分子组分使聚合物 T g 下降的现象13. 次级转变或多重转变： Tg 以下，链段运动被冻结，存在需要能量小的小尺寸运动单元的运动14. 结晶速率：物品结晶过程进行到一半所需要时间的倒数15. 结晶成核剂：能促进结晶的杂质在结晶过程中起到晶核的作用16. 熔融：物质从结晶态转变为液态的过程17. 熔限：结晶聚合物的熔融过程，呈现一个较宽的熔融温度范围18. 熔融熵S m ：熔融前后分子混乱程度的变化19. 橡胶: 施加外力时发生大的形变，外力除去后可以恢复的弹性材料20. 应变: 材料受到外力作用而所处的条件使其不能产生惯性移动时 ,它的几何形状和尺寸将发生变化21. 附加应力：可以抵抗外力的力22. 泊松比：拉伸实验中材料横向应变与纵向应变比值的负数23. 热塑性弹性体：兼有橡胶和塑料两者的特性，在常温下显示高弹，高温下又能塑化成型24. 力学松弛：聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性25. 蠕变：在一定的温度下和较小恒应力的持续作用下，材料应变随时间的增加而增大的现象26. 应力松驰：在恒定温度和形变保持不变条件下，聚合物内部应力随时间的增加而逐渐衰减的现象27. 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28. 力学损耗或者内耗：单位体积橡胶经过一个拉伸 ~ 回缩循环后所消耗的功29. 储存模量 E’：同相位的应力与应变的比值30. 损耗模量 E”：相差 90 度相位的应力振幅与应变振幅的比值31. Boltzmann 叠加原理：聚合物的力学松弛行为是其整个历史上各松弛过程的线性加和32. 应变软化：随应变增大，应力不再增加反而有所下降33. 银纹屈服：聚合物受到张应力作用后，由于应力集中产生分子链局部取向和塑性变形，在材料表面或内部垂直于应力方向上形成的长 100 、宽 10 、厚为 1 微米左右的微细凹槽或裂纹的现象34. 裂纹：由于分子链断裂而在材料内部形成的空隙，不具有强度，也不能恢复。

高物第一章习题1．测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法：（B）。

A．气相渗透法B．光散射法C．渗透压法D．端基滴定法2.对于三大合成材料来说，要恰当选择分子量，在满足加工要求的前提下，尽量（ B ）分子量。

A.降低B.提高C.保持D.调节3.凝胶色谱法（GPC）分离不同分子量的样品时，最先流出的是分子量（大）的部分，是依据（体积排除）机理进行分离的。

4．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5. 下列相同分子量的聚合物，在相同条件下用稀溶液粘度法测得的特性粘数最大的为( D )(A)高支化度聚合物(B)中支化度聚合物(C)低支化度聚合物(D)线性聚合物6. 内聚能密度：定义克服分子间作用力，1mol的凝聚体汽化时所需的能量为内聚能密度，表征分子间作用力的强弱。

7. 同样都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是纤维，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：（1）塑料橡胶的分类主要是取决于使用温度和弹性大小。

塑料的使用温度要控制在玻璃化温度以下且比Tg室温低很多。

而橡胶的使用温度控制在玻璃化温度以上且Tg比室温高很多，否则的话，塑料就软化了，或者橡胶硬化变脆了，都无法正常使用。

玻璃化温度你可以理解为高分子材料由软变硬的一个临界温度。

塑料拉伸率很小，而有的橡胶可以拉伸10倍以上。

纤维是指长径比大于100以上的高分子材料，纤维常用PA（聚酰胺）等材料，这类材料有分子间和分子内氢键，结晶度大，所以模量和拉伸强度都很高，不容易拉断。

（2）结晶的高聚物常不透明，非结晶高聚物通常透明。

不同的塑料其结晶性是不同的。

加工条件不同对大分空间构型有影响，对结晶有影响，这些都能导致透明性不同。

大多数聚合物是晶区和非晶区并存的，因而是半透明的。

8. 在用凝胶渗透色谱方法测定聚合物分子量时，假如没有该聚合物的标样，但是有其它聚合物的标样，如何对所测聚合物的分子量进行普适标定？需要知道哪些参数？参考答案：可以用其它聚合物标样来标定所测聚合物的分子量。

第三章 高聚物的分子运动3.1 高聚物的分子热运动1. 高分子热运动的特点1. 运动单元的多重性。

除了整个分子的运动(即布朗运动)外还有链段、链节、侧基、支链等的运动(称微布朗运动).2. 运动时间的依赖性。

高分子热运动是一个松驰过程。

在外场作用下物体从一种平衡状态通过分子运动过渡到另一种平衡状态是需要时间的，这个时间称为松弛时间，记作τ./0t x x e τ-= 当t=τ时， 10x x e -=式中0x 是外力未除去时塑料丝增加的长度，x (t)是外力除去后，在t 时间内测出塑料丝增加的长度，τ为常数。

因而松驰时间定义为: x 变到等于0x 的1e -时所需要的时间.它反映某运动单元松弛过程的快慢.由于高分子运动单元有大有小， τ不是单一值而是一个分布，称为”松弛时间谱”.3. 分子运动的温度依赖性. 温度对高分子的热运动有两方面的作用：①使运动单元活化。

②温度升高使高聚物发生体积膨胀。

升高温度加快分子运动，缩短松驰时间，即有/0E RT e ττ= 式中E 为活化能， 0τ为常数.如果高聚物体系的温度较低，运动单元的松驰时间τ就较长，因而在较短时间内将观察不到松驰现象；但是如果温度升高，缩短了运动单元的松驰时间τ，就能在较短的时间内观察到松驰现象。

2. 高聚物的力学状态和热转变在一定的力学负荷下，高分子材料的形变量与温度的关系式称为高聚物的温度-形变曲线(或称热机械曲线)①线型非晶态高聚物的温度-形变曲线.线形非晶态聚合物的形变-温度曲线玻璃态:链段运动被冻结，此时只有较小的运动单元如链节、侧基等的运动，以及键长键角的变化，因而此时的力学性质与小分子玻璃差不多，受力后变形很小(0.01%~0.1%)，且遵循胡克定律，外力除后立即恢复.这种形变称为普弹形变.玻璃态转变:在3~5℃范围内几乎所有的物理性质都发生突变，链段此时开始运动，这个转变温度t 称为玻璃态转变温度(T g ).高弹态:链段运动但整个分子链不产生移动.此时受较小的力就可发生很大的形变(100%~1000%)，外力除去后可完全恢复，称为高弹形变.高弹态是高分子所特有的力学状态.流动温度:链段沿作用力方向的协同运动导致大分子的重心发生相对位移，聚合物呈现流动性，转变温度称为流动温度(T f ).粘流态:与小分子液体的流动相似，聚合物呈现粘性液体状，流动产生了不可逆变形.②交联高聚物的温度-形变曲线 交联度较小时，存在T g ， 但T f 随交联度增加而逐渐消失.交联度较高时， T g 和T f 都不存在.③晶态聚合物的温度-形变曲线. 一般相对分子质量的晶态聚合物只有一个转变，即结晶的熔融，转变温度为熔点T m .当结晶度不高(X c <40%)时，能观察到非晶态部分的玻璃化转变，即有T g 和T m 两个转变.相对分子质量很大的晶态高聚物达到T m 后，先进入高弹态，在升温到T g 后才会进入粘流态，于是有两个转变.④增塑聚合物的温度-形变曲线 加入增塑剂一般使聚合物的T g 和T f 都降低，但对柔性链和刚性链，作用有所不同.对柔性链聚合物， T g 降低不多而T f 降低较多，高弹区缩小；对刚性链聚合物， T g 和T f 都显著降低，在增塑剂达到一定浓度时，由于增塑剂分子与高分子基团间的相互作用，使刚性链变为柔性链，此时T g 显著降低而T f 降低不大，即扩大了高弹区，称”增弹作用”，这点对生产上极为有用(如PVC 增塑后可作为弹性体用).3. 高聚物的松驰转变及其分子机理在T g 以下，链段是不能运动了，但较小的运动单元仍可运动，这些小运动单体从冻结到运动的变化过程也是松弛过程，称为次级松弛。

⾼分⼦物理知识点第1章⾼分⼦的链结构1.写出聚氯丁⼆烯的各种可能构型。

2．构象与构型有何区别？聚丙烯分⼦链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同⽴构聚丙烯变为间同⽴构聚丙烯？为什么？答：（1）区别：构象是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，⽽构型则是分⼦中由化学键所固定的原⼦在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，⽽构型的改变必须断裂化学键。

（2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，⽽全同⽴构聚丙烯与间同⽴构聚丙烯是不同的构型。

3.为什么等规⽴构聚丙⼄烯分⼦链在晶体中呈31螺旋构象，⽽间规⽴构聚氯⼄烯分⼦链在晶体中呈平⾯锯齿构象？答（1）由于等归⽴构聚苯⼄烯的两个苯环距离⽐其范德华半径总和⼩，产⽣排斥作⽤，使平⾯锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满⾜晶体分⼦链构象能最低原则。

（2）由于间规聚氯⼄烯的氯取代基分得较开，相互间距离⽐范德华半径⼤，所以平⾯锯齿形构象是能量最低的构象。

4.哪些参数可以表征⾼分⼦链的柔顺性？如何表征？答：（1）空间位阻参数（或称刚性因⼦），值愈⼤，柔顺性愈差；（2）特征⽐Cn，Cn值越⼩，链的柔顺性越好；（3）连段长度b，b值愈⼩，链愈柔顺。

5．聚⼄烯分⼦链上没有侧基，内旋转位能不⼤，柔顺性好。

该聚合物为什么室温下为塑料⽽不是橡胶？答：这是由于聚⼄烯分⼦对称性好，容易结晶，从⽽失去弹性，因⽽在室温下为塑料⽽不是橡胶。

6.从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：（1）聚丙烯睛与碳纤维；（2）⽆规⽴构聚丙烯与等规⽴构聚丙烯；（3）顺式聚1，4-异戊⼆烯（天然橡胶）与反式聚1，4-异戊⼆烯（杜仲橡胶）。

（4）⾼密度聚⼄烯、低密度聚⼄烯与交联聚⼄烯。

7.⽐较下列四组⾼分⼦链的柔顺性并简要加以解释。

第2章聚合物的凝聚态结构1.名词解释凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，⾼分⼦合⾦的相容性。

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。

高分子物理复习总结第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。

第三章 高聚物的分子运动3.1 高聚物的分子热运动1. 高分子热运动的特点1. 运动单元的多重性。

除了整个分子的运动(即布朗运动)外还有链段、链节、侧基、支链等的运动(称微布朗运动).2. 运动时间的依赖性。

高分子热运动是一个松驰过程。

在外场作用下物体从一种平衡状态通过分子运动过渡到另一种平衡状态是需要时间的，这个时间称为松弛时间，记作τ./0t x x e τ-= 当t=τ时， 10x x e -=式中0x 是外力未除去时塑料丝增加的长度，x (t)是外力除去后，在t 时间内测出塑料丝增加的长度，τ为常数。

因而松驰时间定义为: x 变到等于0x 的1e -时所需要的时间.它反映某运动单元松弛过程的快慢.由于高分子运动单元有大有小， τ不是单一值而是一个分布，称为”松弛时间谱”.3. 分子运动的温度依赖性. 温度对高分子的热运动有两方面的作用：①使运动单元活化。

②温度升高使高聚物发生体积膨胀。

升高温度加快分子运动，缩短松驰时间，即有/0E RT e ττ= 式中E 为活化能， 0τ为常数.如果高聚物体系的温度较低，运动单元的松驰时间τ就较长，因而在较短时间内将观察不到松驰现象；但是如果温度升高，缩短了运动单元的松驰时间τ，就能在较短的时间内观察到松驰现象。

2. 高聚物的力学状态和热转变在一定的力学负荷下，高分子材料的形变量与温度的关系式称为高聚物的温度-形变曲线(或称热机械曲线)①线型非晶态高聚物的温度-形变曲线.线形非晶态聚合物的形变-温度曲线玻璃态:链段运动被冻结，此时只有较小的运动单元如链节、侧基等的运动，以及键长键角的变化，因而此时的力学性质与小分子玻璃差不多，受力后变形很小(0.01%~0.1%)，且遵循胡克定律，外力除后立即恢复.这种形变称为普弹形变.玻璃态转变:在3~5℃范围内几乎所有的物理性质都发生突变，链段此时开始运动，这个转变温度t称为玻璃态转变温度(T g).高弹态:链段运动但整个分子链不产生移动.此时受较小的力就可发生很大的形变(100%~1000%)，外力除去后可完全恢复，称为高弹形变.高弹态是高分子所特有的力学状态.流动温度:链段沿作用力方向的协同运动导致大分子的重心发生相对位移，聚合物呈现流动性，转变温度称为流动温度(T f).粘流态:与小分子液体的流动相似，聚合物呈现粘性液体状，流动产生了不可逆变形.②交联高聚物的温度-形变曲线 交联度较小时，存在T g ， 但T f 随交联度增加而逐渐消失.交联度较高时， T g 和T f 都不存在.③晶态聚合物的温度-形变曲线. 一般相对分子质量的晶态聚合物只有一个转变，即结晶的熔融，转变温度为熔点T m .当结晶度不高(X c <40%)时，能观察到非晶态部分的玻璃化转变，即有T g 和T m 两个转变.相对分子质量很大的晶态高聚物达到T m 后，先进入高弹态，在升温到T g 后才会进入粘流态，于是有两个转变.④增塑聚合物的温度-形变曲线 加入增塑剂一般使聚合物的T g 和T f 都降低，但对柔性链和刚性链，作用有所不同.对柔性链聚合物， T g 降低不多而T f 降低较多，高弹区缩小；对刚性链聚合物， T g 和T f 都显著降低，在增塑剂达到一定浓度时，由于增塑剂分子与高分子基团间的相互作用，使刚性链变为柔性链，此时T g 显著降低而T f 降低不大，即扩大了高弹区，称”增弹作用”，这点对生产上极为有用(如PVC 增塑后可作为弹性体用).3. 高聚物的松驰转变及其分子机理在T g 以下，链段是不能运动了，但较小的运动单元仍可运动，这些小运动单体从冻结到运动的变化过程也是松弛过程，称为次级松弛。

高分子物理期末复习要点名词解释1、玻璃化转变：是分子链段获得了足够的能量，以协同方式开始运动，不断改变构象，所导致的一系列物理性质如形变、模量、比体积、比热、密度、粘度、折光指数、介电常数等发生突变或不连续变化的过程。

2、时温等效原理：同一黏弹过程既可在较高温度和较短时间（或较高频率）外力作用下完成，也可在较低温度和较长时间（或较低频率）外力作用下完成。

3、构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列，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。

4、应力集中：如果材料存在缺陷,受力时材料内部的应力平均分布状态将发生变化，使缺陷附近局部范围内的应力急剧地增加,远远超过应力平均值,这种现象称为应力集中。

5、构象：由于单键链旋转而产生的分子在空间的不同形态。

6、链段：分子链内可以自由取向并在一定范围内独立运动的最小单元。

7、松弛过程：聚合物在外界条件改变或受外力作用的条件下，需要一定的时间才能从一种平衡状态过渡到另一平衡状态，此过程即松弛过程。

8、蠕变：恒温条件下，恒定应力作用于材料产生的应变随时间延长而增大的现象。

9、应力松弛：发生弹性应变的材料维持其应变恒定所需应力随时间延长而逐渐减小的现象。

10、第二维利系数与Huggins参数：第2维利系数A与Huggins 参数χ意义类似，均指聚合物分子链段之间以及链段与溶剂分子之间的相互作用、溶液中链段间的排斥作用与链段-溶剂分子间作用竞争结果的量度。

11、Θ温度：溶液过量化学位等于零的温度，此时聚合物分子链处于“无扰状态”。

12、屈服：材料在拉伸或压缩过程中，当应力超过弹性极限后，变形增加较快，材料失去了抵抗继续变形的能力。

当应力达到一定值时，应力虽不增加，而变形却急速增长的现象，称为屈服。

13、银纹：聚合物在张力的作用下，出现在材料的缺陷或薄弱处，与主应力方向相垂直的长条微细凹槽，由于光线在微裂纹的表面发生全反射，它在透明塑料中呈现为肉眼可见的明亮条纹。

高分子物理复习总结的光强。

因此，我们必须对干涉引起的效应进行校正。

高分子溶液散射光内干涉示意图考虑内干涉效应，采用在散射强度公式中引入不对称散射函数P(θ)来校正内干涉效应。

P(θ)是粒子尺寸和散射角的函数：见 4－44。

经过近似，利用式4－48即：1cos2KC18221hsin2A2C'22RM9 21cos2KCsin2qc2R对2测定不同浓度和不同角度下的瑞利比，以作图，将两个变量C和θ均外推至零，从截距求Mw，从斜率求h和A2。

这种方法称为Zimm作图法。

粘度法粘度法和凝胶色谱法便属于间接法。

这些方法测定分子量时，需要其它方法给予订定，称为间接法。

溶液的粘度一方面与高聚物的分子量有关，却也同时决定于高聚物分子的结构形态和在溶剂中的扩张程度，因此，粘度法用于测定分子量只是一种相对方法。

必须在确定的条件下，事先订定粘度与分子量的关系，才能根据这种关系溶液的粘度计算高聚物的分子量。

粘度法测定高聚物分子量的理论依据是Mark-Houwink 方程：[η]＝KM 。

只要订定了K和值，测定高分子溶液的[η]，即可计算高聚物的平均分子量。

粘度表示法相对黏度 r/0t/t0增比黏度spr1tt0t0比浓黏度sp/C 比浓对数黏度 lnr/C 特性黏数sp/CC0lnr/CC0特性粘数的单位：dl/g 或 ml/g粘度的测试方法测定所用的设备主要是一根黏度计，通常采用可稀释的乌氏黏度计。

在恒温条件下，用同一支粘度计测定不同浓度高分子溶液和纯溶剂的流动出时间。

假定t和t0分别为溶液和溶剂的流出时间。

ρ和ρ0分别为二者的密度。

溶液的相对粘度ηr为：这样，纯溶剂的流出时间t0和溶液的流出时间t，可求出溶液的相对粘度ηr 。

当黏度计流速在100秒以内时，有湍流出现，必须考虑动能校正，从泊肃叶定律出发，可导出校正式：r0At0B/t0AtB/t在恒温条件下，用两种或两种以上粘度相差较大的标准流体，分别测出时间t，即可算出A和B值。