高分子物理考研复习资料
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);(3)黏均分子量:黏度法(M<106)。
高分子物理考研知识点总结

第1章高分子链的结构1.1 高聚物的结构层次构造(architecture):指分子链中原子的种类和排列,取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链的类型和长度等。
构型(configuration):是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
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。
构型不同的异构体有旋光异构体、几何异构体和键接异构体。
构象(conformation):指分子中由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫做构象。
取代原子(取代基)绕碳-碳单键旋转时可形成的任何可能的三维或立体的图形。
构象改变不破坏和形成化学键。
分子中取代原子或取代基的相互排斥,致使单键旋转受限制,故给定的分子中存在一个能量最低的优势构象。
文献也把高分子链的化学结构称为近程结构,而相应的高分子链的尺寸(分子量及分布)和形态(构象)称为远程结构。
1.2 组成和构造1.2.1 结构单元的化学组成高分子链---单体通过聚合反应连接而成的链状分子。
聚合度---高分子链中重复结构单元的数目。
链节---重复的基本结构单元。
按高分子链化学组成高聚物可分为:(1)碳链高分子:分子主链全部由碳原子以共价键相连接而成。
许多高聚物如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯属于这类高分子,它们只是侧基不同,侧基上可含有杂原子,主链都一样完全是碳。
它们大多是由加聚反应制得。
(2)杂链高分子:分子主链由两种或两种以上的原子,包括碳、氧、氮、硫等以共价键相连接而成。
常见的有聚酯、聚酰胺、酚醛树脂、聚甲醛、聚砜和聚醚等。
它们主要由缩聚反应和开环聚合而制得。
由于主链带有极性,所以较易水解。
但是,耐热性、强度均较高,故通常用作工程塑料。
(3)元素高分子:分子主链中含有以共价键结合而成的硅、磷、锗、铝、钛、砷、锑等元素的高分子。
主链中不含碳原子,侧基含有机基团时称为有机元素高分子,如有机硅橡胶和有机钛高聚物等。
高分子物理考研真题及答案

高分子物理考研真题及答案高分子物理考研真题及答案高分子物理是材料科学与工程领域的重要学科,研究高分子材料的结构、性能与应用。
考研是很多学子进一步深造的途径,因此高分子物理考研真题及答案对于备考的学生来说是非常重要的。
本文将介绍一些高分子物理考研的真题及答案,希望对考生有所帮助。
1. 高分子物理的基础知识考研高分子物理的第一步是掌握基础知识。
以下是一道典型的选择题:问题:下列关于高分子物理的说法中,正确的是:A. 高分子材料具有较高的强度和硬度B. 高分子材料具有较低的密度和熔点C. 高分子材料具有较低的耐热性和耐腐蚀性D. 高分子材料具有较低的机械性能和导电性能答案:B. 高分子材料具有较低的密度和熔点。
高分子材料的特点之一就是密度低,这使得它们在很多领域有广泛的应用。
此外,高分子材料的熔点一般较低,易于加工和成型。
2. 高分子材料的结构与性能高分子物理研究的重点之一是高分子材料的结构与性能关系。
以下是一道与此相关的简答题:问题:请简要描述高分子材料的结晶过程及其对材料性能的影响。
答案:高分子材料的结晶是指高分子链在适当条件下排列有序形成晶体结构的过程。
结晶过程涉及到高分子链的折叠、晶核形成和晶体生长等步骤。
结晶度是衡量高分子材料结晶程度的指标,与材料的性能密切相关。
高结晶度的高分子材料通常具有较高的强度、硬度和刚性,而低结晶度的高分子材料则具有较高的韧性和延展性。
3. 高分子材料的应用高分子物理的研究不仅关注材料的基础性质,还探索其在实际应用中的潜力。
以下是一道与此相关的应用题:问题:高分子材料在生物医学领域有哪些应用?答案:高分子材料在生物医学领域有广泛的应用。
例如,生物可降解高分子材料可以用于制备可吸收的缝线和骨修复材料,这样可以避免二次手术和减轻患者的痛苦。
此外,高分子材料还可以用于制备人工器官和组织工程材料,如人工血管和人工皮肤。
这些应用有望推动医学领域的发展,改善人们的生活质量。
总结:高分子物理考研真题及答案是备考的重要资料,通过掌握基础知识、了解高分子材料的结构与性能关系以及探索其应用领域,考生可以更好地应对考试。
837高分子物理与化学考研核心题库

高分子物理与化学考研核心题库一、考研背景1. 考研的重要性2. 高分子物理与化学在考研中的地位3. 考研核心题库的必要性二、高分子物理与化学考研知识点1. 高分子物理基础知识a. 高分子结构与性质b. 高分子合成与反应c. 高分子结构表征技术2. 高分子化学基础知识a. 高分子聚合物b. 高分子溶液与共混物c. 高分子表面与界面现象三、高分子物理与化学考研核心题库编撰1. 题库编撰的依据a. 考研大纲要求b. 考研历年真题c. 相关教材和教学大纲2. 题型设计原则a. 单选题b. 多选题c. 判断题d. 简答题e. 计算题3. 题目难易程度分布a. 基础知识考查b. 应用能力考查c. 综合分析能力考查四、高分子物理与化学考研核心题库的应用与意义1. 学科备考指导a. 考前总复习b. 重点知识点突破c. 高频考点整合2. 考研模拟训练a. 提高应试能力b. 熟悉考试形式c. 检测学习效果3. 考研辅助教学a. 教师备课参考b. 学生练习材料c. 学科竞赛组织五、高分子物理与化学考研核心题库研究展望1. 融入新知识点2. 针对性题库设计3. 多样化题型开发结语:高分子物理与化学考研核心题库的建立,有助于考生系统复习,提高备考效率;也对教师备课和考研培训有一定的辅助作用。
未来的研究方向应该更加注重题库的针对性和多样性,以期更好地服务于考生和教学教研工作。
六、高分子物理与化学考研知识点在深入研究高分子物理与化学考研知识点方面,我们需要更加具体地了解各个知识点的内容和重要性,以便更好地理解题目和解答问题。
高分子物理基础知识方面,我们需要学习高分子结构与性质,这包括高分子的构型、分子量、密度、结晶度等特性以及其与物理性质的关系。
在高分子合成与反应方面,我们需要掌握高分子的聚合反应机理、聚合方法和聚合反应条件等内容。
高分子结构表征技术也是考研的重要内容,包括分子质谱、核磁共振、红外光谱和热分析等技术的原理和应用。
何曼君《高分子物理》考研2021考研复习笔记和真题

何曼君《高分子物理》考研2021考研复习笔记和真题第1章概论1.1 课后习题详解1请你列举出20种日常生活中经常接触到的高分子材料,并写出其中10种聚合物的名称和化学式。
答:常见的高分子材料:聚乙烯塑料桶、聚丙烯编织袋、涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、EVA热熔胶(聚乙烯和聚醋酸乙烯酯的共聚物)、顺丁橡胶鞋底、尼龙袜、ABS塑料、环氧树脂黏合剂、环氧树脂泡沫、聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料、油改性聚酯清漆、育秧薄膜(聚氯乙烯)、电线包皮(聚氯乙烯)、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)、维尼龙(聚乙烯醇缩甲醛)、尼龙66、奶瓶(聚碳酸酯)、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、塑料拖鞋(聚氯乙烯)、手机表面的光敏涂料、天然橡胶、复合地板(脲醛树脂)、凉水塔(不饱和树脂玻璃钢)等。
2有8本小说,它们的厚度不同,分别为250页、280页、300页、350页、400页、450页、500页和600页,请算出它们的数均页数和重均页数以及分布宽度指数。
请思考为什么重均页数大于数均页数。
答:分布宽度指数=重均页数/数均页数=423.61/391.25=1.08;按书页重量统计平均的页数为重均页数,其值等于每书的页数乘以其重量分数的总和。
数均页数相当于总页数除以书本数。
对于重均页数,重的分子的权重大,数均页数的话,权重都是1。
所以重均页数大于数均页数。
3试比较聚苯乙烯与苯乙烯在性能上有哪些差别。
答:差别:(1)聚苯乙烯是有一定强度的高聚物,在外观上是固体,在分子结构上没有双键;苯乙烯是小分子的液体,分子结构上有双键。
(2)苯乙烯做出来的产品比聚苯乙烯做出来的产品要脆。
另外苯乙烯暴露在空气中会逐渐被氧化,而聚苯乙烯不会。
4为什么说黏度法测得的分子量是相对的分子量,渗透压法测得的是数均分子量,光散射法测得的是重均分子量?答:(1)黏度法是由公式得到,而α又是从得到。
在测α时所用到的[η]是通过相对黏度和增比黏度计算得到。
因此[η]不是溶剂的绝对黏度,那么得到的分子量也是相对的分子量。
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高分子物理复习资料第一章高分子链的结构高分子结构的层次:●高分子链的结构:高分子的链结构又称一级结构,指的是单个分子的结构和形态,它研究的是单个分子链中原子或基团的几何排列情况。
包含一次结构和二次结构。
●高分子的一次结构:研究的范围为高分子的组成和构型,指的是单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构,故又称化学结构或近程结构。
●高分子的二次结构:研究的是整个分子的大小和在空间的形态(构象)。
例如:是伸直链、无规线团还是折叠链、螺旋链等。
这些形态随着条件和环境的变化而变化,故又称远程结构。
●高分子的聚集态结构:高分子的聚集态结构又称二级结构,是指具有一定构象的高分子链通过范德华力或氢键的作用,聚集成一定规则排列的高分子聚集体结构。
§1.1组成和构造1、结构单元的化学组成:按化学组成不同聚合物可分成下列几类:①碳链高分子(C)分子链全部由碳原子以共价键相连接而组成,多由加聚反应制得。
如:聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
②杂链高分子(C、O、N、S)分子主链上除碳原子以外,还含有氧、氮、硫等二种或二种以上的原子并以共价键相连接而成。
由缩聚反应和开环聚合反应制得。
如:聚酯、聚醚、聚酰胺、聚砜。
POM、PA66(工程塑料)PPS、PEEK。
③元素高分子(Si、P、Al等)主链不含碳原子,而由硅、磷、锗、铝、钛、砷、锑等元素以共价键结合而成的高分子。
侧基含有有机基团,称作有机元素高分子,如: 有机硅橡胶有机钛聚合物侧基不含有机基团的则称作无机高分子,例如:梯形和双螺旋型高分子,分子的主链不是一条单链而是像“梯子”和“双股螺线”那样的高分子链。
※表1-1,一些通用高分子的化学结构,俗称2、高分子的构型:构型(configurafiom):指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
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。
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高分子物理复习资料1、高聚物无气态的原因。
高聚物由于分子链很长,因而分子间的总吸引力能很大,要是它们汽化,需要供给的能量太大,即需要很高的温度,它远远超过大分子链断裂的温度,所以高聚物不存在气态。
2、温度形变曲线对材料的成型的意义。
当常温介于Tb与Tg之间时,主要用作塑料;当常温介于Tg与Tf之间时,主要用做橡胶;当常温介于Tf与Td之间时,主要用作胶黏剂和油漆。
3、硬质的PVC电缆料套管在架空的情况下,会愈来愈弯曲,为什么?用什么方法来减少这一现象?因为在架空的情况下,PVC电缆料套管出现了蠕变现象。
方法:交联、取向、增强、引入芳杂环。
4、应力松弛。
未经硫化的橡胶赢了可松弛到零,而经硫化的橡胶不能松弛到零的原因。
应力松弛是指在恒定形变下,物体的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。
因为交联后的高聚物有交联键的存在,所以不能松弛到零。
5、法兰上的橡胶密封圈,时间用长了会失效的原因。
法兰上的橡胶在长期使用过程中,出现了老化现象。
6、高聚物的溶解过程。
线性高聚物:先溶胀,后溶解。
极性晶态高聚物:不需要加热即溶解于极性溶剂中。
非极性晶态高聚物:先熔融,再溶胀,后溶解。
7、不稳定流动与其影响因素。
克服方法。
高聚物熔体在挤出时,如果应力超过一定极限,熔体往往会出现不稳定流动,挤出物外表不再是光滑的。
影响因素:对于高分子熔体,黏度高,黏滞阻力大在较高的切变速率下,弹性形变的储能达到或超过克服黏滞阻力的流动能量时,导致不稳定流动的发生。
克服方法:减小模口,增加模口长度。
8、取向与解取向。
结晶高聚物与非结晶高聚物的取向的异同。
取向是在外力作用下,分子链沿外力方向择优排列。
解取向是高分子链有有序状态回归到无规蜷曲状态、。
结晶高聚物的取向过程:链段的取向、晶粒的变形、片晶的滑脱。
线形非晶态高聚物的取向过程:链段的取向、大分子链的取向。
9、温度对结晶的影响。
用结晶高聚物生产一般制品、拉伸制品和薄膜制品在工艺上控制结晶的方法。
高分子物理考研知识点总结

2 n
Mn
Mw
2
Mn
M n 2
Mw Mn
1
2 w
M Mw
2
w
M2
w
2
Mw
M w 2
Mz Mw
1
分子量的多分散性,
2 n
0, M z
Mw
M
Mn
分子量是均一的,则
2 n
0,M z
Mw
M
Mn
多分散系数d
d Mw Mn
d Mz Mw
3. 高聚物平均分子质量的表征方法 各种平均分子质量的测定方法
测定方法:DSC 影响Tm的因素
Tm
H m S m
6. 结晶度
质量结晶度
体积结晶度
11
fcw
Wc Wc Wa
链的对称性 链的规整性
链的柔顺性
影响结晶的因素:
聚合方式的影响
支化
交联
分子间力
结晶结构: 平面锯齿结构 + 螺旋形结构
1)原则上是分子晶体,但晶胞中晶格单元是链节而不是分子链;
高聚物晶体的特点: 2)高分子晶体是各向异性的晶体(具有方向性):c轴方向:是 主链的中心轴 ,a、b轴方向:靠范德华力相连; 3)具有六大晶系——无立方晶系; 4)结晶缺陷——非晶区。
2.结晶形态
Single
稀溶液,慢降温
crystal 单晶
Spherulite 球 结晶性聚合物从浓溶液中析出
晶
或从熔体冷却结晶时形成球晶
Branched crystal 树支 状晶
溶液中析出,低温或浓度大, 或分子量大时生成
shish-kebab 存在流动场,分子链伸展并沿
structure 串 流动方向平行排列。或低温溶
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高分子物理考研复习资料第一章高分子的链结构 (1)1.1 高分子结构的特点和内容 (1)1.2 高分子的近程结构 (1)1.3 高分子的远程结构 (1)1.4 高分子链的柔顺性 (2)第二章高分子的聚集态结构 (2)2.1 高聚物的非晶态 (2)2.2 高聚物的晶态 (3)2.3 高聚物的取向结构 (5)2.4 高分子液晶及高分子合金 (5)第三章高聚物的分子运动 (6)3.1 高聚物的分子热运动 (6)1. 高分子热运动的特点 (6)2. 高聚物的力学状态和热转变 (6)3. 高聚物的松驰转变及其分子机理 (7)3.2 玻璃化转变 (7)3.3 玻璃化转变与链结构的关系 (8)3.4晶态高聚物的分子运动 (10)第四章高聚物的力学性质 (10)4.1 玻璃态和结晶态高聚物的力学性质 (10)1 力学性质的基本物理量 (10)2 应力-应变曲线 (12)(1)玻璃态高聚物的拉伸 (12)(2) 玻璃态高聚物的强迫高弹形变 (13)(3) 非晶态聚合物的应力-应变曲线 (13)(4)结晶态聚合物的应力-应变曲线 (14)(5) 特殊的应为-应变曲线 (15)3 屈服 (15)4 断裂 (16)5影响高聚物实际强度的因素 (16)4.2 高弹性 (17)1 橡胶的使用温度范围 (17)2 高弹性的特点和热力学分析 (18)1) 高弹性的特点 (18)2) 橡胶弹性的热力学分析 (18)4.3 粘弹性 (19)1 聚合物的力学松驰现象 (19)(1)静态粘弹性现象 (19)(2)动态粘弹性现象 (20)2 粘弹性的力学模型 (21)3 时温等效原理 (22)4 Boltzmann叠加原理 (23)5 粘弹性的实验方法 (23)6. 蛇行理论 (24)第五章高聚物的流变性 (24)5.1牛顿流体与非牛顿流体 (24)5.2高聚物粘性流动的主要特点 (25)5.3影响粘流温度的因素 (25)5.4高聚物熔体的切粘度 (25)1. 高聚物的流动性表征 (25)2. 剪切粘度的测量方法 (25)3. 高聚物熔体的流动曲线 (26)4. 影响高聚物熔体切粘度的因素 (26)5. 高聚物熔体的弹性表现 (27)第六章高聚物的电、热、光性能 (27)6.1 聚合物的介电性能 (27)6.2 介电损耗 (28)6.3 聚合物的导电性 (29)6.4 介电击穿 (29)6.5 聚合物的静电现象 (30)第七章高分子溶液性质 (30)第八章高分子的分子量及其分布 (33)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.聚集态结构:是指高分子材料整体的内部结构,包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态结构以及织态结构.无规线团:不规则地蜷曲的高分子链的构象称为~.自由联结链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角限制和位垒障碍,其中生个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对转动的影响.末端距:指线型高分子链的一端至另一端的直线距离,用h 表示.均方末端距:求平均末端距或末端距的平方的平增色值.22h nl =(n 为键数)自由结合链:假定分子是由不占有体积的化学键自由结合而成,内旋转时没有键角限制和位垒障碍,其中每个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对转动的影响.均方旋转半径:假定高分子链中包含许多个链单元,每个链单元的质量都是m ,设从高分子链的重心到第i 个链单元的距离为S i ,它是一个向量,则全部链单元的S i 2的重量均方根就是链的旋转半径S ,其平均值为:2222006/i i i i ih S S m S m =→∑∑远程相互作用:指沿柔性链相距较远的原子或原子基团由于主链单键的内旋转而接近到小于范德华半径距离时所产生的推斥力.体积效应:实际链段总是有一定体积的,任何两个链段不可能同时占有同一空间.持久长度a :无限长链的末端距在链初始(即第一键)方向上的平均投影.其值越大,链的刚性越强.蠕虫状链模型:把模型链分成很小的单元,以使链上任何一点的取向相对相邻的点几乎呈连续变化,链轮廓上任一点的曲率方向假定是无规的,这样的模型链就好似一条弯曲的蠕虫.1.4 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.平衡态柔性:又称热力学柔性)指在热力学平衡条件下的柔性.动态柔性:指在外界条件的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.第二章 高分子的聚集态结构2.1 高聚物的非晶态内聚能:定义为克服分子间的作用力,把一摩尔液体或固体分子移到其分子间的引力范围这外所需要的能量.V E H RT ∆=∆-内聚能密度(CED):是单位体积的内聚能. 内聚能密度小290兆焦/米3的高聚物,都是非极性高聚物,由于它们的分子链上不含有极性基团,分子间力主要是色散力,分子间相互作用较弱,加上分子链的柔顺性较好,使这些高聚物材料易于变形,富有弹性,可用作橡胶。
内聚能密度大于420兆焦/米3的高聚物,由于分子链上有强极性基团,或者分子链间能形成氢键,分子间作用力大,因而有较好的机械强度和耐热性,再加上分子链结构比较规整,易于结晶,取向,使强度更高,成为优良的纤维材料。
在两者这间的,适合做塑料使用. °°,E CED V V∆=为摩尔体积 2.2 高聚物的晶态单晶:通常只有在特殊的条件下得到,一般是在极稀的溶液中(浓度约0.01%~0.1%)缓慢结晶时生成的.一般结晶的温度必须足够高,或者过冷程度(即结晶熔点与结晶温度之差)要小,使结晶速度足够慢. 采用热力学上的不良溶剂有利于生长较大的更为完善的晶体. 在单晶内,分子链作高度规则的三维有序排列,分子链的取向与片状单晶的表面相垂直.球晶:是高聚物结晶中的一种最常见的特征形式. 其呈现特有的黑十字消光图像—是高聚物球晶的双折射性质和对称性的反映. 分子链总是与球晶的半径相垂直的. 其生成的共同条件是含有杂质的粘稠体系.串晶:高聚物通常情况下不管从溶液还是从熔体冷却结晶,都倾向于生成具有折叠链片晶结构的晶体,但在应力作用下结晶,则往往生成一长串像串珠式的晶体,称为高聚物串晶.这种高聚物串晶具有伸直链结构的中心线,中心线周围间隔地生长着折叠链的晶片,所以它是同时具有伸直链的折叠链两种结构单元组成的多晶体.树枝状晶:从溶液析出结晶时,当结晶温度较低,或溶液的浓度较大,或分子量过大时,高聚物不再形成单晶,结晶的过度生长将导致复杂的结晶形式.在此条件下,高分子的扩散成了结晶生长的控制因素,这时,突出的棱角在几何学上将比生长面上邻近的其它点更为有利,能从更大的立体角接受结晶分子,因此棱角倾向于在其余晶粒前头向前生长变细变尖,从而更增加树枝状生长的倾向,最后形成树枝状晶.伸直链片晶:是一种由完全伸展的分子链平行规整排列而成的片状晶体,其晶片厚度比一般从溶液或熔体结晶得到的晶片要大得多, 其厚度不再随一般的热处理条件而改变,熔点高于其它结晶形态,接近厚度趋于无穷大时的熔点,因而被认为是热力学上最稳定的一种高聚物聚集态结构.同质多晶现象:由于结晶条件的变化,引起分子链构象的变化或者链堆积方式的改变,则一种高聚物可以形成几种不同的晶型.缨状微束模型(两相模型):在20世纪40年代提出,模型从结晶高聚物X 射线圈上衍射花样和弥射环同时出现以及测得晶区尺寸远小于分子链长度等主要实验事实出以,认为结晶高聚物是由结晶部分和非晶部分组成的,结晶部分呈现为很多个小的晶体,每个高分子链可以通过若干个小晶体和非晶区,在晶体中分子链是相互平行排列的,在非晶区分子链是无序的,小晶体本身也是无规取向地分散在非晶区中。
折叠链模型:认为伸展的分子链倾向于相互聚集在一起形成链束,电镜下观察到这种链束比分子链长得多,说明它是由许多分子链组成的.分子链可以顺序排列,让末端处在不同的位置上,当分子链结构很规整而链束足够长时,链束的性质就和高聚物的分子量及其多分散性无关了,分子链规整排列的链束,构成高聚物结晶的基本结构单元,这种规整的结晶链束细而长,表面能很大,不稳定,会自发地折叠成带状结构,虽然折叠部位的规整排列被破坏,但是“带”具有较小的表面,节省了表面能,在热力学上仍然是有利的。