高分子物理复习课

1、高分子物理复习课陈双俊主要内容 计算题举例 图形汇总 对比汇总 影响因素汇总计算题汇总 第一章 高分子链结构主要计算题：均方末端距的几何计算完全伸直链自由连接链自由旋转链举例：等效自由连接链 计算M=250000g*mol-1的聚乙烯链的均方根末端距，假定为等效自由结合链，链段长为18.5个C-C键。每个CH2基团的分子量为14 g*mol-1，因而链段数ne为 (2*2.5105/28-1)/18.59.65102链段长le为18.5bsin/2,式中=109.5,b=0.154nm,所以le=2.33nm(h)=le*（ne）1/2=72.4nm 第二章 聚集态结构其中其中: M-结构单元

2、分子量结构单元分子量 Z-单位晶胞中单体单位晶胞中单体(即链结构单元即链结构单元)的数目的数目 V-晶胞体积晶胞体积 NA-为阿佛加德罗常数为阿佛加德罗常数cAMZN V晶胞密度晶胞密度结晶度结晶度 由X射线衍射法测得iPP的晶胞参数为 a0.665nm，b2.096nm，c0.650nm，9920,为单斜晶系，每个晶胞含有四条H31螺旋链。求其晶胞比容和密度 第三章 高分子溶液 溶剂选择 溶度参数相近原则 Small方法估算溶度参数 已知某聚合物的 ， 溶剂1的7.4，溶剂2的11.9。问将上述溶剂如何以最适合的比例混合，使该聚合物溶解 估算估算d d 摩尔引力常数摩尔引力常数12ii2ii

3、0n FE =n FMVV Small将溶度参数与其化学结构联系起来将溶度参数与其化学结构联系起来, 利用下式进行估算利用下式进行估算:CH2CCH3COOCH3303.4303.426965.5668.21.191.19g/cm313123030.51.52303.4226965.5668.21605.9100/84/1.19/1605.919.12/84iiFJ cmmolMg molVcmmolg cmFJcmVd 第四章 分子量与分布 分子量的统计计算 分子量的测定：粘度法、渗透压法 举例与作业相同 第六章 橡胶弹性 模量计算 交联橡胶状态方程12221111()()()3N kTEG

4、交联橡胶试片，长2.8cm，宽1.0cm，厚0.2cm，重0.518g，于25时将它拉伸一倍，测定张力为1.0公斤，估算试样的网链的平均相对分子质量。 第七章 粘弹性 时温等效 WLF方程)()(lg0201TTcTTcaT 一PS试样其熔体黏度在160时为102Pas，试用WLF方程计算该样在120时的黏度 根据WLF方程 图形汇总 第五章 温度形变曲线：三态两区、分子量、结晶、交联等对温度形变曲线的影响 升降温速率对Tg的影响 结晶温度对结晶速率的影响温度形变曲线温度形变曲线形变形变温度温度TgTf玻璃态玻璃态高弹态高弹态橡胶态橡胶态粘流态粘流态玻璃化转变区域玻璃化转变区域粘流转变区域粘流

5、转变区域非晶态聚合物非晶态聚合物 高弹区的宽度（Tf-Tg）M，如材料在相当宽范围内具有弹性，则需分子量高。（橡胶分子量高达几百万，而塑料一般为几十万左右）。升降温速率对升降温速率对Tg的影响的影响如果是降温实如果是降温实验，哪个降温验，哪个降温速率大？速率大？如果是升温实如果是升温实验，哪个升温验，哪个升温速率大？速率大？VT(1)(2)Tg1Tg2(1)(2)TgTmaxTm结晶温度结晶温度结晶速度结晶速度max(0.80 0.85)mTT最大结晶速度温度最大结晶速度温度 第七章 粘弹性 高分子材料蠕变与恢复曲线当聚合物受力时，以上三种形变同时发生当聚合物受力时，以上三种形变同时发生加力瞬

6、间，键长、键角立即产生形变，形变直线上升加力瞬间，键长、键角立即产生形变，形变直线上升通过链段运动，构象变化，使形变增大通过链段运动，构象变化，使形变增大分子链之间发生质心位移分子链之间发生质心位移e e2+e e3t2t1te ee e3 3/01211(1)tteEEee e1e e2e e1 内耗 共聚的影响 内耗 增塑剂的影响 内耗 共混 第八章 屈服与断裂 应力应变曲线AAEeeAYBYielding point 屈服点屈服点Point of elastic limit 弹性极限点弹性极限点Breaking point 断裂点断裂点AeBeAYBStrain softening 应变

7、软化Cold drawing 冷拉Strain hardening 应变硬化典型非晶态聚合物的拉伸应力典型非晶态聚合物的拉伸应力-应变曲线应变曲线 第九章 流变 流体性质 表观粘度和剪切速率的关系 粘度的分子量分布的依赖性各种流体的性质各种流体的性质 NPD cBN: 牛顿流体牛顿流体P: 假塑性流体假塑性流体D: 膨胀性流体膨胀性流体B: 宾汉流体宾汉流体 tNPDB表观粘度和剪切速率的关系表观粘度和剪切速率的关系 alog IIIIII 0零切粘度零切粘度 牛顿极限粘度牛顿极限粘度请从分子链缠结的概念出发解释高聚物的流动曲线请从分子链缠结的概念出发解释高聚物的流动曲线第一牛顿区第一牛顿区幂

8、律区幂律区假塑区假塑区第二牛顿区第二牛顿区粘度的分子量分布的依赖性粘度的分子量分布的依赖性现有分子量相同现有分子量相同而分子量分布不而分子量分布不同的两个试样同的两个试样低剪切速率时，高分子量部分为主要因素；低剪切速率时，高分子量部分为主要因素；高剪切速率时，低分子量部分为主要因素。高剪切速率时，低分子量部分为主要因素。log a logHigh distributionSmall distributionWhy?对比汇总 构型、构象与构造 结晶与取向 理想溶液与溶液 Tg与Tm 均相成核与异相成核 大球晶与小球晶 交联橡胶与热塑性弹性体 高弹形变与强迫高弹形变 脆性断裂与韧性断裂 银纹与裂纹 温敏