高分子物理

1、名詞解釋1.牛頓流體牛頓流體：粘度不隨剪切應(yīng)力和剪切速率的大小而改變，始終保持常數(shù)的流體不符合牛頓流體公式的流體，統(tǒng)稱(chēng)為非牛頓流體。2.儲(chǔ)能模量?jī)?chǔ)能模量：表述材料存儲(chǔ)彈性變形能量的能力，儲(chǔ)能模量表征的是材料變形后回彈的指標(biāo)。損耗角：在正弦波的情況下，其正切是有功功率與無(wú)功功率絕對(duì)值之比的角。損耗模量是復(fù)數(shù)模量的虛數(shù)部分，它描述材料產(chǎn)生形變時(shí)能量散失為熱的現(xiàn)象，是能量損失的量度，為阻尼衰減項(xiàng)。在粘彈性材料的力學(xué)性能測(cè)量是一個(gè)重要的參數(shù)，損

2、耗模量越小，表明材料的阻尼損耗因數(shù)也小，材料越接近理想彈性體。3.無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)：非晶態(tài)高聚物的本體中，分子鏈的構(gòu)象與在溶液中一樣，呈無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)狀，線(xiàn)團(tuán)分子之間是無(wú)規(guī)纏結(jié)的，因而非晶態(tài)高聚物在聚集態(tài)結(jié)構(gòu)上是均相的。4.高分子的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)在微觀(guān)分子級(jí)空間上的表象成為構(gòu)象構(gòu)象。當(dāng)兩個(gè)原子或基團(tuán)由一個(gè)單鍵連接，原子或基團(tuán)可以依此單鍵旋轉(zhuǎn)，由此在空間產(chǎn)生的多種排列形式稱(chēng)作構(gòu)象。5在一定的外界條件下，高聚物從一種平衡狀態(tài)，通過(guò)分于的熱運(yùn)動(dòng)，達(dá)到與外

3、界條件相適應(yīng)的新的平衡態(tài)，這個(gè)過(guò)程是一個(gè)速度過(guò)程。由于高分子運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)單元所受到的摩擦力一般是很大的，這個(gè)過(guò)程通常是慢慢地完成的因此，這個(gè)過(guò)程也稱(chēng)為松弛過(guò)程松弛過(guò)程。蠕變?nèi)渥儯壕褪侵冈谝欢ǖ臏囟群洼^小的恒定外力（拉力，壓力或扭力等）作用下，材料的形變隨時(shí)間的增加而逐漸增大的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛，就是在恒定溫度和形變保持不變的情況下，高聚物內(nèi)部的應(yīng)力隨時(shí)間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。6.時(shí)溫等效原理時(shí)溫等效原理：從高分子運(yùn)動(dòng)的松弛性質(zhì)已經(jīng)知道，要使高

4、分子鏈段具有足夠大的活動(dòng)性，從而使高聚物表現(xiàn)出高彈形變；或者要使整個(gè)高分子能夠移動(dòng)而顯示出粘性流動(dòng)，都需要一定的時(shí)間。溫度升高，松弛時(shí)間可以縮短。因此，同一個(gè)力學(xué)松弛現(xiàn)象，既可以在較高的溫度較短的時(shí)間內(nèi)觀(guān)察到，也可以在較低的溫度下較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)觀(guān)察到。因此升高溫度和延長(zhǎng)觀(guān)察時(shí)間是等效的，對(duì)高聚物的粘彈行為也是等效的。這個(gè)等效性可以借助一個(gè)轉(zhuǎn)換因子αT來(lái)實(shí)現(xiàn)，既借助與轉(zhuǎn)換因子可以將在某一溫度下測(cè)得的力學(xué)數(shù)據(jù)，變成另一溫度下的力學(xué)數(shù)據(jù)，這就是

5、等溫時(shí)效原理。7.高分子的有限溶脹高分子的有限溶脹：指聚合物吸收溶劑轉(zhuǎn)到一定限度后，不管與溶劑接觸多久，溶劑吸入量不再增加，體系始終保持兩相狀態(tài)。9.高分子取向高分子取向：當(dāng)線(xiàn)型高分子充分伸展的時(shí)候，其長(zhǎng)度為寬度的幾百，幾千甚至幾萬(wàn)倍，這種結(jié)構(gòu)上的特殊不對(duì)稱(chēng)性，使它們?cè)谀承┣闆r下很容易沿著某特定方向作占優(yōu)勢(shì)的平行排列，這就是取向。10.自由體積理論自由體積理論：液體或者固體物質(zhì)，其體積由兩部分組成：一部分是被分子占據(jù)的的體積，稱(chēng)為己占體

6、積；另一部分是未被占據(jù)的自由體積，后者以孔穴的形式分散于整個(gè)物質(zhì)之中，正是由于自由體積的存在，分子鏈才可能通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)和位移而調(diào)整構(gòu)象。自由體積理論認(rèn)為，當(dāng)高聚物冷卻時(shí)，起先由自由體積逐漸減少，到某一溫度時(shí)，自由體積將達(dá)到一橡膠或彈性體（如天然橡膠，順丁橡膠，SHS）使用溫度的下限。27高彈形變高彈形變：高聚物在玻璃化溫度以上受外力作用所產(chǎn)生的形變。拉伸至較大程度也不會(huì)斷裂，是玻璃態(tài)高聚物的特點(diǎn)，由高分子鏈段受外力強(qiáng)迫所產(chǎn)生。除去外力后。鏈

7、段仍處在拉伸狀態(tài)，不能恢復(fù)原狀，只有升高溫度至玻璃化溫度以上，才能逐漸恢復(fù)原狀。28.應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛，就是在恒定溫度和形變保持不變的情況下，高聚物內(nèi)部的應(yīng)力隨時(shí)間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。二簡(jiǎn)答題2.玻璃化溫度玻璃化溫度Tg是非晶態(tài)熱塑性塑料（如PSPMMA硬質(zhì)PVC等）使用溫度的上限，是橡膠或彈性體（如天然橡膠，順丁橡膠）使用溫度的下限。影響Tg的因素：1化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響a)主鏈結(jié)構(gòu)b)取代基團(tuán)的空問(wèn)位阻和側(cè)鏈的柔性c)分子間力的影響；2

8、.其他結(jié)構(gòu)因素的影響：共聚、共混、交聯(lián)、分子量、增塑劑或稀釋劑。測(cè)量方法測(cè)量方法：利用體積變化的方法：一般是直接測(cè)量高聚物的體積或比容隨溫度的變化，從體積或比容對(duì)溫度曲線(xiàn)兩端的直線(xiàn)部分外推，其交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度作為T(mén)g。利用熱力學(xué)性質(zhì)的變化：在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)高聚物的焓隨溫度的變化與體積（或比容）隨溫度的變化相似，而熱容（或比熱）則與體膨脹系數(shù)相對(duì)應(yīng)。這些性質(zhì)成了測(cè)量玻璃化溫度的一類(lèi)最方便的方法差熱分析和示差掃描熱計(jì)的基礎(chǔ)。利用力學(xué)性質(zhì)變化的方

9、法：在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，高聚物的力學(xué)性質(zhì)有很大的變化，利用這類(lèi)性質(zhì)變化來(lái)測(cè)量Tg，除了靜態(tài)測(cè)量溫度形變曲線(xiàn)和模量溫度曲線(xiàn)，動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)量方法有自由振動(dòng)，強(qiáng)迫振動(dòng)共振法以及強(qiáng)迫振動(dòng)非共振法等，這些方法均測(cè)量高聚物的動(dòng)態(tài)模量和力學(xué)損耗隨溫度的變化，動(dòng)態(tài)模量溫度曲線(xiàn)與相應(yīng)的靜態(tài)曲線(xiàn)相似，力學(xué)損耗溫度曲線(xiàn)出現(xiàn)若干損耗峰，通常從最高損耗峰的峰位置可確定Tg的值。利用電磁性質(zhì)變化的方法：高聚物的導(dǎo)電性和介電性質(zhì)在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)發(fā)生明顯的的變化，可以用來(lái)測(cè)量

10、Tg。其中介電常數(shù)和介電損耗對(duì)溫度（或頻率）的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為介電松弛譜，它與動(dòng)態(tài)力學(xué)譜很相似，其曲線(xiàn)分與動(dòng)態(tài)模量和力學(xué)損耗對(duì)溫度的曲線(xiàn)相對(duì)應(yīng)。3.高分子粘性流動(dòng)的特征高分子粘性流動(dòng)的特征：高分子流動(dòng)是通過(guò)鏈段的位移運(yùn)動(dòng)來(lái)完成；高分子流動(dòng)不符合牛頓流體的流動(dòng)規(guī)律；高分子流動(dòng)時(shí)伴有高彈性形變。高分子的流動(dòng)不是簡(jiǎn)單的整個(gè)分子遷移，而是通過(guò)鏈段的相繼躍遷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。形象的說(shuō)，這種流動(dòng)類(lèi)似于蚯蚓的蠕動(dòng)。這種流動(dòng)模型并不需在高聚物熔體中產(chǎn)生整個(gè)分子那樣