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《纤维化学与物理》练习题

一、名词解释练习题

高分子化合物（High Molecular Compound）：是一种由许多相同的、结构简单的单元通过共价键重复连接而成的分子质量很大、分子链较长的化合物，亦称大分子或高聚物。（有文献称聚合物似乎不太严谨，因为聚合物还可包括高聚物和低聚物的，但是低聚物一般不宜称为高分子化合物）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，又称为链节。

结构单元（Structural Unit）：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元。

单体单元（Monomer Unit）：聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。

聚合度（DP、Xn）(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。

热塑性聚合物（Thermoplastics Polymer）：是线型或支链型聚合物，聚合物大分子之间以物理力聚合而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可以如此反复进行。聚合物这种可反复加热软化或熔化成型的性质称为热塑性。聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）等均属于此类。

热固性聚合物（Thermosetting Polymer）：许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物，许多大分子键合在一起，已无单个大分子可言。这类聚合物受热不软化，也不易被溶剂所溶胀。酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等均属于此类。

功能高分子(Functional Polymer)：是指具有传递、转换或储存物质、能量和信息的高分子，其结构特征是聚合物上带有特殊功能基团，其中聚合物部份起着载体的作用，不参与化学反应。按功能的不同，可分为化学功能高分子、物理功能高分子和生物功能高分子。

共聚物(Copolymer)：由两种或两种以上单体共同参加的连锁聚合反应叫共聚合反应，形成的聚合物中含有两种或多种单体单元。由共聚合形成的聚合物叫共聚物。

链式聚合反应（Chain Polymerization）：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合反应。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。

逐步聚合反应（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。

定向聚合(Stereo-regular Polymerization)：任何聚合过程（包括自由基、阳离子、阴离子、配位聚合）或任何聚合方法（如本体、悬浮、乳液和溶液等），只要它是经形成有规立构聚合物为主，都是定向聚合。定向聚合等同于立构规整聚合(Stereo-specific Polymerization)。

线形逐步缩聚(Linear Poly-codensation)：在聚合反应过程中，如用2-2或2官能度体系的单体作原料，随着聚合度逐步增加，最后形成高分子的聚合反应。线形缩聚形成的聚合物为线形缩聚物，如涤纶、尼龙等。

体形逐步缩聚(Tri-dimensional Poly-condensation)：参加反应的单体，至少有一种单体含有两个以上的官能团，反应中形成的大分子向三个方向增长，得到体型结构的聚合物的这类反应。

构型(Configuration)：是由原子（或取代基）在手性中心或双键上的空间排布顺序不同而产物的立体异构。或：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。

构象(Conformation)：构象则是对C-C单键内旋转异构体的一种描述，即由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称作构象,有伸展型、无规线团、螺旋型和折叠链等几种构象。

理想恒比共聚( Ideal Azeotropic Co-polymerization)：该聚合的竞聚率r1=k11/k12=r2=k22/k21 =1，这种聚合不论配比和转化率如何，共聚物组成和单体组成完全相同。

交替共聚(Alternating Co-polymerization)：该聚合竞聚率r1=r2=0或者r1→0，r2→0，这种聚合两种自由基都不能与同种单体加成，只能与异种单体共聚，因此不论单体组成如何，结果都是形成交替共聚物。

链引发（Chain Initiation）：形成单体自由基活性种的反应。链引发包括两步：初级自由基的形成（即引发剂的分解），单体自由基的形成。

链增长（Chain Propagation）：链引发形成的单体自由基形成后，它仍具有活性，能打开第二个烯类分子的π双键，形成新的自由基，新自由基的活性并不随着链段的增加而衰减，与其它单体分子结合成单元更多的链自由基，即链增长。

偶合终止（Coupling Termination）：自由基活性高，有相互作用终止而失去活性的倾向。两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应，偶合终止的结果是大分子的聚合度为链自由基重复单元数的两倍。

歧化终止（Disproportionation Termination）：自由基活性高，有相互作用终止而失去活性的倾向。某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子终止反应。歧化终止的结果是聚合度与链

自由基的单元数相同。

双基终止（Bi-radical Termination）：链自由基的独电子与其它链自由基中的独电子或原子作用形成共价键的终止反应。

链转移(Chain Transfer)：在自由基聚合过程中，链自由基可能从单体(M)、溶剂(S)、引发剂(I)等低分子或大分子上夺取原子而终止，使失去原子的分子成为自由基，继续新链的增长，这一反应叫链转移反应。

熔融缩聚(Melt Poly-condensation)：熔融缩聚是指体系中只有单体和少量催化剂,反应温度高于单体和缩聚物的熔点，反应体系处于熔融状态下进行的反应。熔融缩聚的关键是小分子的排除及分子量的提高。

界面缩聚(Interfacial Poly-condensation)：两单体分别溶解于两不互溶的溶剂中，反应在两相界面上进行的缩聚称之为界面缩聚，具有明显的表面反应的特性。

悬浮聚合(Suspension Polymerization)：悬浮聚合一般是指溶解有引发剂的单体以小液滴状悬浮在水中的聚合，这是自由基聚合一种特有的聚合方法。体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。

乳液聚合(Emulsion Polymerization)：是指在乳化剂的作用和机械搅拌下,单体在水中分散成乳液状而进行的聚合，体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。

降解(Degradation)：降解是聚合度分子量变小的化学反应的总称。它是高分子链在机械力、热、超声波、光、氧、水、化学药品、微生物等作用下，发生解聚、无规断链及低分子物脱除等反应。

老化(Aging)：聚合物及其制品在加工、贮存及使用过程中，物理化学性质及力学性能逐步变坏，这种现象称老化。橡胶的发粘、变硬、或龟裂，塑料制品的变脆、破裂等都是典型的聚合物老化现象。导致老化的物理因素是热、光、电、机械应力等。化学因素是氧、酸、碱、水以及生物霉菌的侵袭，实际上，老化是上述各因素的综合作用的结果。

柔顺性：高分子链能够卷曲成无规线团的能力或者说高分子链能改变其构象的性质称作柔顺性，简称柔顺性。

链段：大分子链上任何一个单键在进行内旋转时，必定会牵连着前前后后的链节。由于分子链很长，不可能所有的链节都受到牵连，受到牵连的部分可视作主链上能独立运动的一个单元，称为“链段”。链段长度可用链节数来表示。链段愈短，说明主链上能独立运动的单元愈多，链的柔性愈大，反之刚性较大。

高分子的聚集态结构：是指高聚物材料整体的内部结构，即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。分为晶态、非晶态、液晶态。

均方末端距：指线型高分子链的一端与另一端的距离称为末端距，用h 表示。采用向量运算，求平均末端距或末端距的平方的平均值。

高斯链：因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，故这种链称高斯链。

CED （内聚能密度）：为克服分子间作用力，把1mol 液体或固体移至分子间的引力范围之外（即凝聚体汽化时）所需的能量叫内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度。

近程有序：所谓近程有序，一是指与任一质点邻近的质点数(配位数)一定；二是这些邻近质点间的距离一定；三是与任一质点所邻近的质点的排列方式一定。

取向度：是材料取向程度的衡量指标，线型及支链型的无规大分子又是以自由卷曲状存在的，在外力作用下，分子链、链段及结晶高聚物的晶片、晶带等结构单元沿外力场方向择优排列，这一过程称为取向。取向的程度可用取向度f 定量地表征:

2213(3cos 1)1sin 22f θθ=

-=- ，式中，θ是分子链主轴与取向轴之间的平均角度，叫取向角。cos 2θ,sin 2θ分别表示取向角余弦均方值和取向角正弦均方值。

聚合物的粘弹性：外力作用下，高聚物材料的形变行为兼有液体粘性和固体弹性的双重特性，其力学性质随时间变化而呈现出不同的力学松弛现象或具有时间依赖性的特性称为粘弹性。

普弹形变：当高分子受到外力作用时，分子链内部键长和键角立刻发生变化，这种形变量是很小的，称为普弹形变。

高弹性：在高弹态下，聚合物的变形是外力作用促使高聚物主链发生内旋转的过程，它所需的外力显然比高聚物在玻璃态时变形（改变化学键的键长和键角）所需要的外力要小的多，而形变量却要大的多，这种力学性质称为高弹性。

强迫高弹形变：玻璃态高聚物在外力作用下发生的大形变，其本质跟橡胶的高弹形变一样，但表现的形式却有差别，为了与普通的高弹形变区别开来，通常称为强迫高弹形变。 两者本质相同：都是链段运动。不同：强迫高弹形变外力除去不能自动回复，需要加热，受外力要大的多，发生在Tb －Tg 之间。

聚合物的玻璃态：在温度较低时，分子热运动的能量小，整个分子链和链段都不能运动，处于“冻结”状态，这是表现为玻璃态，处于玻璃态的聚合物形变小，弹性模量大，质硬。

聚合物的高弹态：当温度升高，热运动能量增加，达到某一温度后，虽然整个高分子链不能移动，但链段已能自由运动，而使分子的形态可以发生变化，表现为高弹态，这时聚合物在较小的应力下即可发生很大的形变，而且形变是可逆的。

聚合物的粘流态：温度继续升高，值至整个分子链发生运动时，即开始塑性流动。此状态称为

粘流态。

玻璃化转变温度：合物从玻璃态到高弹态之间的转变（即玻璃态一高弹态）称为玻璃化转变，对应的转变温度称为玻璃化转变温度，以Tg 表示。

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的熔点。或：高聚物结晶部分完全熔化时的温度。

应变：当材料受到外力作用而所处的条件不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化称为应变。

力学损耗（内耗）：如果形变的变化落后于应力的变化，发生滞后现象，则每一循环变化中就要消耗功，称为力学损耗.

拉伸强度：也称拉张强度，是在规定的温度、湿度和加载速度下，在标准试样上沿轴向施加拉伸力直到试样被拉断为止。试样断裂前所承受的最大载荷p 与试样截面积之比称为拉伸强度。

应力集中：材料存在缺陷，受力时材料内部的应力平均分布状态将发生变化，使缺陷附近局部范围内的应力急剧增加，远远超过应力平均值的现象。

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。

松弛过程：在一定的外界条件下，高聚物从一种平衡状态通过分子热运动，达到与外界条件相适应的新的平衡态，由于分子运动时运动单元所受到的摩擦力一般很大，此过程通常是缓慢完成的，称为松弛过程。

蠕变：就是指在一定的温度和较小的恒定外力作用下，材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。

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。这些裂纹由于光的反射，看上去是发亮的，称为银纹。

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。

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。

溶度参数：通常将内聚能密度的平方根定义为溶解度参数δ，溶质和溶剂的溶解度参数愈接近，两者愈能相互溶解。