高分子物理重要知识点复习和思考

⾼分⼦物理实验思考题（⾃整理）实验⼀黏度法测定聚合物分⼦量1.实验操作中，哪些因素对实验结果有影响？粘度管⼝径，粘度管是否垂直及是否⼲净，溶液密度，⼈的读数误差，秒表精度等等。

2.如何测定mark-houwink⽅程中的参数k，α值？答：将聚合物式样进⾏分级，获得分⼦量从⼩到⼤⽐均⼀的组分，然后测定各组分的平均分⼦量及特性粘度[η]=kMα，两边取对数，作图得斜率和截距。

实验⼆偏光显微镜法观察聚合物球晶1.聚合物结晶体⽣长依赖什么条件，在实际⽣产中如何控制晶体的形态？依赖于分⼦结构的对称性与规整性，以及温度，浓度，成核剂，杂质，机械⼒等条件。

①控制形成速度：将熔体急速冷却⽣成较⼩球晶，缓慢冷却则⽣成较⼤球晶②采⽤共聚的⽅法：破坏链的均⼀性和规整性，⽣成⼩球晶3外加成核剂可获得甚⾄更微⼩的球晶。

实验三扫描电镜观察物质表⾯微观结构1.为什么样品边缘或者表⾯斜坡处⽐较亮？因为扫描电镜收集的是⼆次电⼦,通过收集的⼆次电⼦成像,⽽样品的边缘和斜坡处由于形貌都⽐较尖锐突出,所以对⼆次电⼦的反射强度⾼,因⽽在边缘和斜坡处的图像⽐较发亮。

2. 电镜的固有缺陷有哪⼏种？像闪是怎样产⽣的？球差，⾊差，衍⾊差，像闪。

极⾰化材料加⼯精度，极⾰化材料结构和成分不均匀性影响磁饱和，导致场的不均匀性造成像闪。

实验四DSC，DTA1.解释DSC和DTA测试原理的差异DTA是测量试样和参⽐物的温度差，⽽DSC使试样和参⽐物的温度相等，⽽测的是维持试样和参⽐物的温度相等所需要的功率DTA：测温差，定性分析，测温范围⼤，灵敏性低DSC：测能量差，定量分析，精度⾼，测温范围⼩（相对DTA）灵敏度⾼2.同⼀聚合物样品，TGA测试得到样品分解温度及分解步骤有差异，可能原因是什么？1，通⼊⽓体的种类即⽓氛不同，N2不参与反应，热效应⼩，影响不⼤；2升温速率不同，如果升温速率太快反应温度就会不均匀不能得到准确的峰，相反，试量少⼀些温度会相对均匀，就可以得到尖锐的峰形和相对准确的峰温；3，实验开始时仪器的校准不准确；4样品⽤量的多少，⽤量多⼀点好，在侧重感相同的情况下，可以得到较⾼的相对精度。

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 i i ih 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。

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。

向的几率相同 44、自由旋转链：假设分子链中每个键都在键角容许的方向
自由内旋，不考虑空间位阻对转动的影响，这种链称为自 由内旋转链 45、高分子的聚集态结构模型：纓状微束模型－－两相模型、 折叠链模型、松散折叠链模、型隧道－折叠链模型、插线 板模型
二、选择题
（1）聚丙烯在晶相中分子链呈平面锯齿形排列？ 是 否√ （2）高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性？ 是√ 否 （3）高聚物结晶包括晶核的形成和晶粒的生长两个阶段？
23、等规度。指聚合物中全同立构和间同立构的总的百分数 24、聚集态结构。高分子的聚集态指高分子链之间的排列和堆积
结构，也称为超分子结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向 态结构、液晶态结构，三级结构，晶态与非晶态，晶态有序性 比小分子的差，非晶态有序性比小分子的高 25、取向：高分子链沿一定方向优先平行排列，称为取向 26、取向态和结晶态的差别：都为有序，取向为一或二维有序， 结晶态为三维有序。 27、液晶态：一种具有晶体和液体的部分性质的过渡态，称为液 晶态 28、均相成核：无外来物质存在下、高分子链自身形成晶核发生 结晶 29、异相成核：异相成核为外来物质、未完全熔融的聚合物结晶 体等为中心，吸附熔体中高分子链作有序排列而形成晶核
39、柔性：主链有一定内旋转自由度的性质 40、热塑性弹性体：可加热塑性流动的弹性体 41、溶胶：如果聚合物中含有能溶解的支化与线形高分子，
也含有交联高分子，能溶解的部分叫做溶胶 42、凝胶：如果聚合物中含有能溶解的支化与线形高分子，
也含有交联高分子，不能溶解的部分叫做凝胶 43、自由结合链：内旋转无任何阻碍，每个键在任何方向取
塑料、橡胶、纤维制品与工艺
一、名词解释
1、高分子链：由单体通过聚合反应连接的链状分子