高分子物理名词解释(期末复习).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 高分子链的结构,1.构型：,分子中由,化学键,所固定的原子在空间的,几何排列,。,2.构象：,由于,单键内旋,而产生的分子在空间的不同,形态,。,3.聚合度：,高分子链中,重复结构单元,的数目。,4.等规度：,高聚物中含有,全同立构,和,间同立构,的总的百分数。,5.几何异构体：,1,4-加成的双烯类聚合物，由于双键上的集团在,双键两侧排列的方式不同,而有,顺式异构,和,反式异构,之分，称之为几何异构体。,支化度：,以,支化点密度,或两相邻支化点之间的链的,平均分子量,来表示支化的程度。,6.交联度：,聚合物分子主链上发生,交联的结构单元,占结构单元总数的,百分比,。,7.柔顺性：,高分子链能够,改变其构象,的性质称为柔顺性。,8.静态柔顺性：,用高分子两种,热力学平衡态构象,之间的,位能差,来描述的柔性。,9动态柔顺性：,高分子从一种,平衡态构象,变到另一种平衡态构象所需要,时间,或,转变速率,来描述的柔性。,1.末端距：,线性高分子链的一端到另一端的,直线距离,，用h表示。,等效自由结合链：,把若干个,键,组成的,一段链,算作一个独立的单元，称为,“,链段,”,，令链段与链段,自由结合,，并,无规取向,，这种链称为,“,等效自由结合链,”,。,2.自由旋转链,：,假定分子中的每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，称为,“,自由旋转链,”,。,3.自由结合链：,假定分子是由足够多的,不占有体积,的化学键自由结合而成，内旋转时没有,键角限制和位垒限制,，其中每个键在任何方向的,取向几率相等,，称为.,4.,5.,伸直链按锯齿形计算其伸直长度：,6.晶体中的分子链构象：,螺旋型构象，平面锯齿型构象。,7.高分子溶液中分子链构象：,除了刚性很大的棒状分子外，柔性链分子大都呈无规线团状；呈螺旋状构象的高聚物溶解时，变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。,第一章 高分子链的结构,第二章：高分子的凝聚态结构,1.内聚能：,克服分间作用力，把一摩尔液体或固体分子移到其分之间的引力之外（气态）所需要的能量。,2.内聚能密度：,单位体积的内聚能。表征高聚物分子之间的作用力大小。,3.晶体：,具有一定,规整几何形状,，组成晶体的质点在空间呈,三维长程有序,的,周期性排列,。,4.空间点阵：,把组成晶体的,质点,抽象成,几何点,，由这些几何点的集合所形成的,格子,，称为空间点阵。,5.晶胞：,具有周期性排列，大小与形状相等，体积最小的,晶体结构单元,。,6.晶面：,结晶格子内所有的格子都集中在,相互平行的等间距,的平面上，这些平面就叫晶面。,基本概念,7.非晶态结构存在形式：,非晶态的塑料和橡胶、熔融高聚物、结晶高聚物中的非晶区。,聚合物结晶形态,1.,单晶：,具有规整几何形状的,薄片状,晶体。晶片厚度取决于结晶条件。,制备条件：,高聚物从,极稀,的高分子溶液（浓度小于0.1%）中,缓慢,结晶时得到的。,结构特征：,单晶内，分子链作高度的,三维有序排列,，分子链的,取向与片状单晶的表面垂直,。,2.球晶,：,片晶按,球形对称发散状,生长的多晶聚集体。,最常见,的结晶形态。,制备条件：熔体,中,无应力,结晶，或从,浓溶液,中,缓慢,析出结晶。,结构特征：折叠连晶片,的聚集体，分子链,垂直,于半径方向。,光学性质：,a.特征的,黑十字消光,；b.沿球晶径向周期性变化的,黑色同心圆环,。,形态取决于,晶核的形成和生长过程。,球晶非景区的主要构成部分：,球晶片晶间连接链。,球晶的力学性质：,依赖与球晶的,形态,及片晶间连接链。,3.伸直链晶体：,由,完全伸展,的分子链,平行规整排列,而形成的,片状晶体,。,最稳定,的晶体形态（热力学上）。,制备条件,：,极高压力,下从,熔体中冷却,结晶或对熔体结晶,加压热处理,获得。,结构特征：,片晶厚度与分子链长度相当。,对聚合物影响：,使聚合物强度显著增加。,4.纤维晶：,流动场,中，,应力,作用下高分子链沿应力方向,取向,，一定条件下生成晶核，生成纤维晶。,5.串晶：,溶液或聚合物熔体中，在,剪切应力,作用下（搅拌）形成。是,折叠连晶,在,纤维状脊纤维晶,表面附生生长的结果。,6.柱晶：,聚合物,熔体,在,应力,作用下冷却结晶。,7.短程有序：,围绕某一质点的,最邻近,质点配置的秩序性。,8.长程有序：,质点在,空间一定方向上,周期性重复出现的规律。,9.结晶度：,完全结晶的部分与聚合物总量（质量或体积）的百分比定义为聚合物的聚合度。,测定方法：,密度法、x射线衍射法、红外光谱法、DSC法等。,晶粒尺寸,Scherrer,谢勒公式：,高分子液晶和取向,1.高分子液晶：,一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表现出,流动性，,但结构上仍保持一维或二维,有序性,，形成兼具晶体和液体性质的,过渡状态，,这种中间状态就称为液晶态。,2.液晶：,兼具晶体的,光学性质,和流体,流动性,的一类物质。,3.形成液晶态的结构因素：,刚性,的分子结构、棒状或近似,棒状的构象,、几何,不 对称性,（分子的长宽比4），另外还需具有在液态下维持分子某种有序结构排列所必须的,凝聚力,（如强极性基团、氢键等）,4.液晶的分类：,a.按生产方式分类：,热,致型液晶、,溶,致性液晶；b.按有序状况分：,向列,型液晶、,近晶,型液晶、,胆甾,型液晶。,5.取向：,高分子链在特定情况下沿某特定方向的择优平行排列，聚合物呈各向异性特征。,测定：,光学双折射法（链段的取向）、WAXD研究聚合物晶面择优生长（晶区的取向）、声速法（分子链的取向）。,特点：,a.取向是链段运动的过程，是分子有序化过程；b.取向态在热力学上是一种非平衡态，一旦外场除去，分子将解取向。,6.解取向：,取向状态下除去外场，分子的热运动使有序结构自发地趋向无序化的过程。,聚合物共混,：指两种或多种聚合物通过物理或化学的方法混合而成的宏,观均匀的物质体系。,混溶性,：工程相容性，以获得比较稳定和均匀的形态结构为目标。,相容性,：热力学上的相容性，分子链程度上的互相缠结。,第三章 高分子溶液,高聚物溶解过程,：高分子溶解之前都会发生,溶胀,，线性高分子会进一步,溶解,，交联高分子只能达到,溶胀平衡,。,溶剂的选择原则,：非晶态非极性聚合物根据,溶度参数相近,原则，非晶态,极性聚合物根据,溶剂化,原则和,极性相似,原则，非极性晶态聚合物需满足,溶度参数相近,原则的同时加热到其,熔点,附近，极性晶态聚合物易溶于,强,极性,溶剂中。,溶度参数,：内聚能密度的平方根，表征聚合物-溶剂相互作用的参数。,Huggins参数 ：反映高分子与溶剂相互作用能的变化，可以表征溶剂分子与高分子相互作用程度大小的参数。,溶液,：指高分子稀溶液在温度下，高分子链段间的作用力，高分子链段和溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶液。,条件,：T=,排斥体积u=0，第二维利系数A,2,=0，过量化学为 =0，=0,=1.,第四章 聚合物分子量和分子量分布,牛顿流体,：粘度不随剪切力和剪切速率改变而改变的流体。,淋出体积,：凝胶渗透色谱法测分子量过程中，自试样进柱到呗淋洗出来所接收到的淋出液总体积。多分散试样中，试样的分子量按从大到小的顺序分级。,第五章 聚合物分子运动与转变,*松弛时间,：外力解除后试样形变回复到初始最大形变的1/e所需的时间。,聚合物分子运动的特点,：运动单元的多重性、分子运动的时间依赖性和温度依赖性。,玻璃化温度,：无定形聚合物由玻璃态向高弹态转变的温度，用Tg表示。,粘流温度,：链段沿作用力方向的协同运动导致大分子重心发生相对位移，聚合物呈现流动性，对应的转变温度为粘流温度Tf。,自由体积,：聚合物内部分子间存在的空隙体积。,物理老化,：一般聚合物制品的许多性能随时间的推移而发生变化的现象。,退火,：将晶态聚合物升温到接近其熔点并维持一定时间的过程。,淬火,：将温度升高接近熔点的材料急速冷却到室温的过程。,Tg1,Tg3,Tg2,Tg4,Tg5,Tf1,Tf2,Tf3,Tf4,Tf5,T,M,增加,非晶高聚物,结晶高聚物、随结晶度和,/,或相对分子质量增加,末端流动区,玻璃化转变区,橡胶弹性平台区,非晶态聚合物,T,T,交联度增加,T,增塑剂增加,对柔性链（,Tg,降低不多，,Tf,却降低较多）,第六章 橡胶弹性,应变,：无惯性移动的材料在外力作用下，材料的几何形状和尺寸发生相对改变，即应变。,应力,：单位截面积材料所受与外力方向相反，源于分子内各种形式的结构改变而产生的内作用力，即应力。三种基本受力-形变方式：简单拉伸、简单剪切、简单压缩。,橡胶化学结构特征,：分子链具有足够柔顺性，玻璃化转变温度Tg远低于室温；在使用温度下不结晶或结晶温度很低；在使用条件下无分子间相对滑动，即无冷流，分子链上存在可供交联的位置。,高弹性的特点,：形变量大（柔顺性）、弹性模量小（可逆性）、形变需要时间，具有松弛特性（存在蠕变与应力松弛）、形变伴随热效应,橡胶弹性的本质是,：熵弹性，回弹动力是熵增。高弹性和强迫弹性的本质是来那链段的运动。,第七章 应力松弛 蠕变 滞后 力学损耗 时温等效原理,第七章 聚合物的粘弹性,粘弹性,：高分子材料的力学行为，在通常情况下总是或多或少地表现为粘性和弹性相结合的特性，而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异，这种特性称为粘弹性。,蠕变现象,：在一定的温度和较小的恒定应力下，聚合物的形变随时间延长而逐渐增大的现象。包括三个形变过程：普弹形变、高弹形变、粘流形变。,应力松弛,：在恒定温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。,滞后现象,：聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。,力学损耗,：存在滞后现象时，每一次拉伸-回缩过程中所消耗的功，称为力学损耗。,第八章 聚合物的屈服和断裂,屈服,：指材料在受到拉伸剪切应力分量的作用下表现出来的整体变形。,银纹化现象,：聚合物在张应力作用下，材料某些薄弱部位出现应力集中而产生局部塑形变形和取向，材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100m，宽度为10m，厚度约为1m的微细凹槽或“裂纹”的现象,剪切带,：韧性聚合物单向拉伸至屈服点时，常可看到试样上出现与拉伸方向呈45角的剪切滑移变形带。,机械强度,：材料抵抗外力破坏的能力。,韧性,：材料在塑形变形和断裂过程中吸收能量的能力。,冷拉,：韧性聚合物在屈服后发生细颈之后细颈逐渐扩展，应变增加而应力不变，这种现象称为冷拉。,脆性断裂,：在外力作用下，材料未出现屈服点就断裂的情况。,韧性断裂,：在外力作用下，材料在出现屈服点之后才断裂的情况。,冲击强度,：试样受冲击荷载而折断时单位面积所吸收的能量。,第九章 聚合物的流变性,牛顿流体,：流动过程中其切应力与流速梯度成正比的流体。,非牛顿流体,：假塑性流体、胀塑性流体、塑性流体。,假塑性流体,：粘度随剪切速率的增加而减小，即剪切变稀，大多高分子属此类。,胀塑性流体,：粘度随剪切速率的增加而升高，即剪切变稠，如高聚物悬浮液、乳胶、高聚物-填料体系等。,熔融指数,：在一定温度下，熔融状态的高聚物在一定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量。,橡胶,：分子量达数十万，分布较宽，考虑弹性；纤维：分子量数万或稍低，分布较窄，考虑纤维的纺丝性能；塑料：分子量介于两者之间，分布较窄。,韦森堡效应,：当高聚物熔体或浓溶液在搅拌时，受到旋转剪切力作用，流体沿内筒壁或轴上升，发生包轴或爬杆现象。,离模膨胀,（巴斯拉效应）：当高聚物熔体从小孔、毛细管或缝隙中挤出时，挤出物的直径或风厚度明显大于模口的尺寸的现象。,