(河南大学期末考试)高分子物理简答题

1．分子运动的三大特点：①多重性运动单元多重性：分子链链段链节支链②对时间依赖性松弛松弛时间：在外场下，物体以一种平衡状态通过高分子运动过渡到另一种平衡状态时所需要的时间，这种特性叫松弛特性，所需时间称为松弛时间③对温度依赖性升温使松弛时间减少提供个运动单元的热运动能力，热膨胀使分子间距离增加增加各运动分子的运动空间2．玻璃态，高弹态和粘流态三态的转变：在加热条件下，对高聚物试样施加一个恒定的力，观察试样形变与温度的关系图聚合物的力学三态是玻璃态、高弹态和粘流态。在玻璃化转变温度以下的玻璃态，聚合物的分子运动以链节、侧基和支链等为特征，因此材料坚硬但脆性较大。当温度升高，进入高弹态以后，聚合物的运动单元变为链段的运动。聚合物具有很好的弹性；当温度进一步升高，进入粘流态后，整个聚合物分子都运动起来，聚合物流动但粘性大，因此，这时的运动单元是整个分子链。图3．玻璃态转化温度的影响因素：㈠内因①主链②侧链⑴极性极性增大，柔顺性降低⑵非极性如果侧基本身是柔顺性，随侧基本身长度的增加，Tg反而降低，因为侧基起增塑剂的作用⑶对称性③H键Tg增大④交联Tg增大⑤分子量随分子量增加而增大⑥共聚⑦共混⑧增塑剂Tg降低㈡外因①温度②外力作用时间频率③外力越大Tg越小④流体静压力4．温度对结晶速度的影响：聚合物结晶速率与温度的这种关系是晶核生成速度和晶体生长速度在不同的温度依赖性共同作用的结果，成核过程的温度依赖于成核方式有关异相成核可以在较高温度下发生，而均相成核只有在稍低的温度下发生，因为温度过高，分子的热运动过于剧烈，晶核不易形成，或生成的晶核不稳定，容易被分子热运动所破坏，随着温度的降低均相成核的速度增大，结晶的生长过程则取决于链段向晶核扩散和规整堆积的速度，随着温度的降低熔体的黏度增大，链段的活动能力降低，晶体生长速度下降，因此由于晶核形成速度增加并且警惕生长速度又很大，结晶速度迅速增大，到某一适当的温度时，晶核形成和警惕生长都有较大的速度，结晶速度出现极大值，此后虽然晶核形成的速度仍然很大，但是由于晶体生长速度逐渐下降结晶速度也随之下降，其他影响因素有杂质、分子结构等。5．影响高分子链柔顺性的结构因素：①主链结构：主链中引入杂原子时，柔顺性增大，主链中有孤立双键时，非键合原子减少，柔顺性增加，有共轭商检时则是刚性分子②侧链：对于非极性侧基空间位阻越大，柔顺性越小，对极性侧基极性越大，柔顺性越小，极性基团数目越多，柔顺性越小，总体来说对称性越高，柔顺性越大③单个分子的柔顺性很好，形成分子链之后呈现刚性④规整性：规整性越高柔顺性越低⑤分子链长短：分子链越短柔顺性越小，分子量达到一定程度后才能体现出柔顺性⑥温度：温度越高柔顺性越大6．分子结构与结晶能力：分子结构的差别是决定不同聚合物结晶速率的根本原因，链的结构越简单，对于极性越高，链的立体规整性越好，取代基的空间位阻越小，链的柔顺性越大则结晶速率越大7．分子结构与结晶速度的关系：分子结构的差别是决定不同聚合物结晶速度快慢的根本原因，从本质上说，不同聚合物结晶速度的差别是因为分子链扩散进入晶相结构所需的活化能，随着分子结构的不同而不同的缘故，链的结构越简单，对称性越高，链的立构规整性越好，取代基的空间位阻越小，链的柔顺性越大，则结晶速度越大