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)稱為非牛頓流體。2.儲能模量儲能模量：表述材料存儲彈性變形能量的能力，儲能模量表征的是材料變形后回彈的指標。損耗角：在正弦波的情況下，其正切是有功功率與無功功率絕對值之比的角。損耗模量是復數(shù)模量的虛數(shù)部分，它描述材料產(chǎn)生形變時能量散失為熱的現(xiàn)象，是能量損失的量度，為阻尼衰減項。在粘彈性材料的力學性能測量是一個重要的參數(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.無規(guī)線團無規(guī)線團：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，呈無規(guī)線團狀，線團分子之間是無規(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.高分子的遠程結(jié)構(gòu)在微觀分子級空間上的表象成為構(gòu)象構(gòu)象。當兩個原子或基團由一個單鍵連接，原子或基團可以依此單鍵旋轉(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)，通過分于的熱運動，達到與外

3、界條件相適應的新的平衡態(tài)，這個過程是一個速度過程。由于高分子運動時運動單元所受到的摩擦力一般是很大的，這個過程通常是慢慢地完成的因此，這個過程也稱為松弛過程松弛過程。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，材料的形變隨時間的增加而逐漸增大的現(xiàn)象。應力松弛，就是在恒定溫度和形變保持不變的情況下，高聚物內(nèi)部的應力隨時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。6.時溫等效原理時溫等效原理：從高分子運動的松弛性質(zhì)已經(jīng)知道，要使高

4、分子鏈段具有足夠大的活動性，從而使高聚物表現(xiàn)出高彈形變；或者要使整個高分子能夠移動而顯示出粘性流動，都需要一定的時間。溫度升高，松弛時間可以縮短。因此，同一個力學松弛現(xiàn)象，既可以在較高的溫度較短的時間內(nèi)觀察到，也可以在較低的溫度下較長的時間內(nèi)觀察到。因此升高溫度和延長觀察時間是等效的，對高聚物的粘彈行為也是等效的。這個等效性可以借助一個轉(zhuǎn)換因子αT來實現(xiàn)，既借助與轉(zhuǎn)換因子可以將在某一溫度下測得的力學數(shù)據(jù)，變成另一溫度下的力學數(shù)據(jù)，這就是

5、等溫時效原理。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：當線型高分子充分伸展的時候，其長度為寬度的幾百，幾千甚至幾萬倍，這種結(jié)構(gòu)上的特殊不對稱性，使它們在某些情況下很容易沿著某特定方向作占優(yōu)勢的平行排列，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物質(zhì)之中，正是由于自由體積的存在，分子鏈才可能通過轉(zhuǎn)動和位移而調(diào)整構(gòu)象。自由體積理論認為，當高聚物冷卻時，起先由自由體積逐漸減少，到某一溫度時，自由體積將達到一橡膠或彈性體（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斷裂，是玻璃態(tài)高聚物的特點，由高分子鏈段受外力強迫所產(chǎn)生。除去外力后。鏈

7、段仍處在拉伸狀態(tài)，不能恢復原狀，只有升高溫度至玻璃化溫度以上，才能逐漸恢復原狀。28.應力松弛應力松弛，就是在恒定溫度和形變保持不變的情況下，高聚物內(nèi)部的應力隨時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。二簡答題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化學結(jié)構(gòu)的影響a)主鏈結(jié)構(gòu)b)取代基團的空問位阻和側(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。測量方法測量方法：利用體積變化的方法：一般是直接測量高聚物的體積或比容隨溫度的變化，從體積或比容對溫度曲線兩端的直線部分外推，其交點對應的溫度作為Tg。利用熱力學性質(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)相對應。這些性質(zhì)成了測量玻璃化溫度的一類最方便的方法差熱分析和示差掃描熱計的基礎。利用力學性質(zhì)變化的方

9、法：在玻璃化轉(zhuǎn)變時，高聚物的力學性質(zhì)有很大的變化，利用這類性質(zhì)變化來測量Tg，除了靜態(tài)測量溫度形變曲線和模量溫度曲線，動態(tài)力學測量方法有自由振動，強迫振動共振法以及強迫振動非共振法等，這些方法均測量高聚物的動態(tài)模量和力學損耗隨溫度的變化，動態(tài)模量溫度曲線與相應的靜態(tài)曲線相似，力學損耗溫度曲線出現(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，可以用來測量

10、Tg。其中介電常數(shù)和介電損耗對溫度（或頻率）的關系曲線稱為介電松弛譜，它與動態(tài)力學譜很相似，其曲線分與動態(tài)模量和力學損耗對溫度的曲線相對應。3.高分子粘性流動的特征高分子粘性流動的特征：高分子流動是通過鏈段的位移運動來完成；高分子流動不符合牛頓流體的流動規(guī)律；高分子流動時伴有高彈性形變。高分子的流動不是簡單的整個分子遷移，而是通過鏈段的相繼躍遷來實現(xiàn)的。形象的說，這種流動類似于蚯蚓的蠕動。這種流動模型并不需在高聚物熔體中產(chǎn)生整個分子那樣