高分子物理详细重点总结

1、可编辑修改WORD版本可编辑修改WORD版本 6/6可编辑修改WORD版本高分子物理详细重点总结 名词解释： 1.时间依赖性：在一定的温度和外力作用下，高聚物分子从一种平衡态过渡到另一种平衡 态需要一定的时间 2.松弛时间:橡皮由X(t)恢复到X(0)的1/e时所需的时间 3.松弛时间谱：松弛过程与高聚物的相对分子质量有关，而高聚物存在一定的分子量分布， 因此其松弛时间不是一个定值，而呈现一定的分布。 4.时温等效原理：升高温度或者延长观察时间（外力作用时间）对于聚合物的分子运动是 等效的，对于观察同一个松弛过程也是等效的。 5.模量：材料受力时，应力与应变的比值 6.玻璃化温度：为模量下降最

2、大处的温度。 7.自由体积：任何分子的转变都需要有一个自由活动的空间,高分子链活动的空间 8.自由体积分数（f）：自由体积与总体积之比。 9.自由体积理论：当自由体积分数为2.5%时，它不能够再容纳链段的运动，链段运动的冻 结导致玻璃化转变发生。 10.物理老化：聚合物的某些性质随时间而变化的现象 11.化学老化：聚合物由于光、热等作用下发生的老化 12.外增塑：添加某些低分子组分使聚合物T g下降的现象 13.次级转变或多重转变：Tg以下，链段运动被冻结，存在需要能量小的小尺寸运动单元的 运动 14.结晶速率：物品结晶过程进行到一半所需要时间的倒数 15.结晶成核剂：能促进结晶的杂质在结晶过

3、程中起到晶核的作用 16.熔融：物质从结晶态转变为液态的过程 17.熔限：结晶聚合物的熔融过程，呈现一个较宽的熔融温度范围 18.熔融熵 S m：熔融前后分子混乱程度的变化 19.橡胶: 施加外力时发生大的形变，外力除去后可以恢复的弹性材料 20.应变: 材料受到外力作用而所处的条件使其不能产生惯性移动时,它的几何形状和尺寸 将发生变化 21.附加应力：可以抵抗外力的力 22.泊松比：拉伸实验中材料横向应变与纵向应变比值的负数 23.热塑性弹性体：兼有橡胶和塑料两者的特性，在常温下显示高弹，高温下又能塑化成型 24.力学松弛：聚合物的各种性能表现出对时间的依赖性 25.蠕变：在一定的温度下和较

4、小恒应力的持续作用下，材料应变随时间的增加而增大的现 象 26.应力松驰：在恒定温度和形变保持不变条件下，聚合物内部应力随时间的增加而逐渐衰 减的现象 27.滞后：聚合物在交变应力作用下形变落后于应力变化的现象 28.力学损耗或者内耗：单位体积橡胶经过一个拉伸回缩循环后所消耗的功 29.储存模量E：同相位的应力与应变的比值 30.损耗模量E”：相差90度相位的应力振幅与应变振幅的比值 31.Boltzmann叠加原理：聚合物的力学松弛行为是其整个历史上各松弛过程的线性加和 32.应变软化：随应变增大，应力不再增加反而有所下降 33.银纹屈服：聚合物受到张应力作用后，由于应力集中产生分子链局部取

5、向和塑性变形， 在材料表面或内部垂直于应力方向上形成的长100、宽10、厚为1微米左右的微细凹槽或裂纹的现象 34. 裂纹：由于分子链断裂而在材料内部形成的空隙，不具有强度，也不能恢复。 35. 应力银纹当应力达到临界应力值后在聚合物材料内部引发形成的银纹 36. 环境银纹在环境和应力的共同作用下，在远低于临界应力值时在聚合物材料内部引 发形成的银纹 37. 剪切屈服：拉伸韧性聚合物材料到达屈服点时，试样在与拉伸方向成450角的方向上 出现剪切滑移变形 38. 脆性断裂：在屈服之前发生，断面平滑，断裂能很小。 39. 韧性断裂：在屈服之后发生，断面粗糙，断裂能很大。 40. 牛顿流体：凡流动行

6、为符合牛顿流动定律的流体 41. 非牛顿流体：凡流动行为不符合牛顿流动定律的流体 42. 表观黏度：随切变速率或切应力变化而变化的某一点的切应力与切应变比值 43. 熔融指数 MI ：指在一定的温度下和规定负荷下（2160g ），10min 内从规定直径和长度 的标准毛细管内流出的聚合物的熔体的质量 44. 巴拉斯效应：熔体挤出模孔后,挤出物的截面积比模孔的截面积大的现象 填空题： 1. 结构是决定分子运动的内在条件，性能是分子运动的宏观表现 2. 玻璃化转变实质是：链段运动的松弛过程，熔融转变的实质是整链运动的热力学相变 3. 高分子运动特点：分子运动的多样性，多重性，温度，时间依赖性 4.

7、 高分子的热运动：高分子链的整体运动，链段运动，链节、支链、侧基的运动，晶区的 分子运动 5. 整个大分子链称作大尺寸运动单元，链段及链段以下的运动单元称作小尺寸运动单元 6. 时间依赖性原因：整个分子链，链段，链节等运动单元需要克服内摩擦阻力，是不可能 瞬时完成的 7. 温度越高，松弛时间越短 8. WLF 半经验方程： 9. 模量越大，刚性越大 10. 粘弹行为的五个区域： 1) 玻璃态区：特点: 聚合物类似玻璃，脆性。分子运动主要限于振动和短程的旋转运 动。 2) 玻璃-橡胶转变区：模量下降与皮革相似。此区域为远程、协同分子运动的开始 3) 橡胶-弹性平台区：特点: 模量在此区域几乎恒定

8、，分子间物理缠结，呈现远程橡胶 弹性。分子量越高，平台越长。 4) 橡胶流动区：聚合物既呈现橡胶弹性，又呈现流动性。试验时间短，物理缠结来不 及松弛，材料仍表现橡胶行为；试验时间增加，温度升高，产生解缠作用，导致整个高分子产生流动。 5) 液体流动区：聚合物容易流动，类似糖浆，热运动能量足以使分子链解缠蠕动，这 种流动是作为链段运动结果的整链运动。 11. Tg 测量方法：（1）膨胀计法 (2)量热法 (3)温度一形变法和热机械法（4） 动态力学热 分析 （DMTA) (5) 核磁共振法-NMR (6)介电松弛法 12. 液体或固体物质，其体积由两部分组成：一部分占有体积另一部分是自由体积 1

9、3. 影响Tg 的因素： 内因：分子链的柔顺性，几何立构，分子间的作用力 a =? / 外因：作用力的方式、大小以及实验速率 (1)主链柔性：柔性越好，Tg越低 (2)侧基体积越大，Tg 升高（特例：聚甲基丙烯酸酯类） (3)对称性取代基使极性部分相互抵消，柔性增加，Tg 下降 (4)全同Tg Tg）时，取向分子发生解取向，银纹消失。 2.银纹的组成：取向的高分子链段（4060%）+ 分子链间的空隙 3.银纹具有强度，可承受负荷 4.银纹现象是聚合物所特有的 45.出现银纹是材料破坏的先导。 46.银纹的形成和发展可以吸收大量的能量。如果能够有效地引发银纹并且终止银纹，材料 将会获得较好的韧性

10、。 47.脆性聚合物的临界应力比较小，容易产生银纹；而韧性聚合物的临界应力较高，形成银 纹比较困难 48.1）银纹长度方向的发展银纹由尖端逐渐向前发展，形成更多的银纹；而银纹内部 分子链的拉伸比基本固定。这是银纹的稳定发展； 2）银纹宽度方向的发展银纹内部分子链的拉伸比越来越大，以至发生分子链的断裂，从而发展成裂缝，这是银纹的不稳定发展； 49.随着银纹的发展，能量不断消耗，应力不断衰减，银纹发展速度也就逐渐放慢。当应力 衰减到小于临界值以后，银纹就失去了发展的动力，从而导致银纹的终止。 50.剪切屈服与银纹屈服的不同：1）剪切屈服过程只有形态的改变，没有体积的变化；2） 剪切屈服不仅在材料受

11、到剪切力时才能发生，象拉伸应力、压缩应力等都可以引起剪切屈服； 51.实际聚合物受力屈服情况两种屈服机理共存 52.影响聚合物材料断裂方式的主要因素： 1）脆性断裂一般是由所加应力的张应力分量引起；而韧性断裂则是由所加应力的切应力分量引起。 2）流体静压力可使断裂方式由脆性变为韧性，而尖锐的缺口可将断裂方式由韧性转为脆性。 3）温度可以改变材料断裂方式，低温下脆性，高温下韧性。 4）应变速率明显影响材料断裂方式：低应变速率下的韧性材料在高应变速率下会发生脆性断裂。 53.影响聚合物强度的因素 1. 分子链结构的影响（增加分子链的极性，主链上含芳杂环，分子量高，支化高，交联高，拉伸强度提高） 2

12、. 结晶和取向的影响（结晶度提高对材料的刚性有利，韧性不利） 3. 应力集中的影响（在缺陷上产生应力集中会造成材料破坏的直接原因） 4. 增塑的影响（增塑剂增加，材料的拉伸强度下降、模量下降，但冲击强度增加） 5. 共聚和共混的影响（取决于目的和组分相容性） 6. 填料的影响（1）粉状填料惰性填料，填充后材料的强度下降，这种填充主要起 到降低成本的作用；活性填料通过填料粒子可以将应力分散传 递到其它分子链上。所以活性填料可以对聚合物材料起到补强作用（2）纤维状填料增强后材料除冲击强度外，其他强度大大改善 7. 外力作用速度（随拉伸速度的增加，材料的屈服强度提高，断裂强度增加，断裂伸 长率下降，

13、冲击强度下降。当拉伸速度很快时，材料不能屈服而发 生脆性断裂） 8. 温度（随温度降低，屈服强度增加，断裂强度增加，断裂伸长率下降，冲击强度降 低） 54.热塑性塑料成型过程一般需经历加热塑化、流动成型和冷却固化三个基本步骤。 55.非牛顿流体：宾汉流体（具有需要最小切应力,呈现塑性）假塑性流体（切力变稀， 大多数聚合物熔体）膨胀性流体（切力变稠，胶乳） 56.聚合物普适流动曲线分三个区域 1、第一牛顿区：低切变速率，曲线的斜率n1，符合牛顿流动定律。该区的粘度通常 称为零切粘度。 2、假塑性区(非牛顿区)：流动曲线的斜率na 57.聚合物流动曲线的解释 缠结理论解释：缠结破坏与形成的动态过程

14、。 第一牛顿区：切变速率足够小，高分子处于高度缠结的拟网结构，流动阻力大；缠结结构的破坏速度等于形成的速度，粘度保持不变，且最高。 假塑性区：切变速率增大，缠结结构被破坏，破坏速度大于形成速度，粘度减小，表现出假塑性流体行为。 第二牛顿区：切变速率继续增大，高分子中缠结构完全被破坏，来不及形成新的缠结，体系粘度恒定，表现牛顿流动行为。 58. 一般MI 越大，流动性越好，注射级MI 大，挤出MI 小，吹塑处于中间 59. 聚合物熔体的切粘度测定方法：1、落球粘度计2、毛细管粘度计3、旋转粘度计 60. 影响聚合物熔体粘度的因素： 1）分子结构 A 、粘度的分子量依赖性，临界分子量发生缠结的最小

15、分子量 B 、粘度的分子量分布的依赖性，分子量分布宽的试样对切变速率敏感性大 C 、 分子链支化的影响，短支链多：低，流动性好，橡胶加入支化的橡胶改善加工流动性。长支链多：形成缠结，提高。 2）共混： lg= 1lg1+2lg2加入第二组分，可降低熔体粘度，改善加工性能 3）温度、切应力、切变速率： 一般刚性链的粘流活化能?E 高。 A 、温度 a 、刚性分子有温敏性，加工过程采用提高温度的方法来调节流动性 b 、柔性分子对T 不敏感，加工过程要改变切变速率来改善流动性 B 、切变速率（切应力） a 、柔性分子：随切变速率下降明显，“切敏性” b 、刚性分子、改变构象比较难，切变速率升高变化不大。 61. 影响粘流温