高分子物理考試重點(diǎn)

1、高分子物理重點(diǎn)第一章1.高分子鏈結(jié)構(gòu)：近程結(jié)構(gòu)化學(xué)組成,單體單元鍵合,單個(gè)高分子鏈的鍵接（交聯(lián)與支化）,單體單元主體構(gòu)型（空間排列）；遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)- 高分子的大?。ǚ肿恿浚?高分子的形態(tài)（構(gòu)象）;2.高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu):晶態(tài) 非晶態(tài) 取向態(tài) 液晶態(tài) 織態(tài);3.構(gòu)型分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列 。旋光異構(gòu)（全同，間同，無(wú)規(guī)）幾何異構(gòu)（內(nèi)雙鍵上的基團(tuán)在雙鍵兩側(cè)排列方式不同而引起，順?lè)礃?gòu)型）鍵接異構(gòu)（結(jié)構(gòu)單元的連接方式，頭頭，頭尾，尾尾）構(gòu)造聚合物分子的幾何形狀（線形，環(huán)形，梯形，支化，交聯(lián)）構(gòu)象原子或原子基團(tuán)圍繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的空間排布4.立體構(gòu)型表征：等規(guī)度全同立構(gòu)與間同立構(gòu)之和所占百

2、分比立體構(gòu)型的測(cè)定方法 X射線、核磁共振（NMR）、紅外光譜（IR）等方法5.柔順性的表示法：當(dāng)兩種高分子的鏈長(zhǎng)相同時(shí)，則 越小者，其鏈越柔順；當(dāng)兩種高分子的鏈長(zhǎng)不同時(shí)，可用下面幾個(gè)物理量作為鏈柔順性的量度；空間位阻參數(shù)（剛性因子）實(shí)質(zhì)上是實(shí)測(cè)值與自由旋轉(zhuǎn)均方末端距的比較，越大，空間位阻越大，柔順性越??；反之柔順性越大。選擇合適的溶劑和溫度，創(chuàng)造一種特定的條件，使溶劑分子對(duì)高分子構(gòu)象所產(chǎn)生的干擾可以忽略不計(jì)，這樣的條件叫條件。在條件下測(cè)得的高分子的尺寸稱無(wú)擾尺寸。只有無(wú)擾尺寸才是高分子本身結(jié)構(gòu)的反映。分子無(wú)擾尺寸（特征比）:A越小，分子越柔順.6.影響高分子鏈柔性的結(jié)構(gòu)因素：內(nèi)旋轉(zhuǎn)單鍵數(shù)目越多

3、，內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力越小，構(gòu)象數(shù)越大，鏈段越短，柔順性就越好;主鏈：主鏈完全由C-C鍵組成的碳鏈高分子都具有較大的柔性；雜鏈高分子中C-O，C-N，Si-O等單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘都比C-C的小；單元中含有內(nèi)雙鍵具有較好的柔性鏈；帶有共軛雙鍵的高分子或主鍵上帶有苯環(huán)的高分子鏈，柔性則大大下降；取代基：取代基極性，柔性；取代基在高分子鏈上分布的密度，則柔性; .取代基在主鍵上的分布如果有對(duì)稱性，則比不對(duì)稱性的柔性好;氫鍵:但如果分子內(nèi)或分子間有氫鍵生成，則氫鍵的影響要超過(guò)任何極性基團(tuán)，可大大增加分子的剛性。分子結(jié)構(gòu)愈規(guī)整，則結(jié)晶能力愈強(qiáng)，而高分子一旦結(jié)晶，則柔順性大大第二章高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：高聚物材料本體內(nèi)

4、部高分子鏈之間的集合排列1內(nèi)聚能：指一摩爾分子聚集在一起的總能量，等于使同樣數(shù)量分子分離的總能量。為克服分子間作用力，1mol的凝聚體汽化時(shí)所需要的能量;2.內(nèi)聚能密度：就是單位體積的內(nèi)聚能。單位體積凝聚體汽化時(shí)所需要的能量（CED 290橡膠，290CED400 纖維）;3.觀察球晶的成長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生黑十字圖形原因（正交偏光顯微鏡）：高聚物球晶對(duì)光線的雙折射：光線通過(guò)各向異性介質(zhì)（如結(jié)晶聚合物）時(shí)，則發(fā)生雙折射，入射光分解成振動(dòng)方向相互垂直，傳播速度不同，折射率不等的兩條偏振光。球晶的對(duì)稱性：如果結(jié)晶狀態(tài)非常好，例如PE，有時(shí)可觀察到PE球晶的圖案是一系列消光同心圓，這是因?yàn)镻E球晶中的晶片是螺

5、旋形扭曲的，即a軸與c軸在與b軸垂直的方向上旋轉(zhuǎn)形成的（C軸是晶體的一光軸）。4.結(jié)晶度的測(cè)定方法結(jié)晶度：試樣中結(jié)晶部分所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。密度法：分子鏈在晶區(qū)的堆砌密度大，所以晶區(qū)密度大，比容小；分子鏈在非晶區(qū)的堆砌密度小，非晶區(qū)密度小，比容大。X射線衍射法：部分結(jié)晶的高聚物中結(jié)晶部分和無(wú)定形部分對(duì)X射線衍射強(qiáng)度的貢獻(xiàn)不同，利用衍射儀得到衍射強(qiáng)度與衍射角的關(guān)系曲線，再將衍射圖上的衍射峰分解為結(jié)晶和非結(jié)晶兩部分。5.影響高分子結(jié)晶能力的因素：鏈的對(duì)稱性升高，結(jié)晶能力升高;鏈的空間立構(gòu)規(guī)整性上升，結(jié)晶能力也提高;無(wú)規(guī)共聚通常使結(jié)晶能力下降;分子間氫鍵使結(jié)晶能力上升;支化越多，交聯(lián)越多，結(jié)晶

6、也下降; （例外： 無(wú)規(guī)立構(gòu)的PVC也可一定程度結(jié)晶；無(wú)規(guī)立構(gòu)的PVAc水解的聚乙烯醇可以結(jié)晶）6.結(jié)晶過(guò)程及影響因素：a形成晶核過(guò)程，晶核受到兩方面的影響（晶核內(nèi)的分子影響周圍分子生長(zhǎng)，由于熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果晶核也可能消失）b晶粒生長(zhǎng)過(guò)程：在 Tm以上，晶核消失比成長(zhǎng)要快；在Tm以下，晶核成長(zhǎng)比消失要快?？偟慕Y(jié)晶速度是成長(zhǎng)與消失速度之和;Tcmax最大結(jié)晶速率時(shí)的溫度a.溫度明顯影響著結(jié)晶速度b.應(yīng)力影響結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶速度（無(wú)應(yīng)力球晶 , 有應(yīng)力伸直鏈晶串晶，柱晶,串晶）c.雜質(zhì)能阻礙結(jié)晶也可加速結(jié)晶（成核劑）.d.結(jié)晶能力越強(qiáng)，結(jié)晶速度也越大e.分子量，結(jié)晶速度;7.結(jié)晶速度：用某溫度下結(jié)晶過(guò)程

7、進(jìn)行到一半時(shí)所用的時(shí)間t1/2的倒數(shù)來(lái)表征該溫度下的結(jié)晶速度。8取向現(xiàn)象：取向;線性高分子充分伸展時(shí)，長(zhǎng)度與寬度相差極大這種結(jié)構(gòu)上它們?cè)谀承┣闆r下很容易沿某個(gè)特定方向占優(yōu)勢(shì)平行排列的現(xiàn)象；取向態(tài)和結(jié)晶態(tài)：（相同）都與高分子有序性相關(guān)；（相異）取向態(tài)是一維或二維有序，結(jié)晶態(tài)是三維有序；取向度：取向的程度；測(cè)定取向度的方法： 聲波傳播法，光學(xué)雙折射法，廣義X射線衍射，紅外二向色性法，偏振熒光法等；第四章1.平均分子量的表示：數(shù)均分子量Mn, 重均分子量Mw, z均分子量Mz2.測(cè)量方法：數(shù)均分子量：端基分析法，沸點(diǎn)升高法，冰點(diǎn)降低法，膜滲透壓 法和氣相滲透壓法 重均分子量：光散射法，超速離心法粘均

8、分子量：粘度法3.凝膠色譜法（GPC)：體積排除的分離機(jī)理起主要作用。這種不考慮溶質(zhì)和載體之間的吸附效應(yīng)以及溶質(zhì)在流動(dòng)相和固定相之間的分配效應(yīng)，淋出體積僅僅由溶質(zhì)分子大小和載體孔尺寸決定，分離完全是由于體積排除效應(yīng)所致，故稱為體積排除機(jī)理。尺寸大的分子先被洗提出來(lái)，尺寸小的分子較晚被洗提出來(lái)，分子尺寸按從大到小的次序進(jìn)行分離;不是所有的高聚物都適合做GPC?聚丙烯酰胺PAM，對(duì)一般的色譜柱，PAM往往與柱填料發(fā)生鍵合，造成無(wú)法按照排阻體積來(lái)分離樣品，此時(shí)，只能選擇黏度法分析粘均分子量，用場(chǎng)流儀FFF來(lái)分析分子量分布。一些PDMAA的聚合物，光散色得到的重均分子量在100萬(wàn)到1000萬(wàn)之間，但是

9、GPC沒(méi)有信號(hào)，可能是什么原因造成的？a樣品被過(guò)濾膜堵住了，或者吸附上了b樣品與溶劑的折光過(guò)于接近c(diǎn)樣品與柱子有吸附d檢測(cè)器出問(wèn)題了；GPC的榮基峰到底是怎樣形成的？a樣品溶解用的溶劑與淋洗液不同，由于所含雜質(zhì)不同，導(dǎo)致折光拇指數(shù)差值，則出現(xiàn)溶劑峰.b樣品中的單體等小分子影響，也可能是樣品在溶解過(guò)程中，溶劑見(jiàn)光氧化造成的差異。D樣品濃度太低，檢驗(yàn)不出來(lái)。第五章1.松弛:（分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依賴性）在一定的溫度和外力作用下，高聚物分子從一種平衡態(tài)過(guò)渡到另一種平衡態(tài)需要一定的時(shí)間，即松弛。2松弛時(shí)間t :形變量恢復(fù)到原長(zhǎng)度的1/e時(shí)所需的時(shí)間。 時(shí)溫等效：對(duì)于分子運(yùn)動(dòng)或?qū)τ谝粋€(gè)松弛過(guò)程，升高溫度與延長(zhǎng)

10、觀察時(shí)間具有等效性（1）玻璃化溫度是這樣一個(gè)溫度，在這個(gè)溫度下聚合物的自由體積達(dá)到這樣一個(gè)大小，以使高分子鏈段運(yùn)動(dòng)剛可以發(fā)生（2）玻璃態(tài)可以看作是等自由體積分?jǐn)?shù)狀態(tài)3.粘彈行為的五個(gè)區(qū)域：玻璃態(tài)：變形很小，模量很高，類似于剛硬的玻璃體。玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)（玻璃-橡膠轉(zhuǎn)變區(qū)）：鏈段的松弛過(guò)程表現(xiàn)得相當(dāng)明顯，高聚物的變形能力增大，模量逐漸降低，這是一個(gè)玻璃態(tài)向高彈態(tài)的轉(zhuǎn)變區(qū)，高彈態(tài)（橡膠-彈性平臺(tái)區(qū)）：形變相對(duì)穩(wěn)定，高聚物成為柔軟的固體，彈性形變值可達(dá)原長(zhǎng)的510倍，外力除去后形變很容易回復(fù)，模量?jī)H105106N/m2。橡膠流動(dòng)區(qū)（橡膠流動(dòng)區(qū)）：高彈態(tài)向粘流態(tài)的轉(zhuǎn)變區(qū)，分子鏈的松弛過(guò)程表現(xiàn)得明顯。粘流態(tài)

11、（液體流動(dòng)區(qū)）：高聚物成為粘性的液體，可以發(fā)生粘性流動(dòng)。4.兩個(gè)特征溫度：玻璃化溫度（Tg）、流動(dòng)溫度（Tf） ； T位于TgTf之間時(shí)為高彈態(tài)；TTf時(shí)為粘流態(tài)。5.分子運(yùn)動(dòng)形式： 當(dāng)溫度低于玻璃化溫度時(shí)，鏈段和整鏈運(yùn)動(dòng)均被凍結(jié)，僅有較小的運(yùn)動(dòng)單元，如鏈節(jié)、側(cè)基的運(yùn)動(dòng)及主鏈的鍵長(zhǎng)和鍵角有微小的形變。 轉(zhuǎn)變區(qū)：鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，松弛明顯，分子構(gòu)象改變 高彈區(qū)：鏈段運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)出松弛的特點(diǎn)，普彈與高彈形變共存 橡膠流動(dòng)區(qū)：整鏈運(yùn)動(dòng)，松弛明顯，高彈形變明顯粘流區(qū)：整鏈運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)出松弛特點(diǎn)6.玻璃化溫度的測(cè)定膨脹計(jì)法：直接測(cè)量聚合物的體積或比容隨溫度的變化，從體積或比容對(duì)溫度曲線兩端的直線部分外推，其交點(diǎn)

12、對(duì)應(yīng)的溫度作為T(mén)g量熱法：在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)聚合物的焓隨溫度的變化與體積(或比容)隨溫度的變化相似，而熱容(或比熱)則與體積膨脹相對(duì)應(yīng)。這些性質(zhì)成了測(cè)量玻璃化溫度的一類最方便的方法差熱分析(DTA)和差掃描量熱計(jì)(DSC)的基礎(chǔ)溫度一形變法（熱機(jī)械法）：將一定尺寸的非晶態(tài)聚合物在一定應(yīng)力作用下，以一定速度升高溫度，同時(shí)測(cè)定樣品形變隨溫度的變化，可以得到溫度形變曲線(也稱為熱機(jī)械曲線)動(dòng)態(tài)機(jī)械分析：如扭擺法、扭辮法動(dòng)態(tài)粘彈譜儀等，這些方法均測(cè)量聚合物的動(dòng)態(tài)模量和力學(xué)損耗隨溫度的變化，動(dòng)態(tài)模量溫度曲線與相應(yīng)的靜態(tài)曲線相似，力學(xué)損耗溫度曲線出現(xiàn)若干損耗峰，通常從最高損耗峰的峰位置可確定Tg值7自由體積理

13、論：在玻璃態(tài)時(shí)自由體積不隨溫度變化，且對(duì)于所有的高聚物其自由體積分?jǐn)?shù)都相等，即在高彈態(tài)高聚物的自由體積隨溫度的降低而減少，到玻璃化溫度時(shí)，不同高聚物的自由體積分?jǐn)?shù)將下降到同一數(shù)值fg。玻璃態(tài)可以看作是等自由體積分?jǐn)?shù)狀態(tài)。8.影響Tg的因素：玻璃化溫度是高分子鏈段運(yùn)動(dòng)剛被凍結(jié)（或激發(fā)）的溫度，因此凡是有利于鏈段運(yùn)動(dòng)的因素（如加入增塑劑或溶劑、引進(jìn)柔性基團(tuán)）都有利于降低玻璃化溫度，凡是不利于鏈段運(yùn)動(dòng)的因素如引入剛性基團(tuán)或極性基團(tuán)、交聯(lián)和結(jié)晶）都會(huì)引起玻璃化溫度的升高。9.結(jié)晶能力：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)整，鏈的對(duì)稱性好，取代基空間位阻小，則結(jié)晶度高分子間力：分子間的作用力大，會(huì)使分子鏈柔性下降，從而影響結(jié)晶能

14、力；但分子間形成氫鍵時(shí)，則有利于晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。分子量：分子量大，結(jié)晶速度變慢。交聯(lián)：輕度交聯(lián)聚合物尚能結(jié)晶，高度交聯(lián)則完全失去結(jié)晶能力。10. 結(jié)晶速度： 溫度：低溫有利晶核的形成和穩(wěn)定，高溫有利晶體的生長(zhǎng)壓力、應(yīng)力：越大越利于結(jié)晶分子量：分子量M小，結(jié)晶速度快11. 影響Tm的因素：分子間作用力大，Hm高Tm越高；分子鏈越剛性,Sm越小Tm越高；12. 成核：均相成核：由熔體中高分子鏈依靠熱運(yùn)動(dòng)而形成有序排列的鏈?zhǔn)鵀榫Ш?，因而有時(shí)間的依賴性，時(shí)間維數(shù)為1。n=生長(zhǎng)維數(shù)+1;異相成核：由外界引入的雜質(zhì)或自身殘留的晶種形成，它與時(shí)間無(wú)關(guān)，故其時(shí)間維數(shù)為零，n=生長(zhǎng)維數(shù);第六章1. 橡膠高彈性：

15、定義：聚合物（在Tg以上）處于高彈態(tài)時(shí)所表現(xiàn)出的獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)：彈性形變大，彈性模量小，彈性模量隨熱力學(xué)溫度的升高呈正比增長(zhǎng)，形變有明顯的熱效應(yīng)；2. 力學(xué)行為：施加一個(gè)外力在材料上，它的響應(yīng)3. 力學(xué)性能：材料受到機(jī)械作用時(shí)產(chǎn)生的形變4. 應(yīng)變：材料受到外力作用而它所處的環(huán)境又使其不能產(chǎn)生慣性移動(dòng)時(shí)，它的幾何形狀和尺寸就會(huì)發(fā)生變化，這種變化即應(yīng)變5. 應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e的附加內(nèi)力6. 橡膠的三個(gè)條件：分子量足夠大常溫下具有不結(jié)晶的柔鏈性適度交聯(lián)第八章1. 應(yīng)力應(yīng)變曲線：非結(jié)晶聚合物形變經(jīng)歷了普彈形變、應(yīng)變軟化（屈服）、塑性形變（強(qiáng)迫高彈形變）、應(yīng)變硬化四個(gè)階段；材料在屈服點(diǎn)之前發(fā)生的斷裂稱為

16、脆性斷裂，在屈服點(diǎn)后發(fā)生的斷裂稱為韌性斷裂d；2.（普彈形變）小尺寸運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)引起鍵長(zhǎng)鍵角變化。形變小可回復(fù)（強(qiáng)迫高彈形變）在大外力作用下凍結(jié)的鏈段沿外力方向取向（粘流形變）在分子鏈伸展后繼續(xù)拉伸整鏈取向排列，使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。形變不可回復(fù)3.強(qiáng)迫高彈形變（定義）處于玻璃態(tài)的非晶聚合物在拉伸過(guò)程中屈服點(diǎn)后產(chǎn)生的較大應(yīng)變，移去外力后形變不能回復(fù)。若將試樣溫度升到其Tg附近，該形變則可完全回復(fù)，因此它在本質(zhì)上仍屬高彈形變，并非粘流形變，是由高分子的鏈段運(yùn)動(dòng)所引起的。 這種形變稱為強(qiáng)迫高彈形變（原因）外力降低了鏈段在外力作用方向上的運(yùn)動(dòng)活化能，因而縮短了沿力場(chǎng)方向的松弛時(shí)間，當(dāng)應(yīng)力增加致使鏈段運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間減小到與外力作用時(shí)間同一數(shù)量級(jí)時(shí)，鏈段開(kāi)始由蜷曲變?yōu)樯煺?，產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈變形（條件）溫度：TbTg 施力：當(dāng)應(yīng)力增加到一定值（屈服應(yīng)力）時(shí)，相應(yīng)鏈段運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間降到與外力的作用時(shí)間相當(dāng)，被凍結(jié)的高分子鏈段即能響應(yīng)產(chǎn)生大的形變4. 類型：（硬而脆）模量高，拉伸強(qiáng)度大，沒(méi)有區(qū)服點(diǎn);(硬而強(qiáng))模量高，強(qiáng)度高;（強(qiáng)而韌）強(qiáng)度高;（軟而弱）;第十章1.介電性能：指高聚物在電場(chǎng)作用下，表現(xiàn)出對(duì)靜電能的儲(chǔ)存和損耗的性質(zhì)，通常用介電常數(shù)和介電損耗來(lái)表示。這是由于聚合物分子在電場(chǎng)作用下發(fā)生極化引起的;2.介電常數(shù)：質(zhì)電容器的電容C比真空電容器C0的電容增加的倍數(shù);3.介電損耗：（定義）聚