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高分子物理 复习提纲 材料与化工学院高分子教研室2012 12 I基本内容 第一章高分子链的结构 1 1化学组成 构型 构造和共聚物的序列结构 1 1 1结构单元的化学组成碳链高分子 杂链高分子 元素高分子1 1 2高分子链的构型旋光异构 几何异构 键接异构1 1 3分子构造线形 支化 交联等1 1 4共聚物的序列结构无规 嵌段 交替 接枝共聚物 1 2构象 1 2 1微构象和宏构象几种极限构象 构象与能量间的关系1 2 2高分子链的柔性一 影响柔性的因素 内因 主链 取代基 支化和交联 分子链长短 外因 温度 外力 溶剂 第一章高分子链的结构 二 高分子链的构象统计表征大分子构象尺寸的参数 末端距 均方末端距 根均方末端距 均方旋转半径的定义均方末端距的几何算法 自由连接链 自由旋转链 受阻旋转链的特征及推导结果均方末端距的统计算法 最可几末端距 等效自由连接链 高斯链 第一章高分子链的结构 1 2构象 2 1晶态聚合物结构 第二章高分子的凝聚态结构 凝聚态 相态 高分子凝聚态分类 2 1 1基本概念晶体 空间点阵 晶胞 晶系 晶面间距 晶面指数2 1 3聚合物的结晶形态和研究方法单晶 形成条件球晶 形成条件 形成过程 黑十字消光特征等其他 树枝状晶 纤维晶 串晶 柱晶 伸直链晶 布拉格方程 X射线衍射图 德拜环 弥散环 第二章高分子的凝聚态结构 2 1 4晶态聚合物的结构模型缨状胶束模型 折叠链模型 规整 松散 插线板模型2 1 5结晶度和晶粒尺寸 片晶厚度结晶度 密度法 X射线衍射法 量热法 结晶度对聚合物性能的影响 2 1晶态聚合物结构 2 2非晶态聚合物结构 第二章高分子的凝聚态结构 2 2 1概述非晶态聚合物通常指完全不结晶的聚合物 包括哪些 2 2 2无规线团模型及实验证据2 2 3局部有序模型及实验证据 2 3高分子液晶 第二章高分子的凝聚态结构 2 3 1引言液晶的定义及特征2 3 2小分子中介相及液晶聚合物的类型液晶物质分子形状 棒状 盘状 长径比热致液晶和溶致液晶 主链液晶与侧链液晶2 3 3液晶的光学织构和液晶相分类向列相 近晶相 手征性液晶 盘状液晶相2 3 4高分子结构对液晶行为的影响主链型 侧链型液晶高分子各自的影响因素 2 4聚合物的取向结构 第二章高分子的凝聚态结构 取向结构的定义 取向对材料性能的影响 2 4 1取向现象和取向机理单轴 双轴取向 2 5多组分聚合物 分类 相容性判断方法 3 1聚合物的溶解 第三章高分子溶液 3 1 1溶解过程的特点非晶态 晶态 交联聚合物3 1 2溶解过程的热力学分析溶度参数定义式 Hildebrand公式 测量方法 溶胀法 黏度法 摩尔引力常数估算法 3 1 3溶剂对聚合物溶解能力的判定极性相似 溶度参数或CED相近 相互作用参数小于0 5 混合溶剂溶度参数的计算 3 2柔性链高分子溶液的热力学分析 第三章高分子溶液 3 2 1Flory Huggins格子模型理论 平均场理论 模型的几点假定 混合熵 混合热 混合自由能和化学位的方程式 超额化学位 理想溶液与高分子溶液的比较3 2 2Flory Krigbaum理论 稀溶液理论 基本假定 状态 3 3高分子溶液的相平衡 第三章高分子溶液 3 3 1高分子溶液的相平衡渗透压公式 四个判别溶剂优劣的参数及其关系 1 排斥体积u 第二维里系数A2 超额化学位 1E 3 6高分子溶液的相平衡 聚合物的增塑 溶液纺丝 4 1聚合物分子量的统计意义 第四章聚合物的分子量和分子量分布 4 1 1聚合物分子量的多分散性聚合物分子量的特点4 1 2统计平均分子量数均 重均 Z均 黏均分子量 4 1 3分子量分布宽度几种分子量的大小比较 分子量分布宽度指数 多分散系数 4 3聚合物分子量分布的测定方法 第四章聚合物的分子量和分子量分布 体积排除色谱法的分离机理 色谱图的标定及数据处理 4 2聚合物分子量的测定方法 端基分析 沸点升高和冰点降低 渗透压法 膜渗透法 光散射法 黏度法的原理 第五章聚合物的分子运动和转变 5 1聚合物分子运动的特点 5 1 1运动单元的多重性运动单元 整链 链段 链节 支链 侧基等5 1 2分子运动的时间依赖性松弛过程 松弛时间 松弛时间谱5 1 3分子运动的温度依赖性Eyring速度过程理论 WLF半经验方程 5 2黏弹行为的五个区域 两区三态的各种特征 第五章聚合物的分子运动和转变 5 3 1玻璃化转变温度的测定各种可以用来测定Tg的物理性质 膨胀计法 量热法 温度 形变法的原理5 3 2玻璃化转变理论自由体积理论 等自由体积理论5 3 3影响玻璃化温度的因素链结构 分子量和链间相互作用 外力和外力作用速率 增塑 共聚和共混 交联 5 3玻璃橡胶转变行为 第五章聚合物的分子运动和转变 5 4结晶行为和结晶动力学 5 4 1分子结构与结晶能力 结晶速度链的对称性和规整性 分子量 共聚物5 4 2结晶动力学结晶速度的测定方法 膨胀计法 DSC方法 偏光显微镜法Avrami方程 t1 2 Avrami指数结晶速度与温度的关系 t1 2 T图 Tmax 成核速度 生长速度外力 溶剂 杂质对结晶速度的影响 第五章聚合物的分子运动和转变 5 5熔融热力学 5 5 1熔融过程和熔点熔融特征 熔限5 5 2影响Tm的因素链结构分子间作用力 分子链的刚性 分子链的对称性和规整性稀释效应片晶厚度结晶温度应力和压力 第六章橡胶弹性 6 1形变类型及描述力学行为的基本物理量 橡胶弹性的特点 应力 附加内力 应变 弹性模量 泊松比形变类型 拉伸 剪切 压缩 6 2橡胶弹性的热力学方程 橡胶弹性的本质 热弹转变 6 3橡胶弹性的统计理论 理想交联网模型的几点假定交联橡胶的状态方程 第七章聚合物的黏弹性 7 1聚合物的力学松弛现象 7 1 1蠕变蠕变曲线 普弹 高弹 黏性流动 蠕变回复曲线蠕变与温度 外力 结构的关系7 1 2应力松弛应力松弛曲线及其影响因素7 1 3滞后与内耗滞后现象 内耗 拉伸曲线 回缩曲线 滞后圈 复数模量 储能模量 损耗模量 第七章聚合物的黏弹性 7 2黏弹性的数学描述 7 2 1力学模型Maxwell模型 Kelvin模型 三元件 四元件 广义的Maxwell模型和广义的Kelvin模型7 2 2Boltzmann叠加原理历史效应 两点假定 Boltzmann原理的应用7 2 3时温等效和叠加时温等效原理 移动因子aT WLF方程 时温等效原理的实际意义 第八章聚合物的屈服和断裂 8 1聚合物的塑性和屈服 8 1 1聚合物的应力 应变行为非晶态聚合物的应力应变曲线及其影响因素晶态聚合物的应力应变曲线取向聚合物的应力应变行为应力应变曲线的类型8 1 2屈服 冷拉机理和Consid re作图Consid re构图与细颈稳定8 1 4剪切带的结构形态和应力分析剪切滑移变形带 切应力双生互等定律8 1 5银纹现象特征 方向 第八章聚合物的屈服和断裂 8 2聚合物的断裂与强度 8 2 1脆性断裂和韧性断裂两种断裂方式的区别 影响因素 eg 温度 应变速率 8 2 2聚合物的强度拉伸强度 弯曲强度影响因素 结构因素 温度 拉伸速率 8 2 4聚合物的增强活性粒子增强 纤维增强 液晶原位增强8 2 5聚合物的耐冲击性冲击强度及其影响因素8 2 6塑料增韧橡胶或弹性体增韧 刚性粒子增韧 第九章聚合物的流变性 牛顿流体 非牛顿流体基本定义流动曲线 幂律方程 三个区域特征 缠结理论解释 第十章聚合物的电学性能 热性能和光学性能 基本概念 介电性能 介电常数极化 电子极化 原子极化 取向极化 界面极化 II基本公式 单轴拉伸时 交联橡胶的状态方程 形变很小时 应力松弛 蠕变 III基本影响因素 1 高分子链柔性的影响因素2 结晶能力 速度的影响因素3 聚合物熔点的影响因素4 玻璃化转变温度的影响因素5 聚合物拉伸强度的影响因素6 聚合物冲击强度的影响因素 IV基本原理 1 球晶的生长机理2 晶态聚合物的结构模型3 溶解过程4 Flory Huggins格子模型理论5 分子量及其分布测试方法 渗透压法 粘度法 体积排除色谱6 玻璃化转变理论 自由体积理论7 橡胶弹性的统计理论8 黏弹行为的力学模型 Maxwell Kelvin 三元件 四元件 广义模型9 Bolzmann叠加理论10 时温等效原理 V重要的曲线 1 模量 或应变 温度曲线2 蠕变及其回复曲线3 应力松弛曲线4 硫化橡胶拉伸 回缩的应力 应变曲线5 聚合物的应力 应变曲线6 聚合物溶液和熔体的普适流动曲线 VI重要的计算