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1、,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
2、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
3、、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
4、 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)；
5、 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,3.2.1 Flory-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 3.2.2 Flory-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
6、(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
7、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
8、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： t1/2T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、
9、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、
10、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 7.2.2 Boltzmann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T、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
11、 8.1.2 屈服-冷拉机理和Considre作图 Considre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
12、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-Hugg
13、ins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,1、结晶度计算 2、聚合物溶液的混合熵、混合热、混合自由能计算 3、分子量的计算 4、渗透压的计算 5、交联橡胶的状态方程的相关计算 6、各种力学松弛行为的相关计算 7、Bolzmann叠加理论的计算 8、时温等效原理的相关计算,VII 考试题型,选择题(12题共18分) 填空题(18题共18分) 名词解释(5题共20分) 简答题(3题共24分) 计算题(2题共20分),预祝大家期末考试顺利！,完！,
