高分子物理复习归纳
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)
第二章 高分子的链结构
2、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。
3、(,)(,)???????????????????????????????????????????????????????????
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
题目示例：
（1）下列不属于聚合物聚集态结构的是：晶态结构、液晶结构、取向结构、交联
（2）下列不属于聚合物近程结构的是：化学组成、空间立构、头尾连接、构象
（3）高聚物结构分成高分子链结构和高分子聚集态结构，高分子链结构又
分成和。
3. 什么叫高分子链的柔顺性；影响高分子链柔顺性的因素有哪些？
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.
4. 高分子具有柔顺性的本质是什么？简要说明影响高分子链柔顺性的因素主要有哪些？
高分子链具有柔顺性的原因在于它含有许多可以内旋转的σ键，根具热力学熵增原理，自然界中一切过程都自发地朝熵增增大的方向发展。高分子链在无外力的作用下总是自发地取卷曲的形态，这就是高分子链柔性的实质。
影响因素主要有：
1．主链的结构；2．取代基; 3．氢键; 4．交联。
5．试用玻璃化转变理论的自由体积理论解释：冷却速度越快，测得的Tg越高。
对高聚物熔体进行冷却时，聚合物的体积收缩要通过分子的构象重排来实现，显然需要时间。温度高于Tg时，高聚物中的自由体积足以使链段自由运动，构象重排瞬时即可完成，此时的体积为平衡体积。
如连续冷却，链段运动松弛时间将按指数规律增大，构象重排速率降低，将跟不上冷却速率，此时的体积总是大于该温度下的平衡体积。
6.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
1．聚合物在溶液中通常呈（C）构象。
A．锯齿形B．螺旋形C．无规线团D．梯形
3．欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，其聚合度必须增加（）倍。（A）A．10 B．20 C．100 D．50
7判断对错
. 聚丙烯分子链中碳－碳键是可以旋转的，因此可以通过单键的内旋转使全同立构聚丙烯转变为间同立构聚丙烯。( ?)
8.名词解释
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。
等效自由连接链：将含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链视为一个含有Z个长度为b的链段组成的可以自由旋转的链，称为等效自由连接链。
九．排序题：（3×3=9）
1．比较下列聚合物的柔顺性：
PP，PE，PVC，PAN
2．比较下列聚合物的柔顺性：
聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯
聚二甲基硅氧烷>聚乙烯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚碳酸酯
3、比较下列聚合物的玻璃化温度：
聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚对苯二甲酸乙二醇酯聚碳酸酯
聚碳酸酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷
10. 构型和构象有何区别？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C单键）内旋转把“全同”变为“间同”，为什么？（5分）
首先写两者区别，强调构象是由于单键内旋转而引起，而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。改变构象通过单键的内旋转即可达到，而改变构型需通过化学建的断裂与重组。（2分）
不能。首先指出从全同到间同的变化是构型的变化，必须通过化学建的断裂与重组才能改变构型。而单键内旋转只能改变构象，不能改变构型。（3分）
11．填空题
聚合物在溶液中通常呈（无规线团）构象，在晶体中呈（锯齿形）或（螺旋形）构象。
第三四章
一、选择题
1.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
2.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
3.高分子-溶剂相互作用参数χ1（ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中
A. χ1<1/2
B. χ1>1/2
C. χ1=1/2
4.关于高聚物和小分子物质的区别，下列( D )说法正确
⑴高聚物的力学性质是固体弹性和液体粘性的综合；
⑵高聚物在溶剂中能表现出溶胀特性，并形成居于固体和液体的一系列中间体系；
⑶高分子会出现高度的各向异性。
A. ⑴⑵对
B. ⑵⑶对
C. ⑴⑶对
D.全对
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．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其第二维利系数A2：（C）
A．小于1/2 B．大于1/2 C．大于零 D．小于零
7．当一个聚合物稀溶液从θ温度上升10℃时，其哈金斯参数：（A）
A．小于1/2 B．大于1/2 C．大于零 D．小于零
8、哪一个选项不可以判定聚合物溶解能力（A）。
A、密度相近原则
B、溶度参数相近原则
C、哈金斯参数小于0.5
D、溶剂化原则
2. 苯乙烯一丁二烯共聚物（δ=16.5）不溶于戊烷（δ=14.5）也不溶于乙酸乙酯（δ=18.6），但是可溶于以上两溶剂1：1的混合体系里，为什么？（6分）根据内聚能密度相近原则，当两者的溶度参数值相差小于1.7时，可以溶解，而差值大于2，一般都不溶解。（2分）
而戊烷（δ=14.5）和乙酸乙酯（δ=18.6）的溶度参数与苯乙烯一丁二烯共聚物
（δ=16.5）的溶度参数值相差分别为2和2.1，相差较大，所以不能溶解.(2分)。
当两种溶剂1：1的混后，混合溶剂的溶度参数为：
（14.5＋18.6）/2＝16.55
与苯乙烯—丁二烯共聚物（δ=16.5）的溶度参数值相差仅为0.05，所以能够溶解在混合溶剂里。（2分）
二、填空
1、写出判定聚合物溶解能力的原则中的2个原则：（极性相近原则）、（内聚能密度或者溶解度参数相近原则）、（哈金斯Huggins参数小于1/2原则）。
三、解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中，而线性的聚乙烯在室温下却不能?
首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物，其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。（1分）而尼龙是极性的聚合物，如果置于极性溶剂之中，和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融，继而溶解。（2分）聚乙烯是非极性的聚合物，要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近，然后溶于适当的溶剂中才能溶解。所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。（2分）
四、θ温度：在某一温度下聚合物溶于某一溶剂中，其分子链段间的相互吸引力与溶剂化以及排斥体积效应所表现出的相斥力相等，无远程相互作用，高分子处于无扰状态，排斥体积为0，该溶液的行为符合理想溶液行为，此时溶剂的过量化学位为0，溶液为θ溶液，此时的温度称为θ温度。
五、特性粘度：高分子在c→0时，单位浓度的增加对溶液的增比浓度或相对粘度对数的贡献。其数值不随溶液浓度的大小而变化，但随浓度的表示方法而异。
第五章
4. 判断下列叙述中正确的是（ A ）。
A．高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态；
B．取向使材料的力学、光学、热性能各向同性。
C. 聚合物的取向态是一种热力学稳定状态。
5. 下面有关玻璃化转变的描述，正确的是( A, B, D, E)
(A)聚合物玻璃态与高弹态之间的转变(B)链段由运动到冻结的转变(C)分子链由冻结到运动的转变(D)自由体积由随温度下降而减少到不随温度发生变化的转变(E)链段由冻结到运动的转变
6. 聚合物加工中的挤出胀大（巴拉斯效应）现象是由于（C, D）
(A) 高分子熔体热胀冷缩
(B) 高弹形变的储能超过克服粘滞阻力的流动能量时产生的不稳定流动
(C) 流动时有法向应力差，由此产生的弹性形变在出口模后要回复
(D) 高分子熔体在拉力下产生拉伸弹性形变，来不及完全松弛掉要回复
8．一般来说，（B）材料需要较高程度的取向。
A．塑料B．纤维C．橡胶D．粘合剂
二填空
1. 对于平均分子量相同而分子量分布不同的同种聚合物，在低剪切速率时，分子量分布（宽）的聚合物的剪切粘度大，而在高剪切速率下，分子量分布（窄）的聚合物的剪切粘度大。
2. 高聚物链段开始运动的温度对应的是该高聚物的（玻璃化转变）温度。
二.聚合物纤维熔融纺丝时，在拉伸和冷却工序之后，通常还有一道热定形工序，从高分子物理的角度谈谈该工序的作用。(8分)
参考答案：
聚合物纺丝时，在拉伸过程中聚合物链产生取向，此时高分子整链和高分子链段都发生取向。但是，由于高分子取向是热力学不稳定状态，在放置过程中聚合物链发生松弛，倾向于发生解取向。聚合物链段的长度远小于整链长度，它的松弛时间也远小于整链长度的松弛时间。因此在放置过程中，聚合物链段的松弛非常容易发生，导致聚合物纤维的外形发生变化。热定形工序就是在一定温度下使聚合物链段发生快速的解取向，使得聚合物纤维在放置和使用过程中不易发生变形。
4.比较下列大分子链的玻璃化温度：
聚乙烯聚二甲基硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯
聚碳酸酯>聚甲基丙烯酸甲酯>聚乙烯>聚二甲基硅氧烷
5. 取向：在某种外力的作用下，分子链或者其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。
第六章
一、选择
1. 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
2.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
3.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。
4.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
5．在聚合物结晶的过程中，有体积（B）的变化。
A、膨胀
B、收缩
C、不变
D、上述情况都有可能
6．某一结构对称的结晶聚合物，其Tm=210℃，其结晶速度最快的温度在。A．170℃B．115℃C．－25℃D．210℃
（B）
7．下列那种方法可以降低熔点：（B）
A. 主链上引入芳环；
B. 降低结晶度；
C. 提高分子量；
D. 加入增塑剂。
二、填空题
1. 高聚物在极高压力下可以得到的晶体类型是（伸直链晶体），在偏光显微镜下可以观察到“黑十字”现象的晶体类型是（球晶）
2. 具有规则几何外形的聚合物晶体类型是（单晶），在很稀溶液中（缓慢）冷却才可以得到；在偏光显微镜下可以观察到“黑十字”现象的晶体类型是（球晶）。
3. 液晶的晶型可以分为（近晶型）、（向列型）和（胆甾型）。
4.写出三种测定聚合物结晶度的测定方法: (X射线衍射) 、(量热法（DSC、DTA）) 和(密度法)
5.液晶分子中必须含有（长棒状）的结构才能够称为液晶，其长径比至少为（4）才有可能称为液晶，或者为（盘）状，其轴至多为（1/4）。
三、问答题
以结构的观点讨论下列聚合物的结晶能力：聚乙烯、尼龙66、聚异丁烯
高分子的结构不同造成结晶能力的不同，影响结晶能力的因素有：
链的对称性越高结晶能力越强；
链的规整性越好结晶能力越大；
链的柔顺性越好结晶能力越好；
交联、分子间力是影响高聚物的结晶能力；
氢键有利于结晶结构的稳定。
聚乙烯对称性最好，最易结晶；尼龙66，对称性不如聚乙烯，但仍属对称结构，还由于分子间可以形成氢键，使结晶结构的稳定，可以结晶，聚异丁烯由于结构不对称，不易结晶。
四．排序题：（3×3=9）
1．比较结晶难易程度：
聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚己二酸乙二酯
聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯
2. 比较结晶难易程度：
PE、PP、PVC、PS
PE>PP>PVC>PS
第七章
一、选择
1．韧性聚合物单轴拉伸至屈服点时，可看到剪切带现象，下列说法正确的是（B, C, D）。
(A) 与拉伸方向平行 (B) 有明显的双折射现象
(C) 分子链沿外力作用方向高度取向 (D) 剪切带内部没有空隙
2. 粘弹性是高聚物的重要特征，在适当外力作用下，（ C ）有明显的粘弹性现象。
(A) T g以下很多 (B) T g附近 (C) T g以上很多 (D) T f以上
3. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是（B）。
A. 提高支化度；
B. 提高结晶度；
C. 加入增塑剂；
D. 橡胶共混；.
二、判断题
1. 应力－应变曲线下的面积，反映材料的拉伸断裂韧性大小。( √ )
2. 高聚物的应力松弛现象，就是随时间的延长，应力逐渐衰减到零的现象。( ? )
三、计算题
1. 在一次拉伸实验中，试样夹具之间试样的有效尺寸为：长50mm、宽10mm、厚4mm，若试样的杨氏模量为35MPa，问加负荷100N该试样应伸长多少。
解：E=σ/ε, ε=(l-l0)/ l0, σ=F/A0, σ=100/(4×10)=2.5Mpa,
ε=σ/E=2.5/35=0.07143, l-l0=50×0.07143=3.57mm
四、名词解释
1.银纹：聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。
2.应力松弛：在恒定温度和形变标尺不变的情况下，聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。
五．填空题
1. 相对于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为 (粗糙) ，断裂伸长率较 (长) ，而且断裂之前存在 (屈服) 。
六、画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下，在玻璃化转变温度以下30度时的应力－应变曲线，并指出从该曲线所能获得的信息。（10）
（10分）从该图可以获得的信息有：聚合物的屈服强度（Y点强度）聚合物的杨氏模量（OA 段斜率）聚合物的断裂强度（B点强度）聚合物的断裂伸长率（B点伸长率）聚合物的断裂韧性（曲线下面积）画图：正确画出曲线得2分，并标明A、Y、B三点得3分，每写出一个信息得1分，共5分
七.举例说明什么是蠕变、应力松弛现象？
蠕变是指材料一定的温度下和远低于该材料的断裂强度的恒定应力作用下，形变随时间增大的现象。
应力松驰是在一定的温度下，试样维持恒定的应变所需的应力随时间逐渐衰减的现象。
补充例子
八.在同一坐标系中分别画出下列聚合物的形变-温度曲线。（15）
（1）分子量大小不同的非结晶聚合物的聚合物的形变-温度曲线；
（2）结晶度分别为10％和80％的结晶聚合物的形变-温度曲线；
（3）交联度分别为5％和70％的交联聚合物形变-温度曲线。
第八章
一、选择题
1、非晶态高聚物在（B）的温度下拉伸才可以产生强迫高弹性变。
A、室温
B、Tb-Tg
C、Tg以上
D、Tm以上
2. 聚合物处于高弹态时，其分子运动的主要单元是（B）。
A、键长
B、链段
C、键角
D、整个分子
3、用（B）模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。
A、粘壶与弹簧串连的kelvin模型
B、粘壶与弹簧串连的maxwell模型
C、粘壶与弹簧并连的kelvin模型
D、粘壶与弹簧并连的maxwell模型
4.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上（B）移。
A、左
B、右
C、上
D、下
5．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
二、填空
1. 高聚物的粘弹性行为表现有（蠕变）、（应力松弛）和（滞后、内耗）。
2. 根据时温等效原理，可以在较高温度下，较短时间内观察刀的力学松弛现象，也可以在（低）温度下，（长）时间内观察到。
3、maxwell模型是有弹簧和粘壶（串）而成，他可以用来描述（线形）聚合物的（应力松弛）过程。
4. 高聚物的静态粘弹性行为表现有（蠕变）、（应力松弛）。
5. 橡胶弹性是（熵）弹性，弹性模量随温度的升高而（升高），在拉伸时 (放) 热。
三、问答题
1.高弹性有哪些特征？为什么聚合物具有高弹性？
1.弹性模量小，而形变很大；
2.形变需要时间；
3.形变有热效应；
橡胶是由线性长链分子组成的，由于热运动，这种长链分子在不断的改变着自己的形状，因此在常温下橡胶的长链分子处于卷曲状态。卷曲分子的均方末端距比完全伸直的分子的均方末端距小100-1000倍，因此卷曲分子拉直就会显示出形变量很大的特点。
橡胶受到外力作用时，链段伸展，发生大形变。因是一熵减过程，所以不稳定。热运动会促使分子链回到卷曲状态，此时如果受热，则热运动加剧，回缩力加大，足以抵抗使分子链伸展的外力而回缩。
2. What is the time-temperature superposition principle？What is the significance
of the principle? (7分)
参考答案：
对同一个力学松弛现象，既可以在较高温度下、较短时间内观察到，也可以在较低高温度下、较长时间内观察到。因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。借助转换因子可将在某一温度下测定的力学数据转变成另一温度下的力学数据。
3. 影响聚合物力学内耗的因素是什么？(12分)
参考答案：
内耗的大小与高聚物本身的结构有关：分子链上没有取代基，链段运动的内摩擦阻力较小，内耗较小；有较大或极性的侧基，链段运动的内摩擦阻力较大,内耗较大;侧基数目很多，内耗就更大。
内耗受温度影响较大：Tg以下，高聚物受外力作用形变很小，只有键长和键角变化，速度很快，几乎跟得上应力的变化，内耗很小；温度升高，向高弹态过渡，由于链段开始运动，而体系粘度还很大，链段运动时受到摩擦阻力比较大，因此高弹形变显著落后于应力的变化，内耗也大；温度进一步升高，链段运动比较自由，内耗就变小了，因此在玻璃化转变区域出现内耗峰；温度继续升高，向粘流态过渡时，由于分之间互相滑移，因而内耗急剧增加。
内耗与频率的关系；频率很低时，高分子的链段运动完全跟得上外力的变化，内耗很小，高聚物表现出橡胶的高弹性；在频率很高时，链段运动完全跟不上外力的变化，内耗也很小，高聚物显得刚性，表现出玻璃态的力学性质；在中间区域，链段运动跟不上外力的变化，内耗在一定的频率范围出现极大值，这个区域中，材料的粘弹性表现得很明显。
四、判断对错
1. 橡胶试样快速拉伸，由于熵减小放热等原因导致温度升高。 ( )
高分子物理典型计算题汇总
四、计算题 1、某碳链聚α-烯烃，平均分子量为00(1000M M M =为链节分子量，试计算以下各项数值：（1）完全伸直时大分子链的理论长度；（2）若为全反式构象时链的长度；（3）看作Gauss 链时的均方末端距；（4）看作自由旋转链时的均方末端距；（5）当内旋转受阻时（受阻函数438.0cos =?）的均方末端距；（6）说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的，并指出此种聚合物的弹性限度。 解：设此高分子链为—（—CH 2—CHX —）n —，键长l=0.154nm,键角θ=109.5 。 . 25)/(,,)()6(6.15)(7.242438.01438 .013/113/11154.02000cos 1cos 1cos 1cos 1)5(86.94cos 1cos 1)4(35.47154.02000)3(5.2512 5 .109sin 154.020002 sin )2(308154.0)1000(2)1(2 ,2/12max 2/122 2222 2 2 ,2 222 000 max 倍弹性限度是它的理论状态下是卷曲的所以大分子链处于自然因为或反式反式反式≈==-+?-+?=-+?-+==-+==?===?===?==r f r f h L h L L nm h nm nl h nm nl h nm nl h nm nl L nm M M nl L φφφ??θθθ θ θ 2、 假定聚乙烯的聚合度2000，键角为109.5°，求伸直链的长度l max 与自由旋转链的根均 方末端距之比值，并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。 解：对于聚乙烯链Lmax=（2/3）1/2 nl l n h r f 2) (2 /12 ,= N=2×2000=4000（严格来说应为3999） 所以 5.363/40003/) m ax /(2 /12,===n h L r f 可见，高分子链在一般情况下是相当卷曲的，在外力作用下链段运动的结果是使分子趋于伸展。于是在外力作用下某些高分子材料可以产生很大形变，理论上，聚合度为2000 的聚乙烯完全伸展可产生36.5倍形变。 注意：公式中的n 为键数，而不是聚合度，本题中n 为4000，而不是2000。 3、计算相对分子质量为106 的线形聚苯乙烯分子的均方根末端距。（1）假定链自由取向
高分子物理实验的电子版教案(1)
*实验12 塑料中空吹塑成型实验 一.实验目的： 1.了解中空吹塑过程和工艺条件。 2.掌握中空吹塑成型工艺参数的确定及其对制品的影响。 3.了解中空吹塑机的结构。 二.实验原理及流程 流程：长城牌塑料罐中空吹塑流程如图所示 流程图： 实验原理：将聚乙烯原料投入吹塑机，加热成熔融状态，再从吹塑机的直角机头挤出管坯，当管坯达到要求的长度时，迅速合模，切断管坯，并在管坯中注入压缩气体，使模具中的管坯吹胀成型。 三.实验原料及设备 1.实验原料：高密度聚乙烯(上海金菲公司生产，牌号为HHM5502)和红色母。 2.实验设备：AO-70NL型中空吹塑机破碎机混色机4L吹塑模具 四.实验步骤 1.原料、辅助材料的计量根据配方需要计量好HDPE和色母的重量。 2.将计量好的料放入混色机中搅拌均匀。 3.将拌好的料放进吹塑机的料斗中。 4.开机吹塑，操作过程如下：
(1)预热根据使用原料的技术要求设定各段的加热温度，然后开始加热，为了确保料筒内原料充分熔融，预热时间约为1.5~2小时。 (2)开机前检查与准备工作 ①给两料斗加足原料(注意：螺杆不能空运转)。 ②按顺序启动空气压缩机、冷却塔、循环水泵和冷水机，调整好冷水机的设定温度，打开两螺杆进料段冷却水阀。 ③打开机器总进气阀，检查气压是否正常，定期排放机器空气过滤器内的积水，并往油雾器里加足雾化油。 ④开油泵，使左右模具打开，再关油泵，按下RESET按钮。检查模具的清洁情况，及时清除模腔内的防锈剂、水、胶料和其它杂物等。 ⑤开油泵,手动测试左右模具的开合模、上下移模、吹针上下等功能是否正常。 (3)开机操作 ①启动挤出装置挤料 ⅰ.经过充分的预热，检查各加热段温度是否已达到了设定值。 ⅱ.按开螺杆按钮，设定主副螺杆变频器所需的频率，然后按FWD键，使主副螺杆逐渐加速至所需的转速。 ⅲ.调整口模部分，使下料坯均匀、平直，根据需要调整胀气大小。 ②.全自动方式运行操作 ⅰ.关好安全门，按AUTO键，按L&R键，按START键，机器开始全自动运行。 ⅱ.打开模具冷却阀。
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。
高分子化学与物理实验指导书总结
高分子化学与物理实验指导书
1. 实验课时间安排 高分子化学实验是在学生主修《高分子化学与物理》课程基础上开设的。其中学时安排如下： 2. 预习情况检查方式 要求学生在实验前必须做好实验预习，否则不予参加实验。实验预习主要包括以下两个方面的内容： 1、检查实验预习报告（预习报告要求包括实验目的、实验原理、实验所需仪器及药品、实验步骤等） 2、老师在实验前要检查学生的实验预习情况，可采取口头提问的方式了解学是对实验的预习情况。 3. 相关知识的讲解 针对高分子化学开设的不同实验，指导教师要做好相关的讲解工作。主要包括：实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 实验二酚醛树脂的缩聚 实验三PP球晶观察 实验四PS粘均分子量测定
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 一、实验目的 1. 掌握自由基本体聚合的原理及合成方法； 2. 了解有机玻璃的生产工艺。 二、实验原理 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃。有机玻璃广泛用在工业、农业、军事、生活等的各个领域，如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。在建筑、电气、医疗卫生、机电等行业也广泛使用，如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。每年全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。 工业上制备有机玻璃主要采用本体、悬浮聚合法，其次是溶液和乳液法。而有机玻璃的板、棒、管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法来制备。如果直接做甲基丙烯酸甲酯的本体聚合，则由于发热而产生气体只能得到有气泡的聚合物。如果选用其它聚合方法（如悬浮聚合等）由于杂质的引入，产品的透明度都远不及本体聚合方法。因此，工业上或实验室目前多采用浇注方法。即：将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率 10% 左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚物）后，再将其注入模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到 93 ～ 95% 左右，最后在 100 ℃下聚合至反应完全。其反应方程式如下： 本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。本体聚合是在没有介质存在的情况下进行的聚合反应，体系中可以加引发剂，也可以不加引发剂。按照聚合物在单体中的溶解情况，可以分为均相聚合和多相聚合两种：聚合物溶于单体，为均相聚合，如甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等的聚合；聚合物不溶于单体，则为多相聚合，如氯乙烯，丙烯腈的聚合。 本体聚合中因为体系中无介质存在，反应是粘度不断增大，反应热不容易排出，局部容易过热，导致单体气化或聚合物裂解，结果产品内有气泡或空心。在甲基丙烯酸甲酯聚合过程中甚至会使反应进入爆炸聚合阶段（爆聚），所以反应必须严格控制温度。
高分子物理知识点总结与习题
聚合物的结构（计算题：均方末端距与结晶度） 1.简述聚合物的层次结构。 答：聚合物的结构包括高分子的链结构和聚合物的凝聚态结构，高分子的链结构包括近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。一级结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。二级结构包括高分子链大小（相对分子质量、均方末端距、均方半径）和分子链形态（构象、柔顺性）。三级结构属于凝聚态结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。 构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 （要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。） 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）
高分子化学概念总结
高分子化学试题 目录 高分子化学试题 (1) 一、名词解释 (1) 第一章绪论（Introduction） (1) 第二章自由基聚合(Free-Radical Polymerization) (4) 第三章自由基共聚合(Free-Radical Co-polymerization) (9) 第四章聚合方法(Process of Polymerization) (11) 第五章离子聚合（Ionic Polymerization） (12) 二、填空题 (15) 一、名词解释 第一章绪论（Introduction） 高分子化合物（High Molecular Compound）：所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。单体（Monomer）：合成聚合物所用的-低分子的原料。如聚氯乙烯的单体为氯乙烯 重复单元（Repeating Unit）：在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。 结构单元（Structural Unit）：单体在大分子链中形成的单元。 单体单元（Monomer Unit）：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为单体单元。 聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值。
聚合物分子量（Molecular Weight of Polymer）：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。 数均分子量 (Number-average Molecular Weight)：聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。 重均分子量（Weight-average Molecular Weight）：聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。 粘均分子量（Viscosity-average Molecular Weight）：用粘度法测得的聚合物的分子量。 分子量分布（Molecular Weight Distribution, MWD ）：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。 多分散性（Polydispersity）：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。 分布指数(Distribution Index) ：重均分子量与数均分子量的比值，用来表征分子量分布的宽度或多分散性。 连锁聚合（Chain Polymerization）：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。 逐步聚合（Step Polymerization）：无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。 加聚反应（Addition Polymerization）：即加成聚合反应，烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。 缩聚反应（Condensation Polymerization）：即缩合聚合反应，单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。该反应常伴随着小分子的生成。
中科院高分子物理考研概念及要点、考点总结(强烈推荐)
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.
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）。
高分子物理详细重点总结
名词解释： 1.时间依赖性：在一定的温度和外力作用下，高聚物分子从一种平衡态过渡到另一种平衡态需要一定的时间 2.松弛时间τ:橡皮由ΔX(t)恢复到ΔX(0)的1/e时所需的时间 3. 4. 5.松弛时间谱：松弛过程与高聚物的相对分子质量有关，而高聚物存在一定的分子量分布，因此其松弛时间不是一个定值，而呈现一定的分布。 6.时温等效原理：升高温度或者延长观察时间（外力作用时间）对于聚合物的分子运动是等效的，对于观察同一个松弛过程也是等效的。 7.模量：材料受力时，应力与应变的比值 8.玻璃化温度：为模量下降最大处的温度。 9.自由体积：任何分子的转变都需要有一个自由活动的空间,高分子链活动的空间 10.自由体积分数（f）：自由体积与总体积之比。 11.自由体积理论：当自由体积分数为2.5%时，它不能够再容纳链段的运动，链段运动的冻结导致玻璃化转变发生。 12.物理老化：聚合物的某些性质随时间而变化的现象 13.化学老化：聚合物由于光、热等作用下发生的老化 14.外增塑：添加某些低分子组分使聚合物T g下降的现象 15.次级转变或多重转变：Tg以下，链段运动被冻结，存在需要能量小的小尺寸运动单元的运动 16.结晶速率：物品结晶过程进行到一半所需要时间的倒数 17.结晶成核剂：能促进结晶的杂质在结晶过程中起到晶核的作用 18.熔融：物质从结晶态转变为液态的过程 19.熔限：结晶聚合物的熔融过程，呈现一个较宽的熔融温度范围 20.熔融熵S m：熔融前后分子混乱程度的变化
21.橡胶: 施加外力时发生大的形变，外力除去后可以恢复的弹性材料 22.应变: 材料受到外力作用而所处的条件使其不能产生惯性移动时,它的几何形 状和尺寸将发生变化 23.附加应力：可以抵抗外力的力 24.泊松比：拉伸实验中材料横向应变与纵向应变比值的负数 25.热塑性弹性体：兼有橡胶和塑料两者的特性，在常温下显示高弹，高温下又能 塑化成型 26.力学松弛：聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性 27.蠕变：在一定的温度下和较小恒应力的持续作用下，材料应变随时间的增加而 增大的现象 28.应力松驰：在恒定温度和形变保持不变条件下，聚合物内部应力随时间的增加 而逐渐衰减的现象 29.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 30.力学损耗或者内耗：单位体积橡胶经过一个拉伸~回缩循环后所消耗的功 31.储存模量E’：同相位的应力与应变的比值 32.损耗模量E”：相差90度相位的应力振幅与应变振幅的比值 33.Boltzmann叠加原理：聚合物的力学松弛行为是其整个历史上各松弛过程的 线性加和 34.应变软化：随应变增大，应力不再增加反而有所下降 35.银纹屈服：聚合物受到张应力作用后，由于应力集中产生分子链局部取向和塑 性变形，在材料表面或内部垂直于应力方向上形成的长100、宽10、厚为1微米左右的微细凹槽或裂纹的现象 36.裂纹：由于分子链断裂而在材料内部形成的空隙，不具有强度，也不能恢复。 37.应力银纹——当应力达到临界应力值后在聚合物材料内部引发形成的银纹 38.环境银纹——在环境和应力的共同作用下，在远低于临界应力值时在聚合物材 料内部引发形成的银纹 39.剪切屈服：拉伸韧性聚合物材料到达屈服点时，试样在与拉伸方向成450角
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
高分子物理实验解析
高分子物理实验指导书 刘艳辉周金华 材料科学与工程学院
目录 实验一、偏光显微镜法观察聚合物球晶 (2) 实验二、聚合物熔体流动速率的测定 (4) 实验三、聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定 (6) 实验四、聚合物材料弯曲强度的测定 (9) 实验五、聚合物材料冲击强度的测定 (11) 实验六、聚甲基丙烯酸甲酯温度—形变曲线的测定 (13) 实验七、介电常数及介电损耗测定 (14) 实验八、聚合物电阻的测量 (17) 实验九、用旋转黏度计方法测定聚合物浓溶液的流动曲线 (18) 实验十、稀溶液粘度法测定聚合物的分子量 (20) 实验一偏光显微镜观察聚合物的结晶形态 (28) 实验二激光小角散射法测聚合物球晶 (30) 实验三相差显微镜法观察共混物的结构形态 (34) 实验四粘度法测定高聚物的分子量 (37) 实验五高聚物熔融指数的测定 (42) 试验六高分子材料的电阻值的测定 (45) 实验七应力——应变曲线实验 (52) 附：塑料冲击实验 (58)
实验一、偏光显微镜法观察聚合物球晶 一、实验目的 1.熟悉偏光显微镜的构造，掌握偏光显微镜的使用方法。 2.观察不同结晶温度下得到的球晶的形态，估算聚丙烯球晶大小。 3.测定聚丙烯在不同结晶度下晶体的熔点。 4.测定25℃下聚丙烯的球晶生长速度。 二、实验原理 聚合物的结晶受外界条件影响很大，而结晶聚合物的性能与其结晶形态等有密切的关系，所以对聚合物的结晶形态研究有着很重要的意义。聚合物在不同条件下形成不同的结晶，比如单晶、球晶、纤维晶等等，而其中球晶是聚合物结晶时最常见的一种形式。球晶可以长得比较大，直径甚至可以达到厘米数量级．球晶是从一个晶核在三维方向上一齐向外生长而形成的径向对称的结构，由于是各向异性的，就会产生双折射的性质。聚合物球晶在偏光显微镜的正交偏振片之间呈现出特有的黑十字消光图形，因此，普通的偏光显微镜就可以对球晶进行观察。 偏光显微镜的最佳分辨率为200 nm，有效放大倍数超过100—630倍，与电子显微镜、x射线衍射法结合可提供较全面的晶体结构信息。 球晶的基本结构单元是具有折叠链结构的片晶，球晶是从一个中心(晶核)在三维方向上一齐向外生长晶体而形成的径向对称的结构，即—个球状聚集体。光是电磁波，也就是横波，它的传播方向与振动方向垂直。但对于自然光来说，它的振动方向均匀分布，没有任何方向占优势。但是自然光通过反射、折射或选择吸收后，可以转变为只在一个方向上振动的光波，即偏振光。—束自然光经过两片偏振片，如果两个偏振轴相互垂直，光线就无法通过了。光波在各向异性介质中传播时，其传播速度随振动方向不同而变化。折射率值也随之改变，一般都发生双折射，分解成振动方向相互垂直、传播速度不同、折射率不同的两条偏振光。而这两束偏振光通过第二个偏振片时。只有在与第二偏振轴平行方向的光线可以通过。而通过的两束光由于光程差将会发生干涉现象。 在正交偏光显微镜下观察，非晶体聚合物因为其各向同性，没有发生双折射现象，光线被正交的偏振镜阻碍，视场黑暗。球晶会呈现出特有的黑十字消光现象，黑十字的两臂分别平行于两偏振轴的方向。而除了偏振片的振动方向外，其余部分就出现了因折射而产生的光亮。在偏振光条件下，还可以观察晶体的形态，测定晶粒大小和研究晶体的多色性等等。 三、实验仪器和材料 1.偏光显微镜(图1-1)及电脑一台、附件一盒、擦镜纸、镊子； 2.热台、恒温水浴、电炉。 3.盖玻片、裁玻片。 4.聚丙烯薄膜。 四、实验步骤 1.启动电脑,打开显微镜摄像程序AVerMedia EZCapture. 2.显徽镜调整 (1)预先打开汞弧灯10min，以获得稳定的光强，插入单色滤波片。 (2)去掉显微镜目镜，起偏片和检偏片置于90°，边观察显微镜筒，边调节灯和反光镜