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高分子物理与化学小结

高分子物理与化学小结
高分子物理与化学小结

?橡胶拉伸时会发热,回缩时会吸热,这主要有两个方面的原因:一是因为拉伸时熵

减小,而内能几乎不变,故焓也减小,即放热;二是许多橡胶拉伸时因分子规整排列而结晶,结晶过程是放热的。回缩时这两个因素正好反过来,即熵增加导致焓增加,晶区熔融吸热。

?当外力使蜷曲的分子链拉直时,由于分子热运动,力图恢复到原来的蜷曲状态,形

成对抗外力的回缩力,正是这种力促使橡胶形变的可逆性,但这种回缩力毕竟不大,所以橡胶在外力不大时就可以发生较大的形变,因而弹性模量小,一般在0.1~1MPa,而PE为200MPa,钢为200GPa。

?另外,温度升高时,分子热运动比较激烈,回缩力增大,所以橡胶的弹性模量随温

度的上升而增加,这与金属材料正好相反。

极性大的溶质溶于极性大的溶剂

对于小分子极性小的溶质溶于极性小的溶剂

溶质和溶剂极性越近,二者越易互溶

均缩聚

只有一种单体进行的缩聚反应,即2 -体系(如羟基酸或氨基酸缩聚),也称自缩聚;

共缩聚

在一般缩聚体系中加入第三或第四种单体进行的缩聚反应。如乙二醇与对苯二甲酸缩聚成涤纶聚酯,加入第三单体丁二醇共缩聚,降低涤纶的结晶度与熔点,增加柔性。

在均缩聚中加入第二种单体进行的缩聚反应

自动加速的后果及采取的措施

后果:在自加速过程中若大量反应热不及时散发,有爆聚危险

采取措施:降低体系粘度:如溶液聚合

强化传热:如MMA本体聚合制造有机玻璃,高温预聚、薄层聚合、高温熟化。

烯丙基单体的自阻聚作用

在自由基聚合中,烯丙基单体的聚合速率很低,并且往往只能得到低聚物,这是因为自由基与烯丙基单体反应时,存在加成和转移两个竞争反应

一方面,单体活性不高且加成反应生成的链自由基是二级碳自由基,不稳定,不利于加成反应的进行;另一方面,由于烯丙基氢很活泼,且链转移后生成的烯丙基自由基由于有双键的共振作用非常稳定,因此对链转移反应非常有利。这样,由于链转移反应极易发生,ktr>>kp,烯丙基单体聚合只能得到低聚物;并且由于链转移生成的烯丙基自由基很稳定。不能引发单体聚合,只能与其它自由基终止,起缓聚或阻聚作用

活性聚合的特点:

?聚合物分子量随转化率线性增加;

?所有聚合物链同时增加,且增长链数目不变,聚合物分子量呈现低分散性;

?通过选择性加入带官能团的引发剂或终止剂,可合成端基为特定官能团的聚合物;

?可合成嵌段聚合物、星形聚合物、树枝状聚合物等。

乳液聚合:

对于第Ⅰ阶段:自由基不断进入胶束引发聚合,成核的乳胶粒数N 从零不断增加。因此,Rp不断增加

?对于第Ⅱ阶段:胶束已消失,不再有新的胶束成核,N恒定;单体液滴存在,不断通过水相向乳胶粒补充单体,使乳胶粒内单体浓度恒定。因此,Rp恒定

?对于第Ⅲ阶段:单体液滴消失,乳胶粒内单体浓度[M]不断下降。因此,Rp不断下降

活性聚合和活性聚合物钠在THF中引发

活性聚合(Living Polymerization):

引发剂在引发前,先100%地迅速转变成阴离子活性中心,然后以相同速率同时引发单体增长,至单体耗尽仍保持活性,称作活性聚合。

活性聚合物

定义:当单体转化率达到100%时,聚合仍不终止,形成具有反应活性聚合物,即活性聚合物。

活性聚合的特点:?引发剂全部、很快地形成活性中心,每一活性中心所连接的单体数基本相等,故生成聚合物分子量均一,具有单分散性;聚合度与引发剂及单体浓度有关,可定量计算。故又称化学计量(Stoichiometric)聚合;?若反应体系内单体浓度、温度分布均匀,则所有增长链的增长几率相同;?无终止反应,须加入水、醇等终止剂人为地终止聚合

阳离子聚合:聚合度随温度降低而增大,因此阳离子聚合常在较低温下进行。低温可以减弱链转移而引起的终止反应,延长活性链寿命而提高分子量。

高分子试剂(Polymer Reagent)

定义:键接有反应基团的高分子

高分子试剂的优点:

不溶,稳定;对反应的选择性高;可就地再生重复使用;生成物容易分离提纯。方法:将功能基团接到高分子母体上,作为化学试剂用

高分子催化剂(Polymer Catalyst)

定义:由高分子母体?和催化基团A组成,基团不参与反应,只起催化作用:

制备方法:

?-A + 低分子反应物—→?-A + 产物

●配位聚合、络合聚合

在含义上是一样的,可互用。

一般认为,配位比络合表达的意义更明确

配位聚合的结果:

可以形成有规立构聚合物

也可以是无规聚合物

●定向聚合、有规立构聚合

这两者是同义语,是以产物的结构定义的,都

是指以形成有规立构聚合物为主的聚合过程。

乙丙橡胶的制备采用Z-N催化剂,属于配位聚

合,但结构是无规的,不是定向聚合。

Macromolecule molecule with high molecule weight

Polymer molecule comprised of repeating unit

Features of Living Polymerization

?No termination reaction!

?Linear kinetic plot in semilogarithmic coordinates (ln([M]0/[M]) vs. time), if the reaction is first-order with respect to the

monomer concentration.

?Linear evolution of MW with conversion. MW is predicted by [M]/[I]0

?Polydispersity (Mw/Mn) should be close to unity

?End-functionality of polymer chain

?Block polymer can be prepared by continuous polymerization of second monomer

高分子物理和化学-名词解释

高分子物理和化学名词解释(各种转)作者:刘方超CooDee 1. 应力松弛:在恒定温度和形变保持不变的情况下,聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。 2. 氢键:是极性很强的X-H键上的氢原子,与另外一个键上电负性很大的原子Y的孤对电子相互吸引而形成的一种键。 3. 等规聚合物:指全同立构和间同的高聚物。 4. 等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 5. 聚合物的粘弹性:聚合物的形变和发展具有时间依赖性,这种性质介于理想弹性体和理想粘性体之间,称为粘弹性。 1999年 1.玻璃化温度:玻璃态与高弹态之间的转变即玻璃化转变,所对应的转变温度。 2.脆点(化)温度:当温度低于某个温度Tb时,玻璃态高聚物不能发展强迫高弹形变,而必定发生脆性断裂,这个温度称为脆化温度。 3.溶解度参数:通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数d,溶质和溶剂的溶解度参数愈接近,两者愈能相互溶解。 4.柔顺性:高分子链能够不断改变其构象的性质或高分子能够卷曲成无规线团的能力。 5.泊松比:材料横向单位宽度的减少与纵向单位长度的增加之比值。 6.表观粘度:与牛顿粘度定义相类比,将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比,其值称为表观粘度,即。 2000年 1. 链段:把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元,称为链段。 2. 构型:构型是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征,也就是指分子汇总由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 3. 构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。 4. 熔限:结晶高聚物有一个较宽的熔融温度范围,这个温度范围就叫熔限。 5. 熔点:高聚物结晶部分完全熔化的温度。 6. 剪切粘度:液体内部反抗在切应力作用系发生薄层流动的内摩擦力,称为剪切粘度。 7. 高聚物的屈服:聚合物在外力作用下产生的塑性变形。 2001年 1.时温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。

高分子物理名词解释22953

近程结构:高分子中与结构单元相关的化学结构,包括结构单元的构造与构型 远程结构:指与整个高分子链相关的结构 构型:分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排布方式 构象:分子链中单键内旋转所形成的原子或基团在空间的几何排列图像 碳链高分子:高分子主链全部由碳原子组成,且碳原子之间以共价键连接而成的高分子 杂链高分子:主链上除碳原子外,还有氧氮硫等其他原子存在,原子键以共价键相连接的高分子元素有机高分子:主链不含碳原子,由Si,B,P,Al,Ti,As,O等无机元素组成,侧基为有机取代基团 链接异构:结构单元在分子链中因键接顺序或连接方式不同而形成的异构体 序列异构:不同序列排布方式形成的键接异构体 旋光异构:d型和l型旋光异构单元在分子链中排列方式不同而构成的异构体 几何异构:根据内双键连接的两个碳原子上键接基团在键两侧的排列方式分出顺式和反式两种立体异构体,称为顺反异构体,也称为几何异构体 全同立构:分子链中所有不对称碳原子均以相同的构型键接 间同立构:分子链中的不对称碳原子分别以d型和l型交替键接 无规立构:分子链中的不对称碳原子以d和l构型任意键接 线性高分子:具有一维拓扑结构的线性长链,长径比大,每个分子链带有两个端基 支化高分子:分子主链上带有与其化学组成相同而长短不一的支链的高分子,端基数目大于2 交联网络:经交联后,分子链形成的具有一定强度的网状结构 内旋转:与σ键相连的两个原子可以做相对旋转而不影响σ键电子云的分布,称为σ键的内旋转 内旋转势垒:内旋转时需要消耗一定能量以克服所受的阻力,所需能量即为内旋转势垒 内旋转势能差:内旋转异构体之间的势能差称为内旋转势能差 静态分子链柔顺性:又称为平衡态柔顺性,指高分子链在热力学平衡条件下的柔顺性 动态分子链柔顺性:指分子链在一定外界条件下,微构象从一种平衡态构象转变到另一种平衡态构

高分子物理知识点总结

高分子物理知识点总结 导读:我根据大家的需要整理了一份关于《高分子物理知识点总结》的内容,具体内容:高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享,欢迎阅读。高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同... 高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。下面我给你分享,欢迎阅读。 高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。 旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的,有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中,高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。)。 全同(或等规)立构:取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构:取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接 无规立构:取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接 几何异构是由于主链中存在双键而形成的,有顺式和反式两种异构体。构象:原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。 链段:把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元 链节(又称为重复单元):聚合物中组成和结构相同的最小单位

高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。其中支化高分子的性质与线性高分子相似,可以溶解,加热可以熔化。但由于支化破坏了高分子链的规整性,其结晶能力大大降低,因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等,都较相应的线性高分子的低。 交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构,交联高分子不能溶解,只能溶胀,加热也不能熔融。 高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。 单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因,内旋转越自由,卷曲的趋势就越大。这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。 高分子链的内旋转并不是完全自由的,有键角和空间位阻的限制。 自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制,但没有空间位阻的限制。自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链,实际中是不存在的。 实际的高分子链既不是自由结合链,也不是自由旋转链,但可以看作是一个等效的自由结合链。 柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质 末端距:线性高分子的一端到另一端的距离 内聚能:克服分子间的作用力,把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度) 聚合物在不同的条件下结晶,可以形成不同的形态。 聚合物的单晶一般只能在极稀溶液中(浓度小于0.1%)缓慢结晶才能形成。

高分子物理习题及答案

一、单项选择题 1.高分子的基本运动是( B )。 A.整链运动 B.链段运动 C.链节运动 2.下列一组高聚物分子中,柔性最大的是( A )。 A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯 3. 下列一组高聚物中,最容易结晶的是( A ). A.聚对苯二甲酸乙二酯 B. 聚邻苯二甲酸乙二酯 C. 聚间苯二甲酸乙二酯 4.模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用( C )模型。 A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 5.在半晶态聚合物中,发生下列转变时,判别熵值变大的是( A )。 (1)熔融(2)拉伸取向(3)结晶(4)高弹态转变为玻璃态 6.下列一组高聚物分子中,按分子刚性的大小从小到大的顺序是( ADBFC )。 A.聚甲醛; B.聚氯乙烯; C.聚苯乙烯; D. 聚乙烯;F. 聚苯醚 7..假塑性流体的特征是( B )。 A.剪切增稠 B.剪切变稀 C.粘度仅与分子结构和温度有关 8.热力学上最稳定的高分子晶体是( B )。 A.球晶 B.伸直链晶体 C.枝晶 9.下列高聚物中,只发生溶胀而不能溶解的是( B )。 A. 高交联酚醛树脂; B. 低交联酚醛树脂; C.聚甲基丙稀酸甲脂 10.高分子-溶剂相互作用参数χ 1 ( A )聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ 1<1/2 B. χ 1 >1/2 C. χ 1 =1/2 11.判断下列叙述中不正确的是( C )。 A.结晶温度越低,体系中晶核的密度越大,所得球晶越小; B.所有热固性塑料都是非晶态高聚物; C.在注射成型中,高聚物受到一定的应力场的作用,结果常常得到伸直链晶体。 12. 判断下列叙述中不正确的是( C )。 A.高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态;

高分子物理及化学综合实验讲义.

高分子科学实验讲义 (内部教材) 高分子教研室

目录 实验一常见塑料和纤维的简易鉴别 (1) 实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 (4) 实验三丙烯酰胺的溶液聚合 (6) 实验四苯乙烯的悬浮聚合 (9) 实验五熔融缩聚反应制备尼龙-66 (12) 实验六聚氨酯泡沫塑料的制备 (16) 实验七热固性脲醛树脂的制备 (19) 实验八膨胀计法测定高聚物的玻璃化转变温度 (22) 实验九用偏光显微镜研究聚合物结晶形态 (25) 实验十粘度法测定聚合物的分子量 (28) 实验十一差示扫描量热法(DSC)测定聚合物热性能 (33) 实验十二、热失重法(TGA)测定聚合物的热稳定性 (41) 实验十三DMA测定高聚物的动态力学性能 (44) 实验十四用扫描电子显微镜观察聚合物形态 (48) 实验十五高聚物熔融指数的测定 (51) 实验十六高聚物熔体流变特性的测定 (54)

综合性、设计性实验 (61) 实验十七改性苯丙乳液的合成与性能分析 (63) 实验十八丙烯酸脂类压敏胶的制备与性能测试 (68)

实验一常见塑料和纤维的简易鉴别 一、实验目的 1.了解聚合物燃烧试验和气味试验的特殊现象,借以初步辨认各种聚合物。 2.利用聚合物溶解的规律及溶剂选择的原则,了解并掌握溶解法对常见聚合物的定性分析。 二、基本原理 聚合物的鉴别,特别对未知聚合物试样的鉴别颇为复杂,即使经纯化处理的聚合物也很难用单一的方法进行鉴别。常见聚合物通常可用红外、质谱、X 光衍射、气相色谱等仪器进行不同程度的定性和定量分析。而基于聚合物的特性简单地通过外观、在水中的浮沉、燃烧、溶解性和元素分析的方法进行实验室的鉴别则方便易行。 1.根据试样的表观鉴别 HDPE、PP、PA 66、PA 6、PA1010质硬,表面光滑。LDPE、PVF、PA11质较软,表面光滑,有蜡状感觉。硬PVC、PMMA表面光滑,无蜡状感觉。PS质硬,敲打会发出清脆的“打铃声”。 2.根据试样的透明程度鉴别 透明的聚合物:聚丙烯酸酯类,聚甲基丙烯酸酯类,再生纤维素,纤维素酯类和醚类,聚甲基戊烯类,PC、PS,PVC及其共聚物。半透明的聚合物:尼龙类,PE,PP,缩醛树脂类。透明性往往与样品的厚薄,结晶性,共聚物某些成分的含量等有关。如:EV A中VC的含量大于15%可以从半透明变为透明。半透明的聚合物在薄时变为透明。加入填料共混后,透明聚合物变为不透明。结晶可使透明聚合物变为半透明。 3.根据聚合物燃烧试验的火焰及气味鉴别

高分子物理与化学习题答案(精品文档)

高分子物理与化学习题解答――参考答案 第一章 绪论 1. P16: 名词解释: 单体:能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物 结构单元:构成高分子链并决定高分子性质的最小原子组合 重复单元:聚合物中组成和结构相同的最小单位,又称为链节。 聚合物:由结构单元通过共价键重复连接而成的大分子 聚合度:即高分子链中重复结构单元的重复次数,是衡量聚合物分子大小的指标。 3. P16写出下列单体的聚合反应式,以及单体/聚合物的名称 1). 2) 3) 4) 5) 6. P17: 写出下列混合物的数均分子量、重均分子量和分子量分布指数 (1)组分1:质量分数=0.5,分子量=1 x 104 (2)组分2:质量分数=0.4,分子量=1 x 105 (3)组分3:质量分数=0.1,分子量=1 x 106 解: 4 6 41085.11011054.0105.01 /1?=++== ==∑∑∑∑∑∑Mi Wi Wi Mi Wi Wi Ni NiMi M n 56541045.1101.0104.0105.0?=?+?+?==∑WiMi Mw 1045.15 ?Mw nCH 2CHF 2CHF n 氟乙烯聚氟乙烯 nCH 2C(CH 3)CH 2C(CH 3)2n 聚异丁烯 异丁烯nHO (CH 2)5H O(CH 2)5CO OH n 6-羟基己酸聚己内酯 n n CH 2CH 2CH 2O CH 2CH 2CH 2O 1,3-环丙烷 聚氧化丙撑 n n n H 2N(CH 2)6NH 2HOOC(CH 2)4COOH +2)6NHCO(CH 2)4CO 己二胺己二酸尼龙66

第三章自由基聚合习题解答 1.P73-74. 判断下列单体能否进行自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合?并说明理由

高分子化学与物理

中国科学院长春应用化学研究所 二ОО九年攻读博士学位研究生入学试题 高分子化学与物理 高分子化学部分(共50分) 一.名词解释(共14分,每题2分) 1.无规预聚物 2.本体聚合 3.官能团的摩尔系数 4.凝胶点 5.聚合上限温度 6.SBS热塑弹性体 7.顺丁橡胶 二.写出下列高分子材料的起始单体,合成反应式,注明引发剂、催化剂及聚合反应类型(共16分,每题4分) 1.尼龙-6 2.聚(芳)砜 3.合成天然橡胶 4.端羟基对苯二甲酸乙二醇酯齐聚物 三.简答题(共15分,每题5分) 1.列表比较自由基聚合和阴离子聚合的特点(包括聚合方法、引发剂(催化剂)、 聚合温度、聚合机理、聚合速率) 2.制备聚甲醛,如何选择单体和聚合方法,为什么? 3.什么叫功能高分子?合成功能高分子的方法有哪几种?请举出三个功能高分 子的例子,并写出他们的结构式。 四.研究工作调查(5分) 请写出你硕士论文的题目,主要研究成果及新颖性,以第一作者发表的与论文题目相关的文章几篇,发表在何种期刊上,论文的题目是什么?

高分子物理部分(共50分) 一.名词解释 (共10分,每题2分) 1.柔量 2.银纹 3.零切粘度 4.高分子液晶态 5.玻耳兹曼叠加原理 二.选择题 (共10分,每题1分) 1.比较聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯(PE)的柔顺性。() (a) PE>PP>PVC>PAN, (b) PE>PP>PAN>PVC (c) PP>PE>PVC>PAN, (d) PAN>PVC>PP>PE 2.已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数n为:()。 (a)2, (b) 3, (c)4, (d)5 3.大多数聚合物熔体都属于()。 (a)牛顿流体 (b)假塑性非牛顿流体 (c) 胀塑性非牛顿流体 (d) 宾汉流体 4.处于高弹态下的聚合物,可以运动的单元有()。 (a) 链段, (b) 链节, (c) 短支链, (d)整个分子链 5.在玻璃化温度以下,随着温度的降低,高分子的自由体积将()。 (a)保持不变, (b) 上升, (c)下降,(d) 先下降然后保持不变6.引起聚合物爬杆效应的是()。 (a)温度效应 (b) 黏性行为 (c)弹性行为 7.下列实验方法可测量聚合物溶度参数的是() (a) DSC法 (b)膨胀计法 (c)稀溶液粘度法 (d)密度法 8.下列方法中可以提高聚合物韧性的方法有()。 (a) 与橡胶共混 (b)提高结晶度 (c)加入增塑剂 (d)增加交联度 9.下列相同相对分子质量的某聚合物样品,在相同条件下用凝胶渗透色谱测得的淋出体积大小顺序为()>()>() (a) 轻度支化样品 (b) 线性样品 (c)高度支化样品10.橡胶的使用温度范围是() (a) T f 以上(b)T g ~T f 之间(c)Tg 以下(d)Tg以上 三.简答题 (共10分,1题3分,2题7分) 1.试讨论高分子溶液在高于、等于、低于θ温度时,其热力学性质各如何?高分子在溶液中的尺寸形态又如何?

最新高分子物理重要知识点复习课程

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内容 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范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)主链有一定的内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内容 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。聚合度:高分子链中重复单元的数目; 除结构单元的组成外,端基对聚合物的性能影响很大:提高热稳定性 链接结构是指结构单元在高分子链的联接方式(主要对加聚产物而言,缩聚产物的链接方式一般是明确的)。

高分子物理选择题

选择题 1、聚苯乙烯分子中可能呈现的构象是(A )。 A、无规线团 B、折叠链 C、螺旋链 2、比较一下聚合物的流动性,哪个最好(C )。 A、MI=0.1 B、MI=1 C、MI=10 3、当Mark公式中α为以下何值时,高分子溶液处于θ状态(A )。 A、α=0.5 B、α=0.8 C、α=2 4、以下哪个溶剂是θ溶剂(B )。 A、χ1=0.1 B、χ1=0.5 C、χ1=0.9 5、以下哪种材料的密度最大(B )。 A、高压聚乙烯 B、低压聚乙烯 C、聚丙烯 6、以下哪种方法可以测定绝对相对分子质量(B )。 A、VPO B、膜渗透法 C、GPC 7、结晶度增加,以下哪种性能增加(B )。 A、透明性 B、抗张强度 C、冲击强度 8、WLF方程不能用于(B )。 A、测粘度 B、测结晶度 C、测松弛时间 9、球晶的制备应从(B )。 A、稀溶液 B、熔体 C、高温高压下 10、四元件模型用于模拟(B )。 A、应力松弛 B、蠕变 C、内耗 11、所有聚合物在在玻璃化转变时,自由体积分数均等于(C )。 A、0.5% B、1% C、2.5% 12、高聚物的应力-应变曲线中哪个阶段表现出强迫高弹性(A )。 A、大形变 B、应变硬化 C、断裂 13、一般地说,哪种材料需要较高程度的取向(C )。 A、橡胶 B、塑料 C、纤维 14、对极性高分子,选择溶剂应采用哪一原则更为准确(B )。 A、极性相似原理 B、溶剂化原则 C、δ相近原则 15、结晶度不能用以下哪种方法测定(B )。 A、膨胀计法 B、双折射法 C、热分析法

16、玻璃化转变温度不能用以下哪种仪器测定(C )。 A、膨胀计 B、扭辫仪 C、熔融指数仪 17、3.4次方幂律适用于( C )。 A、缩聚物 B、低相对分子质量加聚物 C、高相对分子质量加聚物 18、已知[η]=KM,判断以下哪一条正确(C )。 A、Mη=M n B、Mη=M w C、Mη=M n= M Z=M w 19、同一高分子样品测定相对分子质量,以下结果哪个正确(C )。 A、粘度法大于光散射法 B、VPO大于粘度法 C、粘度法大于端基分析法 20、高聚物为假塑性流体,其粘度随剪切速率的增加而(B )。 A、增加 B、减少 C、不变 21、以下哪种聚合物不存在旋光异构体(B )。 A、聚丙烯 B、聚异丁烯 C、聚异戊二烯 22、非结晶性高聚物的应力-应变曲线不存在以下哪个阶段(B )。 A、屈服 B、细颈化 C、应变软化 23、PS中苯基的摇摆不属于(C )。 A、次级松弛 B、Tβ转变 C、Tα转变 24、对交联高聚物,以下的力学松弛行为哪一条正确(A )。 A、蠕变能回复到零 B、应力松弛时应力能衰减到零 C、可用四元件模型模拟 25、PET淬火样品处于(A )。 A、非晶玻璃态 B、半结晶态 C、皮革态 26、交联橡胶以下哪一条不正确(C )。 A、形变很小时符合胡克定律 B、具有熵弹性 C、拉伸时吸热 27、以下使T g增加的因素哪个不正确( B )。 A、压力增加 B、主链杂原子密度增加 C、主链芳环增加 28、以下材料哪个内耗最小(C )。 A、天然橡胶 B、丁基橡胶 C、顺丁橡胶 29、以下哪种聚合物不存在T g( C )。 A、齐聚物 B、低结晶度且高相对分子质量 C、低相对分子质量且高交联度 30、纤维与塑料、橡胶相比(A )。 A、强度较大 B、相对分子质量较大 C、内聚能密度较小 31、刚性增加时,以下哪条不正确(A )。

考研《高分子物理与化学》考研真题考点归纳

考研《高分子物理与化学》考研考点归纳 高分子物理与化学考点归纳与典型题(含考研真题)详解第1章氧化还原反应与应用电化学 第1章概论 1.1考点归纳 一、高分子物理发展简史 1.发展历程 (1)1920年,H.Staudinger发表文献《论聚合》,论证聚合过程是大量小分子自己结合的过程; (2)P.Debye和B.H.Zimm等发展光散射法研究高分子溶液的性质; (3)J.D.Watson和F.H.C.Crick用X射线衍射法研究高分子的晶态结构,于l953年确定了脱氧核糖核酸的双螺旋结构; (4)50年代,高分子物理学基本形成。 2.高分子物理的研究内容 (1)高分子的结构; (2)高分子材料的性能; (3)分子运动的统计学。 二、高分子的分子量和分子量分布 1.聚合物分子量的特征

(1)比低分子化合物大几个数量级; (2)具有多分散性——即分子量的不均一性。 2.平均分子量的定义 (1)以数量为统计权重的数均分子量,定义为 (2)以质量为统计权重的重均分子量,定义为 (3)用稀溶液黏度法测得的平均分子量为黏均分子量,定义为 式中,a是特性黏数分子量关系式中的指数,在0.5~1之间。(4)以z值为统计权重的z均分子量,定义为

注:单分散试样:;多分散试样:。 3.分子量分布的表示方法 (1)分子量分布的定义 分子量分布是指聚合物试样中各个组分的含量和分子量的关系。 (2)表征多分散性的参数 ①分布宽度指数 a.定义:分布宽度指数是试样中各分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值,又叫方差。分布愈宽, 愈大。

b.单分散试样,,;多分散试样,,。 ②多分散性指数 a.定义:表征聚合物分子量不均一性的参数,以重均和数均分子量之比或Z均和重均分子量之比表征(或d=MZ/MW)。 b.单分散试样,d=1;多分散试样,d >1,d的数值越大,分子量分布越宽。 三、分子量和分子量分布的测定方法 1.测定方法 (1)数均分子量:端基分析法(M<104)、蒸气压渗透法(M<30000)、冰点降低法(M<30000)、沸点升高法(M<30000)、渗透压法(20000<M); (2)重均分子量:光散射法(104<M<107)、体积排除色谱法(103<M<107);

高分子物理复习资料归纳

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。当淋洗体积相同时,二者的特性粘数与分子量的乘积相等,即: 根据Mark-Houwink 所以需要知道被测聚合物和标样的K,a值(在GPC实验所用的溶剂中)

高分子物理和化学

高分子化学 高分子化学高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。(https://www.sodocs.net/doc/e110018600.html,|NO.6315)合成高分子的历史不过八十年,所以高分子化学真正成为一门科学还不足六十年,但它的发展非常迅速。目前它的内容已超出化学范围,因此,现在常用高分子科学这一名词来更合逻辑地称呼这门学科。狭义的高分子化学,则是指高分子合成和高分子化学反应。后来,经过研究知道,人工合成的高分子和那些天然存在的高分子,在结构、性能等方面都具有共同性,因此,就都叫做高分子化合物。 高分子的分子内含有非常多的原子,以化学键相连接,因而分子量都很大。但这还不是充足的条件,高分子的分子结构,还必须是以接合式样相同的原子集团作为基本链节(或称为重复单元)。许多基本链节重复地以化学键连接成为线型结构的巨大分子,称为线型高分子。有时线型结构还可通过分枝、交联、镶嵌、环化,形成多种类型的高分子。其中以若干线型高分子,用若干链段连接在一起,成为巨大的交联分子的称为体型高分子。(https://www.sodocs.net/doc/e110018600.html,|NO.6315) 从高分子的合成方法可以知道,合成高分子的化学反应,可以随机地开始和停止。因此,合成高分子是长短、大小不同的高分子的混合物。与分子形状、大小完全一样的一般小分子化合物不同,高分子的分子量只是平均值,称为平均分子量。 决定高分子性能的,不仅是平均分子量,还有分子量分布,即各种分子量的分子的分布情况。从其分布中可以看出,在这些长长短短的高分子的混合物中,是较长的多还是较短的多,或者中等长短的多。 高分子具有重复链节结构这一概念,是施陶丁格在20世纪20年代初提出的,但没有得到当时化学界一些人的赞同。直到30年代初,通过了多次实践,这一概念才被广泛承认。正确概念一经成立,就使高分子有飞跃的发展。当时链式反应理论已经成熟,有机自由基化学也取得很大的成就。三者的结合,使高分子合成有了比较方便可行的方法实践证明,许多烯类化合物,经过有机自由基的引发,就能进行链式反应,迅速地

高分子物理及化学

北京印刷学院2013 年硕士研究生招生 《材料物理与化学》专业考试大纲 高分子物理及化学 第一部分《高分子化学》大纲 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学,是高分子科学与工程专业学生必修的一门专业基础课。它以无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等四大化学为基础,同时也为后继的专业课程打下必要的理论基础。 第一章绪论 【掌握内容】 1. 基本概念:单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链 节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等 2. 聚合反应;加成聚合与缩合聚合;连锁聚合与逐步聚合 3. 从不同角度对聚合物进行分类 4. 常用聚合物的命名、来源、结构特征 5. 聚合物相对分子质量及其分布 【熟悉内容】 1. 系统命名法

2. 典型聚合物的名称、符号及重复单元 1. 高分子化学发展历史 2. 聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响 第二章自由基聚合(radical polymerization) 【掌握内容】 1. 自由基聚合的基本概念: 聚合熵,聚合焓,聚合上限温度,引发剂半衰期,残留分率,引发效率,诱导效应,笼蔽效应,自动加速现象,凝胶效应,沉淀效应,动力学链长,链转移现象,阻聚现象,缓聚现象 2. 单体聚合能力:热力学(△E, △S,T,P) ;动力学(空间效应-聚合能力,电子效应-聚合类型) 3. 自由基基元反应每步反应特征,自由基聚合反应特征 4. 常用引发剂的种类和符号,引发剂分解反应式,表征方法(四个参数),引发剂效率,诱导效应,笼蔽 效应,引发剂选择原则 5. 聚合动力学:聚合初期:三个假设,四个条件,反应级数的变化,影响速率的四因素 (M,I,T,P) ;聚合中后期的反应速率的研究:自动加速现象,凝胶效应,沉淀效应;聚合反应类型 6. 相对分子质量:动力学链长,聚合度及影响其的四因素(M,I,T,P) 7. 链转移:类型,聚合度,动力学分析,阻聚与缓聚 1. 热、光、辐射聚合 2. 聚合动力学研究方法

高分子化学和物理南开大学高分子化学与物理考研真题答案

高分子化学和物理南开大学高分子化学与物理考研真 题答案 一、南开大学832高分子化学与物理考研真题及答案

南开大学2011年硕士研究生入学考试高分子化学与物理

2 参考答案 高分子物理部分: 一、名词解释 1.高分子链的远程结构:远程结构是指整个高分子链的结构,是高分子链结构的第二个层次,包含高分子链的大小(质量)和形态(构象)两个方面。 2.高斯链:高斯链是指高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链,也称为等效自由结合链。柔性的非晶状线型高分子链,不论处于什么形态(如玻璃态、高弹态、熔融态或高分子溶液),相同分子量的高分子链段都取平均尺寸近乎相等的无规线团构象,称为“等效自由结合链”。因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数,又称为高斯链。 3.聚集态结构:聚集态结构是指高分子链间的几何排列,又称三次结构,也称为超高分子结构。聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。 4.溶度参数:溶度参数表征聚合物-溶剂相互作用的参数。物质的内聚性质可由内聚能予以定量表征,单位体积的内聚能称为内聚物密度,其平方根称为溶度参数。溶度参数可以作为衡量两种材料是否共容的一个较好的指标。 5.玻璃化转变:玻璃化转变对于聚合物来说是非晶聚合物的玻璃态与高弹态之间的转变。其分子运动本质是链段运动发生“冻结”与“自由”的转变。6.熵弹性:熵弹性是指由于系统熵变而引起的弹性。熵是和物质分子排列有序度有关的一种状态函数,当物质系统分子排列有序度降低,混乱程度增加时,系统熵也增大。所以当橡胶受外力变形时,若没有内能变化,则其抵抗变形的收缩力(弹力)完全是由熵的变化而产生的,这种称之为熵弹性。

高分子物理重要知识点

高分子物理重要知识点 (1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档 高分子物理重要知识点 (1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档 1 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内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范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)主链有一定的内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内容 名称内容备注链结构一级结构(近程结构)结构单元的化学组成键接方式构型(旋光异构,几何异构)几何形状(线形,支化,网状等)共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构(远程结构)构象(高分子链的形状)相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构(聚集态结构、聚态结构、超分子结构)晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上,许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构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

高分子物理名词解释

1.应力松弛:在恒定温度和形变保持不变的情况下,聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。 2.氢键:是极性很强的X-H键上的氢原子,与另外一个键上电负性很大的原子Y的孤对电子相互吸引而形成的一种键。 3.等规聚合物:指全同立构和间同的高聚物。 4.等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 5.聚合物的粘弹性:聚合物的形变和发展具有时间依赖性,这种性质介于理想弹性体和理想粘性体之间,称为粘弹性。 1999年 1.玻璃化温度:玻璃态与高弹态之间的转变即玻璃化转变,所对应的转变温度。 2.脆点(化)温度:当温度低于某个温度Tb时,玻璃态高聚物不能发展强迫高弹形变,而必定发生脆性断裂,这个温度称为脆化温度。 3.溶解度参数:通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数d,溶质和溶剂的溶解度参数愈接近,两者愈能相互溶解。 4.柔顺性:高分子链能够不断改变其构象的性质或高分子能够卷曲成无规线团的能力。 5.泊松比:材料横向单位宽度的减少与纵向单位长度的增加之比值。 6.表观粘度:与牛顿粘度定义相类比,将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比,其值称为表观粘度,即。 2000年 1.链段:把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元,称为链段。 2.构型:构型是对分子中的最近邻原子间的相对位臵的表征,也就是指分子汇总由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 3.构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。 4.熔限:结晶高聚物有一个较宽的熔融温度范围,这个温度范围就叫熔限。 5.熔点:高聚物结晶部分完全熔化的温度。 6.剪切粘度:液体内部反抗在切应力作用系发生薄层流动的内摩擦力,称为剪切粘度。 7.高聚物的屈服:聚合物在外力作用下产生的塑性变形。 2001年 1.时温等效原理:升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的,可用一个转换因子αT将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。 2002年 1.高聚物的熔点:比容-温度曲线上熔融终点处对应的温度为高聚物

高分子物理知识点

构象:具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列 柔性: 高分子链中单键内旋的能力; 高分子链改变构象的能力; 高分子链中链段的运动能力; 高分子链自由状态下的卷曲程度。 链段:两个可旋转单键之间的一段链,称为链段 影响柔性因素: 1支链长,柔性降低;交联度增加,柔顺性减低。 2一般分子链越长,构象数越多,链的柔顺性越好。 3分子间作用力越大,聚合物分子链所表现出的柔顺性越小。分子链的规整性好,结晶,从而分子链表现不出柔性。 控制球晶大小的方法: 1控制形成速度; 2采用共聚方法,破坏链的均一性和规整性,生成较小的球晶; 3外加成核剂,可获得小甚至微小的球晶。 聚合物的结晶形态: 1单晶:稀溶液,慢降温,螺旋生长 2球晶:浓溶液或熔体冷却 3树枝状晶:溶液中析出,低温或浓度大,分子量大时析出; 4纤维状晶:存在流动场,分子量伸展,并沿流动方向平行排列; 5串晶:溶液低温,边结晶边搅拌; 6柱晶:熔体在应力作用下冷却结晶; 7伸直链晶:高压下融融结晶,或熔体结晶加压热处理。 结晶的必要条件: 1内因: 化学结构及几何结构的规整性; 2外因:一定的温度、时间。 结晶速度的影响因素: 1温度——最大结晶温度:低温有利于晶核形成和稳定,高温有利于晶体生长; 2压力、溶剂、杂质:压力、应力加速结晶,小分子溶剂诱导结晶; 3分子量:M 小结晶速度块,M 大结晶速度慢; 熔融热焓?H m :与分子间作用力强弱有关。作用力强,?H m 高 熔融熵?S m :与分子间链柔顺性有关。分子链越刚,?S m 小 聚合物的熔点和熔限和结晶形成的温度T c 有一定的关系: 结晶温度Tc 低(< Tm ),分子链活动能力低,结晶所得晶体不完善,从而熔限宽,熔点低; 结晶温度Tc 高(~ Tm ),分子链活动力强,结晶所得晶体更加完善,从而熔限窄,熔点高。 取向:在外力作用下,分子链沿外力方向平行排列。聚合物的取向现象包括分子链、链段的取向以及结晶聚合物的晶片等沿特定方向的择优排列。 取向机理: 1高弹态:单键的内旋转。外力作用下,链段取向;外力解除,链段解取向 2粘流态:高分子各链段的协同运动。外力作用下,分子链取向;外力解除,分子链解取向 3结晶高聚物:非晶区取向,可以解取向;晶粒取向,不易解取向 取向度: 高分子合金又称多组分聚合物, 在该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物, θ θθ22sin 2 3 1)1cos 3(2 1-=-=f

高分子化学与物理考研学校介绍

高分子化学与物理(不考数学)考研整理 中国人民大学 首都师范大学 查询条件:(10028)首都师范大学(017)化学系(070305)高分子化学与物理(03)功能高分子材料理论研究与合成 中国矿业大学 查询条件:(11413)中国矿业大学(北京)(003)化学与环境工程学院(070305)高分子化学与物理 南开大学 查询条件:(10055)南开大学(051)化学学院(电话:23505121)(070305)高分子化学与物理(01)

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高分子物理期末知识点总结

UNIT1.碳链高分子:主链全部由C以共价键相连接;杂链:主链含C,以及O、S等两种或以上的原子以共价键相连接;构造:聚合物分子的各种形状(线形、枝化、交联、梯形、螺旋)构型:由化学键固定的原子在空间几何排列;构像:原子或原子团绕单键内旋转所产生的空间排布。旋光异构体:结构单元为-CH2-CHX-型,包含一个不对称C,所形成的异构体;分为全同:取代基都在主平面一侧或都由一种旋光异构单元键接而成;间同:相间分布于或两种交替链接;无规:不规则分布或两种无规链接。链段:高分子链中的单键旋转时互相牵制,一个键转动,要带动附近的一段链一起运动,把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元。自由连结链:一个孤立高分子链在旋转时不考虑键角限制和位垒的障碍,每个分子由足够过的不占有体积的化学键自由结合而成的,每个键在任方向取向几率相等的理想模型。自由旋转链:分子链中每个键在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对旋转的影响;等效自由:将一个原来有n个键长为l键角固定旋转不自由的键组成的链可视为Z个长度为b的自由结合链段的的高分子链;链的柔性:分子链能够改变其构象的性质.(不但高分子本身是一个独立运动单元,而且在每个高分子中还存在能独立运动的小单元,他们热运动的结果 使链有强烈的卷曲倾向,这是大分子链具备柔性的最根本内在原因)柔性实质:构象数增,S增,分子链卷曲程度增,分子链在无外力作用下总是自发采取卷曲形态,使构象熵最大。平衡态柔性:热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构象之间的能量差ΔUtg。动态柔性:在外界条件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,转变速度取决于位能曲线上反式和旁式构象之间的位垒ΔUb与外场作用能之间的关系(ΔUb与kT).影响柔性的因素:分子结构:a主链结构1主链全部由单键组成,一般柔性较好,PE PP;不同单键,柔性不同Si-O>C-N>C-O>C-C.2有孤立双键,柔性大,顺式聚1,4-丁二烯;共轭双键,不能内旋转,分子刚性,聚乙炔,聚苯;有芳杂环,柔性差,芳香尼龙.b取代基1极性大作用力大,内旋转受阻,柔性差,PAN聚氯乙烯>聚1,2-二氯乙烯.3极性取代基的分布对柔性有影响,聚偏二氯乙烯>聚氯乙烯.4非极性取代基,基团体积大,空间位阻大,内旋困难,柔性差,PS1/2不良溶剂。χ1kT的物理意义:把一个溶剂分子放入高聚物中时引起的能量变化。高分子aq与小分子aq区别?什么时候可当成理想aq?比小分子aq溶解的缓慢的多,粘度明显大于小分子aq,性质存在相对摩尔质量的依赖性,而分子量有分散性,故研究很复杂;当链段与溶剂相互作用产生的混合热和混合熵相互抵消时。X1=1/2,U1e=0的溶液才能将此高分子溶液看做是理想溶液,但即使是X1=1/2,高分子溶液的ΔHm也不为0.符合理想溶液条件的高分子溶液混合自由能来源于混合热和混合熵。X1=1/2的高分子溶液宏观上热力学性质遵从理想溶液规律,其微观状态与小分子理想溶液有本质区别。过量化学位:Flory-Krigbaum稀溶液理论:1高分子稀溶液中链段的分布是不均匀的,而是以链段云得形式分布在溶剂中,每一链段云可近似球体.2在连段云内,以质心为中心,链段的径向分布符合高斯分布.3链段云彼此接近要引起自由能的变化,每个高分子链段云有其排斥体积。(引入热参数,令,定义θ=)θ温度:超额混合热/超额混合熵;θ溶液:当T=θ时,Δu1E为零,链段间与溶剂间作用能抵消,无扰状态,排斥体积为零;当T=θ,此时的高分子aq,在宏观上看热力学性质遵从理想aq,但微观状态仍是非理想,因混合热和混合熵均不为零,只是两者的效应刚好抵消,所以Δu1E=0,这一条件为θ条件或θ状态,(θ条件:选择合适的溶剂和温度,可以使溶剂分子对高分子构象所产生的干扰忽略不计(此时高分子“链段”间的相互作用等于”链段”与溶剂分子间的相互作用).在θ条件下测得的高分子尺寸为无干扰尺寸,只有无干扰尺寸才是高分子本身结构的反应)对应为θ溶剂,对应温度为θ温度。。第二维利系数A2:与χ1一样,表征高分子链段与溶剂分子之间的相互作用。凝胶:交联聚合物溶胀体,不熔不溶,既是聚合物浓溶液,又是高弹性固体;冻胶:由范德华力交联形成,加热或拆散可拆散范德华力交联而溶解。 UNIT4.数均分子量Mn:按物质的量统计的平均分子量;重均分子量Mw:按质量统计的平均分子量;Z均分子量Mz:按Z量的统计平均分子量;黏均分子量Mη:用稀溶液黏度法测得的平均分子量(z ≥w≥η≥n)。单分散:z=w=n。为什么z≥w≥η≥n?因为Mn靠近低分子量部分,则低分子量部分对其影响大,Mw靠近高分子量部分,则高分子量对其影响较大,一般用Mw表征比Mn更恰当,聚合物熔体粘度依赖于高分子量部分。分子量测定方法:端基分析(Mn)、沸点升高或冰点降低(Mn)、气相渗透法VPO(Mn)、渗透压法(Mn)、黏度法(Mη)。沸升冰降测的是Mn?是的,通过热力学推导,可知,溶液的沸点升高值ΔTb和冰点降低值ΔTf正比于溶液浓度,即正比于溶质分子数,而与溶质的分子量成反比,由此可推导出高分子数均分子量Mn。稀溶液依数性:沸点升高、冰点下降、蒸汽压下降、渗透压等数值仅与溶液中的溶质数有关,而与溶质的本性无关。特性粘度[η](表示高分子aq的c趋于0时,单位浓度的增加对增比浓度或相对粘度对数的贡献);体积排除色谱法(SEC):又称凝胶渗透色谱法(GPC),分离机理:在分离作用由于大小不同的分子在色谱柱中的多孔性填料中占据的空间体积不同造成的。色谱柱中装填表面和内部有着各种大小不同的空洞和通道的多孔填料,以待测样品的某种溶剂充满柱子,最大的分子,只能留在填料颗粒之间,走的路径最短,先被溶剂冲出来,较大的分子,走颗粒间的路径和颗粒内较大的孔,路径长一些,较后被冲出来,较小的分子,颗粒间、颗粒内的大孔,还进入颗粒内的小孔,走的路径最多,最后被溶剂冲洗出来(大分子Ve小,小分子Ve大)SEM纵坐标记录洗提液与纯溶剂折射率差值Δn,在极稀溶液中,相当与Δc(洗提液的相对浓度),横坐标是保留体积Vr(淋出体积Ve),表征分子尺寸大小。保留体积小,分子尺寸大。 VPO:加入不挥发溶质沸点升高冰点降低蒸汽压下降。由于溶液的依数性,沸点升高值正比于浓度反比与分子量。由于高分子溶液热力学性质与理想溶液偏差,只有无限稀释才符合。所以测各种浓度,外推在恒温密闭容器内充有溶剂饱和蒸汽,将一滴不挥发溶质的溶液滴1和溶剂滴2悬在这个饱和蒸气中。由于1中溶剂的蒸气压较低,就会有溶剂分子从饱和蒸气相凝聚到溶液滴上。并放出凝聚热,使1温度升高。由于依数性,达平衡时,两液滴温差与溶质摩尔分数成正比。ΔT=AX2,ΔT温度差,X2溶质摩尔分数。 UNIT5.分子运动及转变特点:①运功单元的多重性A高分子链的整体运动:分子分子链质量中心的相对移动。B链段运动:区别于小分子的特殊运动形式。质量中心不变,一部分链段通过单键内旋转而相对于另一部分链段运动,使大分子可以伸展或卷曲。C链节、支链、侧击的运动。D晶区内的分子运动②分子运动的时间依耐性:外因作用下,聚合物从一平衡态通过分子运动过渡到另一与外界条件相连的新的平衡总需要时间,原因是整个分子链,链段、链节等运动单元的运动都需要克服内摩擦阻力,不可能瞬间完成③分子运动的温度依耐性:升温,一方面运动单元热运动能量提高,另一方面由于体积膨胀,分子距离增加,运动单元活动空间增大,松弛加快,松弛时间减小。聚合物分子运动特点:a.运动单元的多重性,包括整分子链平移、链段运动、链节支链侧基等小尺寸单元的流动、原子在平衡位置的振动、晶区的运动b.高分子运动的时间依赖性c.分子运动的温度依赖性松弛时间:橡皮由Δx(t)变为Δx(0)的1/e倍时所需要的时间,表征松弛过程快慢。(开始较快,后来越慢)。论述自由体积理论:液体或固体,它的整个体积包括两个部分:一部分是为分子本身占据的,称占有体积;另一部分是分子间的空隙,称自由体积,它以大小不等的空穴无规分布在聚合物中,提供了分子的活动空间,使分子链可能通过转动和位移而调整构象。在玻璃化温度以下,链段运动被冻结,自由体积也处于冻结状态,其空穴尺寸和分布基本上保持固定。聚合物的玻璃化温度为自由体积降至最低值的临界温度。在此温度下,自由体积提供的空间已不足以使聚合物分子链发生构象调整,随着温度升高,聚合物的体积膨胀只是由于分子振幅、链长等的变化,即分子占有体积的膨胀,而在玻璃化温度以上,自由体积开始膨胀,为链段运动提供了空间保障,链段由冻结状态进入运动状态,随着温度升高,聚合物的体积膨胀除了分子占有体积的膨胀之外,还有自由体积的膨胀,体积随温度的变化率比玻璃化温度以下为大。为此,聚合物的比体积-温度曲线在Tg时发生转折,热膨胀系数在Tg发生突变。影响Tg的因素:①主链的柔性:柔性越高,Tg高②取代基:侧基极性强,Tg高;极性基数高,Tg高;取代基位阻高,内旋转受阻程度高,Tg高③构型:全同Tg较低;顺反异构中,反式分子柔性差,Tg较高④分子量:M较低时,M高,Tg高;当分子量超过一定值后,Tg不再依赖分子量⑤外力速率:张力可强迫链段沿张力方向运动,Tg低,压力使分子链运动困难,Tg升高;冷却速率快,Tg高。另外:调节Tg手段:增塑、共聚、共混。聚合物Tg开始时随相对分子质量增大而升高,当达到一定值之后,Tg变为与相之无关的常数?相对分子质量对Tg的影响主要是链端的影响,处于链末端的链段比链中间的链段受的牵制要小些,因而有比较剧烈的运动,链端浓度的增加预期Tg会降低,链端浓度与数均相对分子质量成反比,超过临界相对分子质量后链端的比例很小,其对Tg影响可以忽略。聚合物中加入单体、溶剂、增塑剂等低分子物时导致Tg下降:Tg具有可加和性,这些物质Tg较高分子低许多,所以混和Tg比聚合物低。分子结构与结晶能力的关系(为什么结晶聚合物结晶不完整?)a.链的对称性、规整性越高,结晶能力越强b.共聚,无规共聚降低结晶能力c.链柔性差降低结晶能力,柔性太好不能结晶d.分子间作用力过大降低结晶能力e.交联降低结晶能力f.分子量增大限制结晶。{高压力下形成的结晶高聚物结晶体密度高,拉应力可以加速高聚物结晶}。结晶聚合物边熔融边升温的现象是由于试样中含有完善程度不同的晶体。结晶时,如果降温程度不是足够的慢,随着熔体黏度的增加,分子链的活动性减小,来不及作充分的位置调整,则结晶停留在不同的阶段上;等温结晶过程中,也存在着完善程度不同的晶体。这时再升温,在通常的升温速度下,比较不完善的晶体将在较低的温度下熔融,比较完善的晶体则要在较高的温度下熔融,因而出现较宽的熔融范围。结晶过程的特点:结晶温度区间在Tg与Tm之间;同一聚合物在同一结晶温度下,结晶速度随结晶时间过程而变化;结晶聚合物结晶不完善,没有精确的熔点,存在容限。 UNIT6.什么情况下符合虎克定律?在形变很小时,交联橡胶的应力应变关系才符合虎克定律。 UNIT7.五个区域:玻璃态区、玻璃—橡胶转变区、橡胶—弹性平台区、橡胶流动区、液体流动区。力学松弛:聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性。蠕变:一定的温度、较小恒应力持续作用下,材料应变随时间增加而增大的现象(包括瞬时可逆的普弹形变ε1、滞后可逆高弹形变ε2、不可逆的黏性形变ε3;Tg以下,链段运动松弛时间很长,ε2很小;材料本体粘度很大,ε3很小;因此蠕变主要由ε1构成,蠕变量很小。Tg以上,链段运动的松弛时间变短,导致ε2较大,材料的本体粘度η3仍很大,ε3较小,蠕变主要由ε2构成,夹杂少量ε3。同时,ε 3 随时间的发展而发展,导致总形变不断发展)。应力松弛:恒定温度和形变保持不变时,聚合物内部应力随时间增加而逐渐衰减的现象;产生原因:当聚合物受到外力作用发生变形时,分子链段要沿着外力方向伸展与外力相适应,因而在材料内部产生内应力。但是链段的热运动又可以使某些链缠结散开,以至于分子链之间可以产生小的相对滑移;同时链段运动也会调整构象使分子链逐渐地回复到原来蜷曲状态,从而使内应力逐渐地消除掉。(当温度远小于Tg时,链段运动的能力很弱,应力松弛非常慢;当温度太高时,应力松弛过程进行太迅速。只有在Tg温度附近几十度的范围内,应力松弛现象才比较明显)。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;产生原因:链段的运动受到内摩擦阻力作用的结果,当外力变化时,链段的运动受到内摩擦阻力的作用跟不上外力的变化,所以形变总是落后于应力,滞后了一个相位差δ。(外力作用频率适中,链段一方面可以运动,但又不能完全跟上应力的变化,这时滞后现象才能充分体现出来)力学损耗或内耗:在有滞后现象存在时,由于形变的发展落后于应力的变化,当第一周期的形变还没有完全恢复时,材料又会受到第二个周期应力的作用,因此每个周期都会有一部分弹性储能没有释放出来,这部分能量最终转变为热能,以热量的形式释放出来,造成损耗。影响因素:1温度a温度低,分子运动弱,不运动摩擦消耗能量小,内耗小.b温度高,分子运动快,应变跟得上应力变化,δ小,内耗小.c温度适中,跟不上应力变化, δ大,内耗大.2频率a频率快,分子运动跟不上应力的交换频率,摩擦消耗能量小,内耗小b频率很慢,应变跟得上应力变化, δ小,内耗小c频率适中,分子可以运动但跟不上应力频率变化, δ大,内耗大.3次级运动的影响:次级运动越多,所做的功可以通过次级运动耗散掉.时温等效原理:对于同一个力学松弛过程,既可以在较高温度和较短的外力作用时间下表现出来,也可以在较低温度和较长的外力作用时间下表 现出来。即:升高温度与延长外力作用时间对分子运动是等效的,对聚合物的粘弹性是等效的。 UNIT8.非晶态聚合物应力应变曲线:1.弹性形变区:直线斜率即为杨氏模量,此阶段普弹性,由于高分子键长键角和小运动单元的变化产生。2.屈服阶段:应变软化点,超过此点,大外力使本来冻结的链段开始运动,为大形变提供条件。3.大变形区:高弹性形变区,本质上与高弹形变一样是链段运动,它在外力作用发生。4.应变硬化区:分子链取向排列使强度提高。5.断裂。。屈服点以后,材料大变形的分子机理主要是g的链段运动,即在外力作用下,玻璃态p原来被冻结的链段开始运动,g链的伸展提供了材料的大变形,此时,p处于玻璃态,即使去除外力形变不能自动回复,只有升到 Tg以上链段运动解冻,分子链重新蜷曲,形变才可回复)。

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