高分子物理期末复习提纲

1、高分子物理期末复习提纲第一章：1、高分子链的主链类型；碳链高分子，杂链高分子，元素有机高分子2、高分子链的构型及构象；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。旋光异构，几何异构，键接异构构象可定义为由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。 3、高斯链的概念；高斯线团模型对大分子链作如下简化假设：1，设大分子链由Z个链段组成，Z1，每个链段为一统计单元；2，每个统计单元均视为长度为b的刚性小棒；3，统计单元之间自由连接，在空间自由取向；4，大分子链本身不占有体积。符合这种假定的分子链称高斯链，其末端距的分布函数符合高斯分布函数

2、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。5、溶液中高分子链的构象。第二章：1、单晶、球晶概念、形成条件，特点；单晶：即结晶体内部的微观粒子在三维空间呈有规律地、周期性地排列。 特点：一定外形、长程有序。球晶是聚合物结晶的一种常见的特征形式；形成条件：从浓溶液析出，或从熔体冷结晶时，在不存在应力或流动的情况下形成。特征：外形呈圆球形，直径0.5100微米数量级。在正交偏光显微镜下可呈现特有的黑十字消光图像和消光同心环现象。2、球晶在正交偏振光下的黑十字消光现象；黑十字消光图像是聚合物球晶的双折射性质是对称性反映。3、晶态结构模型；1. 缨状模型2. 折叠链模型3. Flory

3、 插线板模型4、液晶概念，液晶类型；液晶既具有晶体的各向异性又有液体的流动性，其有序性介于液体的各向同性和晶体的三维有序之间，结构上保持着一维或二维有序排列。这种状态称为液晶态。其所处状态的物质称为液晶。按液晶核的排列分：棒状；盘状按液晶基元所在位置分：主链液晶；侧链液晶；主侧链液晶按液晶的形成条件分：溶致液晶；热致液晶5、非晶结构模型；无规线团模型；局部有序模型6、聚合物的取向的概念，取向结构的X射线衍射图谱特点。取向：在外力作用下，分子链沿外力方向择优排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及聚合物的片晶(微晶)等沿特定方向的择优排列。第三章：1、溶解度参数概念；内聚能密度的平方根为

4、溶度参数2、聚合物溶解过程及特点；1溶解过程缓慢，且先溶胀再溶解2非晶态聚合物比结晶聚合物易于溶解3交联聚合物只溶胀，不溶解3、溶液，状态，Huggins参数的概念当T时，此时高分子“链段”间与高分子链段与溶剂分子间的相互作用相等，高分子处于无扰状态，排斥体积为零。选择溶剂和温度来满足的条件，称为条件和状态。Huggins参数：相互作用参数X1，表征高分子链段与溶剂分子之间相互作用。4、聚合物的浓溶液：增塑、凝胶、冻胶。第四章：1、统计平均分子量的种类、大小关系，测量方法；数均分子量，重均相对摩尔质量，Z均分子量，粘均分子量，沸点升高，冰点下降，气相渗透，等温蒸馏，膜渗透法，端基分析等可测定数

5、均分子量；平衡沉淀，光散射法等可测定重均分子量；稀溶液粘度法可测定粘均分子量。2、分子量分布宽度的表达方式，测量方法，在材料加工方面的实际应用。分布宽度指数 测量方法：(1)利用聚合物溶解度的分子量依赖性 沉淀分级、柱上溶解分级和梯度淋洗分级(2)利用高分子在溶液中的分子运动性质 超速离心沉降速度法(3)利用高分子尺寸的不同 凝胶渗透色谱法以及电子显微镜法等。聚合物的分子量和分子量分布对使用性能，加工性能有很大影响。如机械强度、韧性以及成型加工过程。材料的性能随着分子量提高而提高，但是分子量太高，又给加工带来困难。所以聚合物的分子量在一定的范围内才比较合适。聚合物的分子量和分子量分布又作为加工

6、过程中各种工艺条件选择的依据，如加工温度、成型压力等。第五章：1、聚合物分子链运动单元的多重性包括那些方面。如何解释聚合物分子运动具有时间及温度的依赖性；（1） 高分子链的整体运动 （2）链段运动 （3）链节、支链、侧基的运动 （4）晶区内的分子运动在一定的温度和外场（热、力场或电场）作用下，聚合物从一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外条件相适应的新的平衡态总是需要时间的，这种现象即为聚合物分子运动的时间依赖性。2、非晶态聚合物的模量或应变随温度的变化曲线三态两转变所对应的分子运动状态是怎样的？（1）玻璃态：聚合物类似玻璃，通常为脆性的，分子链几乎无运动，形变是键角、键长微小伸缩运动引起的，

7、链段没有运动。（2）玻璃化转变区：形变急剧增大，模量下降3-4个数量级，链段开始运动。（3）橡胶态：形变大而可逆，具有高弹性，模量进一步降低，聚合物表现出橡胶行为。分子运动与链段运动及高分子链缠结有关。（4）粘流转变区：模量再次急速下降。聚合物既呈现橡胶弹性，又呈现流动性。链段的协同运动造成分子链质心运动。（5）粘流态：形变值大且不可逆，模量值小。大分子受外力作用时发生位移，且无法回复。3、玻璃化转变的概念及其测定方法，不同条件下测定的玻璃化转变温度有何差别？某些液体在温度迅速下降时被固化成为玻璃态而不发生结晶作用，这就叫做玻璃化转变。测定方法：（1）热膨胀法（2）热分析法：差热分析法DTA和

8、示差扫描量热法DSC（3）热机械法（温度形变法）（4）动态力学方法：扭摆法、扭辫法、粘弹谱仪DMA（5）NMR核磁共振松弛法（6）介电松弛法快冷，Tg偏高；慢冷，Tg偏低。4、玻璃化转变的自由体积理论，分子链结构对玻璃化转变温度的影响，如何调解聚合物的玻璃化转变温度？自由体积理论：分子链结构对玻璃化转变温度的影响：凡是使链的柔性增加，使分子间作用力降低的结构因素（如加入增塑剂或溶剂、引进柔性基团）均导致Tg下降。调解聚合物的玻璃化转变温度：增塑，共聚，改变分子量，交联和支化，结晶5、分子结构对结晶能力和结晶速度的影响；6、结晶速度的测定方法，如何理解结晶速度和温度的关系？1、PLM直接观察2、

9、DSC热效应3、膨胀计法体积变化低温有利晶核的形成和稳定，高温有利晶体的生长7、外力对结晶速度的影响如何？压力、应力升高，加速结晶8、聚合物熔融过程的特点是什么（熔程）？结晶聚合物的熔融过程，呈现一个较宽的熔融温度范围，约10oC左右即存在一个“熔限” （熔程）；一般将其最后完全熔融时的温度称为熔点Tm。第六章：1、橡胶弹性的特点；1、弹性模量小2、形变量大3、弹性模量随温度上升而增大4、高弹形变有时间依赖性力学松弛特性5、形变过程有明显的热效应2、泊松比的概念，不可压缩物的泊松比的值；泊松比定义为拉伸实验中材料横向应变与纵向应变的比值之负数。3、橡胶弹性热力学分析的结论是什么？弹性力主要来自

10、熵的贡献，故称橡胶弹性熵弹性。4、橡胶统计学理论的三个状态方程；第七章：1、线性粘弹性、蠕变、应力松弛的概念；线性粘弹性：粘弹性完全由符合虎克定律的理想弹性体和符合牛顿定律的理想粘性体所组合来描述。蠕变：恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象。应力松弛：在恒温下保持一定的恒定应变时，材料的应力随时间而逐渐减小的力学现象。2、静态粘弹性的概念、种类；动态粘弹性概念、种类，什么是内耗，什么是滞后现象？静态粘弹性：蠕变、应力松弛动态粘弹性：滞后、内耗滞后：聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称滞后现象。内耗：每个运动周期中，以热的形式损耗掉的能量。3、Maxwell模型、K

11、elvin模型的适用对象及推导过程；Maxwell模型：应力松弛、线形Kelvin模型：蠕变、交联(蠕变回复）4、什么是时温等效原理？动态粘弹性的研究方法都有哪些？升高温度与延长时间对分子运动或高聚物的粘弹行为都是等效的，这个等效性可以借助转换因子at，将在某一温度下测定的力学数据转换成另一温度下的数据。（1）扭摆法、扭辩法 （2）动态机械分析 第八章：1、非晶态及晶态聚合物的应力、应变曲线上各段、各点的意义，温度升高（或降低）、应变速度增大（或降低）应力、应变曲线如何变化？温度升高，分子链段热运动加剧，松弛过程加快，表现出材料模量和强度下降，伸长率变大。减慢拉伸速率与升高环境温度对材料拉伸行

12、为有相似的影响，这是时-温等效原理在高分子力学行为中的体现。 2、如何通过应力、应变曲线的形状判断聚合物的脆性或韧性？3、什么是银纹？银纹现象为聚合物所特有，是聚合物在张应力作用下，于材料的某些薄弱部分出现应力集中而产生局部的塑性形变的取向，以至在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100m，宽度为10m左右，厚度为1m的微细凹槽现象。4、剪切屈服发生的方向？银纹有何特点？剪切屈服：即在细颈发生前，试样表面出现与拉伸方向成45度角的剪切带。银纹是垂直应力作用下发生的屈服，银纹方向多与应力方向垂直，应力发白现象，密度为本体的50，高度取向的高分子微纤。5、什么是脆性断裂、什么是韧性断裂，有何

13、区别？在材料出现屈服之前发生的断裂称为脆性断裂，而在材料屈服之后的断裂，则称为韧性断裂。材料在发生脆性断裂之前只发生很小的形变。6、断裂应力、屈服应力随温度及应变速率的变化情况？TTb，断裂应力屈服应力屈服应力，减慢拉伸速率与升高环境温度对材料拉伸行为有相似的影响7、材料增强的途径？8、橡胶增韧塑料的典型例子及增韧机理？第九章：1、何谓非牛顿流体？有哪些种类（假塑、膨胀、宾汉），有何特点，幂率方程：n值？液体不符合牛顿定律，其切粘度值不是常数，随切变速率或切应力变化。1、宾汉流体：需要最小切应力。如油漆、沥青。2、假塑性流体：切力变稀，大多数聚合物熔体。3、膨胀性流体：切力变稠，胶乳、悬浮体系等。幂率方程：n=1 牛顿流体，n1 膨胀性流体2、什么是触变体？维持恒定剪切速率所需的切应力随剪切时间的增长而减少。3、聚合物的普适流动曲线的三个区是什么、其粘度大小如何，对应着怎样的分子运动？第一牛顿区： 切变速率足够小，高分子处于高度缠结的拟网结构，流动阻力大；缠结结构的破坏速度等于形成的速度，粘度保持不变，且最高。假塑性区：切变速率增大，缠结结构被破坏，破坏速度大于形成速度，粘度减小，表现出假塑性流体行为。第二牛顿区：切变速率继续增大，高分子中缠结构完全被破坏，来不及形成新的缠