1、第一章第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)高分子鏈的結(jié)構(gòu)1.1.構(gòu)型：構(gòu)型： 分子中由 化學(xué)鍵化學(xué)鍵 所固定的原子在空間的幾何排列幾何排列。2.2.構(gòu)象：構(gòu)象： 由于 單鍵內(nèi)旋單鍵內(nèi)旋 而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)形態(tài)。 3.3.聚合度：聚合度： 高分子鏈中 重復(fù)結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元 的數(shù)目。4.4.等規(guī)度：等規(guī)度： 高聚物中含有 全同立構(gòu)全同立構(gòu) 和 間同立構(gòu)間同立構(gòu) 的總的百分?jǐn)?shù)。5.5.幾何異構(gòu)體：幾何異構(gòu)體： 1,4-加成的雙烯類聚合物，由于雙鍵上的集團(tuán)在雙鍵兩側(cè)排列雙鍵兩側(cè)排列的方式不同的方式不同而有 順式異構(gòu)順式異構(gòu) 和 反式異構(gòu)反式異構(gòu) 之分，稱之為幾何異構(gòu)體。支化度：支化度：以 支化點(diǎn)密度支

2、化點(diǎn)密度 或兩相鄰支化點(diǎn)之間的鏈的 平均分子量平均分子量 來(lái)表示支化的程度。6.6.交聯(lián)度：交聯(lián)度：聚合物分子主鏈上發(fā)生 交聯(lián)的結(jié)構(gòu)單元交聯(lián)的結(jié)構(gòu)單元 占結(jié)構(gòu)單元總數(shù)的百分比百分比。7.7.柔順性：柔順性：高分子鏈能夠 改變其構(gòu)象改變其構(gòu)象 的性質(zhì)稱為柔順性。8.8.靜態(tài)柔順性：靜態(tài)柔順性：用高分子兩種熱力學(xué)平衡態(tài)構(gòu)象熱力學(xué)平衡態(tài)構(gòu)象之間的 位能差位能差 來(lái)描述的柔性。9 9動(dòng)態(tài)柔順性：動(dòng)態(tài)柔順性：高分子從一種平衡態(tài)構(gòu)象平衡態(tài)構(gòu)象變到另一種平衡態(tài)構(gòu)象所需要 時(shí)間時(shí)間 或轉(zhuǎn)變速率轉(zhuǎn)變速率 來(lái)描述的柔性。1.1.末端距：末端距： 線性高分子鏈的一端到另一端的直線距離直線距離，用h表示。等效自由結(jié)合

3、鏈：等效自由結(jié)合鏈：把若干個(gè)鍵鍵組成的一段鏈一段鏈算作一個(gè)獨(dú)立的單元，稱為“鏈段”，令鏈段與鏈段自由結(jié)合自由結(jié)合，并無(wú)規(guī)取向無(wú)規(guī)取向，這種鏈稱為“等效自由結(jié)合鏈”。2.2.自由旋轉(zhuǎn)鏈自由旋轉(zhuǎn)鏈：假定分子中的每個(gè)鍵都可以在鍵角所允許的方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不考慮空間位阻對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，稱為“自由旋轉(zhuǎn)鏈”。3.3.自由結(jié)合鏈：自由結(jié)合鏈：假定分子是由足夠多的不占有體積不占有體積的化學(xué)鍵自由結(jié)合而成，內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有鍵角限制和位壘限制鍵角限制和位壘限制，其中每個(gè)鍵在任何方向的取向幾率相等取向幾率相等，稱為.4. 5.伸直鏈按鋸齒形計(jì)算其伸直長(zhǎng)度：6.晶體中的分子鏈構(gòu)象：晶體中的分子鏈構(gòu)象：螺旋型構(gòu)象，平面鋸齒型構(gòu)

4、象。7.高分子溶液中分子鏈構(gòu)象：高分子溶液中分子鏈構(gòu)象：除了剛性很大的棒狀分子外，柔性鏈分子大都呈無(wú)規(guī)線團(tuán)狀；呈螺旋狀構(gòu)象的高聚物溶解時(shí)，變成部分保持棒狀螺旋小段的線團(tuán)狀構(gòu)象。第一章第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu)高分子鏈的結(jié)構(gòu)2,2,2,max2jfrfhhhL第二章：高分子的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)第二章：高分子的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)1.內(nèi)聚能：內(nèi)聚能：克服分間作用力，把一摩爾液體或固體分子移到其分之間的引力之外（氣態(tài)）所需要的能量。2.內(nèi)聚能密度：內(nèi)聚能密度：?jiǎn)挝惑w積的內(nèi)聚能。 表征高聚物分子之間的作用力大小。3.晶體：晶體：具有一定規(guī)整幾何形狀規(guī)整幾何形狀，組成晶體的質(zhì)點(diǎn)在空間呈三維長(zhǎng)程有序三維長(zhǎng)程有序的周期性排列周期

5、性排列。4.空間點(diǎn)陣：空間點(diǎn)陣：把組成晶體的質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)抽象成幾何點(diǎn)幾何點(diǎn)，由這些幾何點(diǎn)的集合所形成的格子格子，稱為空間點(diǎn)陣。5.晶胞：晶胞：具有周期性排列，大小與形狀相等，體積最小的晶體結(jié)構(gòu)單元晶體結(jié)構(gòu)單元。6.晶面：晶面：結(jié)晶格子內(nèi)所有的格子都集中在相互平行的等間距相互平行的等間距的平面上，這些平面就叫晶面?；靖拍?.7.非晶態(tài)結(jié)構(gòu)存在形式：非晶態(tài)結(jié)構(gòu)存在形式：非晶態(tài)的塑料和橡膠、熔融高聚物、結(jié)晶高聚物中的非晶區(qū)。聚合物結(jié)晶形態(tài)1.單晶：?jiǎn)尉В壕哂幸?guī)整幾何形狀的薄片狀薄片狀晶體。晶片厚度取決于結(jié)晶條件。制備條件：制備條件：高聚物從極稀極稀的高分子溶液（濃度小于0.1%）中緩慢緩慢結(jié)晶時(shí)得到的

6、。結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)特征：?jiǎn)尉?nèi)，分子鏈作高度的三維有序排列三維有序排列，分子鏈的取向與片狀單晶取向與片狀單晶的表面垂直的表面垂直。2.球晶球晶：片晶按球形對(duì)稱發(fā)散狀球形對(duì)稱發(fā)散狀生長(zhǎng)的多晶聚集體。最常見(jiàn)最常見(jiàn)的結(jié)晶形態(tài)。制備條件：熔體制備條件：熔體中無(wú)應(yīng)力無(wú)應(yīng)力結(jié)晶，或從濃溶液濃溶液中緩慢緩慢析出結(jié)晶。結(jié)構(gòu)特征：折疊連晶片結(jié)構(gòu)特征：折疊連晶片的聚集體，分子鏈垂直垂直于半徑方向。光學(xué)性質(zhì)：光學(xué)性質(zhì)：a.特征的 黑十字消光黑十字消光；b.沿球晶徑向周期性變化的 黑色同心圓環(huán)黑色同心圓環(huán)。形態(tài)取決于形態(tài)取決于晶核的形成和生長(zhǎng)過(guò)程。球晶非景區(qū)的主要構(gòu)成部分：球晶非景區(qū)的主要構(gòu)成部分：球晶片晶間連接鏈。球

7、晶的力學(xué)性質(zhì)：球晶的力學(xué)性質(zhì)：依賴與球晶的形態(tài)形態(tài)及片晶間連接鏈。3.伸直鏈晶體：伸直鏈晶體：由完全伸展完全伸展的分子鏈平行規(guī)整排列平行規(guī)整排列而形成的片狀晶體片狀晶體。最穩(wěn)最穩(wěn)定定的晶體形態(tài)（熱力學(xué)上）。制備條件制備條件：極高壓力極高壓力下從熔體中冷卻熔體中冷卻結(jié)晶或?qū)θ垠w結(jié)晶加壓熱處理加壓熱處理獲得。結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)特征：片晶厚度與分子鏈長(zhǎng)度相當(dāng)。對(duì)聚合物影響：對(duì)聚合物影響：使聚合物強(qiáng)度顯著增加。4.纖維晶：纖維晶：流動(dòng)場(chǎng)流動(dòng)場(chǎng)中，應(yīng)力應(yīng)力作用下高分子鏈沿應(yīng)力方向取向取向，一定條件下生成晶核，生成纖維晶。5.串晶：串晶：溶液或聚合物熔體中，在剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力作用下（攪拌）形成。是折疊連晶折疊

8、連晶在纖維狀脊纖維晶纖維狀脊纖維晶表面附生生長(zhǎng)的結(jié)果。6.柱晶：柱晶：聚合物熔體熔體在應(yīng)力應(yīng)力作用下冷卻結(jié)晶。7.短程有序：短程有序：圍繞某一質(zhì)點(diǎn)的最鄰近最鄰近質(zhì)點(diǎn)配置的秩序性。8.長(zhǎng)程有序：長(zhǎng)程有序：質(zhì)點(diǎn)在空間一定方向上空間一定方向上周期性重復(fù)出現(xiàn)的規(guī)律。9.結(jié)晶度：結(jié)晶度：完全結(jié)晶的部分與聚合物總量（質(zhì)量或體積）的百分比定義為聚合物的聚合度。測(cè)定方法：測(cè)定方法：密度法、x射線衍射法、紅外光譜法、DSC法等。 晶粒尺寸晶粒尺寸 Scherrer謝勒公式：高分子液晶和取向1.高分子液晶：高分子液晶：一些物質(zhì)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)受熱熔融或被溶劑溶解后，表現(xiàn)出流流動(dòng)性，動(dòng)性，但結(jié)構(gòu)上仍保持一維或二維有序性有

9、序性，形成兼具晶體和液體性質(zhì)的過(guò)渡過(guò)渡狀態(tài)，狀態(tài)，這種中間狀態(tài)就稱為液晶態(tài)。2.液晶：液晶：兼具晶體的光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)和流體流動(dòng)性流動(dòng)性的一類物質(zhì)。3.形成液晶態(tài)的結(jié)構(gòu)因素：形成液晶態(tài)的結(jié)構(gòu)因素：剛性剛性的分子結(jié)構(gòu)、棒狀或近似棒狀的構(gòu)象棒狀的構(gòu)象、幾何不不 對(duì)稱性對(duì)稱性（分子的長(zhǎng)寬比4），另外還需具有在液態(tài)下維持分子某種有序結(jié)構(gòu)排列所必須的凝聚力凝聚力（如強(qiáng)極性基團(tuán)、氫鍵等）4.液晶的分類：液晶的分類：a.按生產(chǎn)方式分類：熱熱致型液晶、溶溶致性液晶；b.按有序狀況分：向列向列型液晶、近晶近晶型液晶、膽甾膽甾型液晶。5.取向：取向：高分子鏈在特定情況下沿某特定方向的擇優(yōu)平行排列，聚合物呈各向異性

10、特征。測(cè)定：測(cè)定：光學(xué)雙折射法（鏈段的取向）、WAXD研究聚合物晶面擇優(yōu)生長(zhǎng)（晶區(qū)的取向）、聲速法（分子鏈的取向） 。特點(diǎn)：特點(diǎn)：a.取向是鏈段運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，是分子有序化過(guò)程；b.取向態(tài)在熱力學(xué)上是一種非平衡態(tài)，一旦外場(chǎng)除去，分子將解取向。6.解取向：解取向：取向狀態(tài)下除去外場(chǎng)，分子的熱運(yùn)動(dòng)使有序結(jié)構(gòu)自發(fā)地趨向無(wú)序化的過(guò)程。聚合物共混聚合物共混：指兩種或多種聚合物通過(guò)物理或化學(xué)的方法混合而成的宏 觀均勻的物質(zhì)體系?；烊苄曰烊苄裕汗こ滔嗳菪?，以獲得比較穩(wěn)定和均勻的形態(tài)結(jié)構(gòu)為目標(biāo)。相容性相容性：熱力學(xué)上的相容性，分子鏈程度上的互相纏結(jié)。第三章 高分子溶液高聚物溶解過(guò)程高聚物溶解過(guò)程：高分子溶解之前都

11、會(huì)發(fā)生溶脹溶脹，線性高分子會(huì)進(jìn)一步 溶解溶解，交聯(lián)高分子只能達(dá)到溶脹平衡溶脹平衡。溶劑的選擇原則溶劑的選擇原則：非晶態(tài)非極性聚合物根據(jù)溶度參數(shù)相近溶度參數(shù)相近原則，非晶態(tài) 極性聚合物根據(jù)溶劑化溶劑化原則和極性相似極性相似原則，非極性晶態(tài)聚合物需滿足 溶度參數(shù)相近溶度參數(shù)相近原則的同時(shí)加熱到其熔點(diǎn)熔點(diǎn)附近，極性晶態(tài)聚合物易溶于強(qiáng)強(qiáng) 極性極性溶劑中。溶度參數(shù)溶度參數(shù)： 內(nèi)聚能密度的平方根，表征聚合物-溶劑相互作用的參數(shù)。Huggins參數(shù) ： 反映高分子與溶劑相互作用能的變化，可以表征溶劑分子與高分子相互作用程度大小的參數(shù)。溶液溶液：指高分子稀溶液在溫度下，高分子鏈段間的作用力，高分子鏈段和溶劑分

12、子間的作用力，溶劑分子間的作用力恰好相互抵消，形成無(wú)擾狀態(tài)的溶液。條件條件：T=,排斥體積u=0，第二維利系數(shù)A2 =0，過(guò)量化學(xué)為 =0， =0,=1.21 VE11kTEZ1212 1第四章 聚合物分子量和分子量分布牛頓流體牛頓流體：粘度不隨剪切力和剪切速率改變而改變的流體。淋出體積淋出體積：凝膠滲透色譜法測(cè)分子量過(guò)程中，自試樣進(jìn)柱到唄淋洗出來(lái)所接收到的淋出液總體積。多分散試樣中，試樣的分子量按從大到小的順序分級(jí)。第五章 聚合物分子運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)變*松弛時(shí)間松弛時(shí)間 ：外力解除后試樣形變回復(fù)到初始最大形變的1/e所需的時(shí)間。聚合物分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)聚合物分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)單元的多重性、分子運(yùn)動(dòng)的時(shí)

13、間依賴性和溫度依賴性。玻璃化溫度玻璃化溫度：無(wú)定形聚合物由玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，用Tg表示。粘流溫度粘流溫度：鏈段沿作用力方向的協(xié)同運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致大分子重心發(fā)生相對(duì)位移，聚合物呈現(xiàn)流動(dòng)性，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度為粘流溫度Tf。自由體積自由體積：聚合物內(nèi)部分子間存在的空隙體積。物理老化物理老化：一般聚合物制品的許多性能隨時(shí)間的推移而發(fā)生變化的現(xiàn)象。退火退火：將晶態(tài)聚合物升溫到接近其熔點(diǎn)并維持一定時(shí)間的過(guò)程。淬火淬火：將溫度升高接近熔點(diǎn)的材料急速冷卻到室溫的過(guò)程。Tg1Tg3Tg2Tg4Tg5Tf1 Tf2Tf3 Tf4 Tf5TM增加非晶高聚物非晶高聚物結(jié)晶高聚物、隨結(jié)晶度和結(jié)晶高聚物、隨結(jié)晶度和/或相對(duì)

14、分子質(zhì)量增加或相對(duì)分子質(zhì)量增加末端流動(dòng)區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)橡膠彈性平臺(tái)區(qū)非晶態(tài)聚合物TT交聯(lián)度增加T增塑劑增加對(duì)柔性鏈（Tg降低不多，Tf卻降低較多）第六章 橡膠彈性應(yīng)變應(yīng)變：無(wú)慣性移動(dòng)的材料在外力作用下，材料的幾何形狀和尺寸發(fā)生相對(duì)改變，即應(yīng)變。應(yīng)力應(yīng)力：?jiǎn)挝唤孛娣e材料所受與外力方向相反，源于分子內(nèi)各種形式的結(jié)構(gòu)改變而產(chǎn)生的內(nèi)作用力，即應(yīng)力。三種基本受力-形變方式：簡(jiǎn)單拉伸、簡(jiǎn)單剪切、簡(jiǎn)單壓縮。橡膠化學(xué)結(jié)構(gòu)特征橡膠化學(xué)結(jié)構(gòu)特征：分子鏈具有足夠柔順性，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg遠(yuǎn)低于室溫；在使用溫度下不結(jié)晶或結(jié)晶溫度很低；在使用條件下無(wú)分子間相對(duì)滑動(dòng)，即無(wú)冷流，分子鏈上存在可供交聯(lián)的位置。高彈性的特點(diǎn)高彈性

15、的特點(diǎn)：形變量大（柔順性）、彈性模量小（可逆性）、形變需要時(shí)間，具有松弛特性（存在蠕變與應(yīng)力松弛）、形變伴隨熱效應(yīng)橡膠彈性的本質(zhì)是橡膠彈性的本質(zhì)是：熵彈性，回彈動(dòng)力是熵增。高彈性和強(qiáng)迫彈性的本質(zhì)是來(lái)那鏈段的運(yùn)動(dòng)。第七章 應(yīng)力松弛 蠕變 滯后 力學(xué)損耗 時(shí)溫等效原理 第七章 聚合物的粘彈性粘彈性粘彈性：高分子材料的力學(xué)行為，在通常情況下總是或多或少地表現(xiàn)為粘性和彈性相結(jié)合的特性，而且彈性與粘性的貢獻(xiàn)隨外力作用的時(shí)間而異，這種特性稱為粘彈性。蠕變現(xiàn)象蠕變現(xiàn)象：在一定的溫度和較小的恒定應(yīng)力下，聚合物的形變隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大的現(xiàn)象。包括三個(gè)形變過(guò)程：普彈形變、高彈形變、粘流形變。應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛：在

16、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。滯后現(xiàn)象滯后現(xiàn)象：聚合物在交變應(yīng)力作用下應(yīng)變落后于應(yīng)力的現(xiàn)象。力學(xué)損耗力學(xué)損耗：存在滯后現(xiàn)象時(shí)，每一次拉伸-回縮過(guò)程中所消耗的功，稱為力學(xué)損耗。第八章 聚合物的屈服和斷裂屈服屈服：指材料在受到拉伸剪切應(yīng)力分量的作用下表現(xiàn)出來(lái)的整體變形。銀紋化現(xiàn)象銀紋化現(xiàn)象：聚合物在張應(yīng)力作用下，材料某些薄弱部位出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生局部塑形變形和取向，材料表面或內(nèi)部垂直于應(yīng)力方向上出現(xiàn)長(zhǎng)度為100m，寬度為10m，厚度約為1m的微細(xì)凹槽或“裂紋”的現(xiàn)象剪切帶剪切帶：韌性聚合物單向拉伸至屈服點(diǎn)時(shí)，常可看到試樣上出現(xiàn)與拉伸方向呈45角的剪切

17、滑移變形帶。機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度：材料抵抗外力破壞的能力。韌性韌性：材料在塑形變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。冷拉冷拉：韌性聚合物在屈服后發(fā)生細(xì)頸之后細(xì)頸逐漸擴(kuò)展，應(yīng)變?cè)黾佣鴳?yīng)力不變，這種現(xiàn)象稱為冷拉。脆性斷裂脆性斷裂：在外力作用下，材料未出現(xiàn)屈服點(diǎn)就斷裂的情況。韌性斷裂韌性斷裂：在外力作用下，材料在出現(xiàn)屈服點(diǎn)之后才斷裂的情況。沖擊強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度：試樣受沖擊荷載而折斷時(shí)單位面積所吸收的能量。第九章 聚合物的流變性牛頓流體牛頓流體：流動(dòng)過(guò)程中其切應(yīng)力與流速梯度成正比的流體。非牛頓流體非牛頓流體：假塑性流體、脹塑性流體、塑性流體。假塑性流體假塑性流體：粘度隨剪切速率的增加而減小，即剪切變稀，大多高分子屬此類。脹塑性流體脹塑性流體：粘度隨剪切速率的增加而升高