2022年高分子物理详细重点总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名词说明：1. 时间依靠性：在肯定的温度和外力作用下,高聚物分子从一种平稳态过渡到另一种平稳态需要肯定的时间2. 放松时间 :橡皮由 Xt复原到 X0的 1/e 时所需的时间3. 放松时间谱： 放松过程与高聚物的相对分子质量有关,而高聚物存在肯定的分子量分布,因此其放松时间不是一个定值,而出现肯定的分布；4. 时温等效原理：上升温度或者延长观看时间外力作用时间对于聚合物的分子运动是等效的,对于观看同一个放松过程也是等效的；5. 模量：材料受力时,应力与应变的比值6. 玻璃化温度：为模量下降最大处的温度；7. 自由体积：任何分子的转变都需要有一个

2、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 Tg 下降的现象13. 次级转变或多重转变：运动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程中起到晶核的作用 16. 熔融：物质从结晶态转变为

3、液态的过程 17. 熔限：结晶聚合物的熔融过程,出现一个较宽的熔融温度范畴 18. 熔融熵 Sm ：熔融前后分子纷乱程度的变化 19. 橡胶 : 施加外力时发生大的形变,外力除去后可以复原的弹性材料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 将发生变化21. 附加应力：可以抗击外力的力 22. 泊松比：拉伸试验中材料横向应变与纵向应变比值的负数,它的几何外形和尺寸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. 力学放松：聚合物的各种性能表现出对时间的依靠性 25. 蠕变：在肯定的温度下和较小恒应力的连续作用下,材料应变随时

4、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步衰 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 29. 储存模量 E：同相位的应力与应变的比值回缩循环后所消耗的功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：聚合物的力学放松行为是其整个历史上各放松过程的线性加和 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向和塑性变形,

5、在材料外表或内部垂直于应力方向上形成的长 或裂纹的现象100、宽 10、厚为 1 微米左右的微细凹槽名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 34. 裂纹：由于分子链断裂而在材料内部形成的间隙,不具有强度,也不能复原；35. 应力银纹当应力到达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,发形成的银纹在远低于临界应力值时在聚合物材料内部引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 角的方向上显现剪切滑移变形38. 脆性断裂：在屈服之前发生,断面平滑,断裂能很

6、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：凡流淌行为符合牛顿流淌定律的流体41. 非牛顿流体：凡流淌行为不符合牛顿流淌定律的流体/.a42. 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 ：指在肯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 填空题：,挤出物的截面积比模孔的截面积大的现象1. 结构是打算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：链段运动的放松过程,熔融转变的实质是整链运动的热力学相变3

7、. 高分子运动特点：分子运动的多样性,多重性,温度,时间依靠性4. 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. 时间依靠性缘由：整个分子链,链段,链节等运动单元需要克服内摩擦阻力,是不行能瞬时完成的7. 温度越高,放松时间越短8. WLF 半体会方程：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：模量下降与皮革相像；此区域为远程、协同分子运动的开头3 橡胶 -弹

8、性平台区：特点 : 模量在此区域几乎恒定,分子间物理缠结,出现远程橡胶弹性；分子量越高,平台越长；4 橡胶流淌区：聚合物既出现橡胶弹性,又出现流淌性；试验时间短,物理缠结来不及放松,材料仍表现橡胶行为；试验时间增加,温度上升,产生解缠作用,导致整个高分子产生流淌；5 液体流淌区：聚合物简单流淌,类似糖浆,热运动能量足以使分子链解缠蠕动,这种流淌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介电放松法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13. 影响

9、Tg的因素：内因：分子链的柔顺性,几何立构,分子间的作用力名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 外因：作用力的方式、大小以及试验速率1 主链柔性：柔性越好,Tg越低 2 侧基体积越大,Tg 上升特例：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 间同 Tg,顺式 Tg Tg时,取向分子发生解取向,银纹消逝；2.银纹的组成：取向的高分子链段3.银纹具有强度,可承担负荷 4.银纹现象是聚合物所特有的 45. 显现银纹是材料破坏的先导；4060%+ 分子链间的间隙46. 银纹的形成和

10、进展可以吸取大量的能量；假如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；47. 脆性聚合物的临界应力比较小,简单产生银纹；而韧性聚合物的临界应力较高,形成银 纹比较困难48. 1银纹长度方向的进展银纹由尖端逐步向前进展,形成更多的银纹；而银纹内部分子链的拉伸比基本固定；这是银纹的稳固进展；2银纹宽度方向的进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,从而进展成裂缝,这是银纹的不稳固进展；49. 随着银纹的进展,能量不断消耗,应力不断衰减,银纹进展速度也就逐步放慢；当应力 衰减到小于临界值以后,银纹就失去了进展的动力,从而导致银纹的终止；名师归纳总结 - - - - -

11、 - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 50. 剪切屈服与银纹屈服的不同：1剪切屈服过程只有外形的转变,没有体积的变化；2剪切屈服不仅在材料受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形两种屈服机理共存 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重量引起；而韧性断裂就是由所加应力的 切应力重量引起；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温度可以转变材料断裂方式,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

12、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. 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缘由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

13、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, 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受加热塑化、流淌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,出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. 聚合物普适流淌曲线分三个区域1、第一牛顿区：低切变速率,曲线的斜率 称为零切粘度；n1,符合牛顿流淌定律；该区

14、的粘度通常2、假塑性区 非牛顿区 ：流淌曲线的斜率 n a 57. 聚合物流淌曲线的说明 缠结理论说明：缠结破坏与形成的动态过程；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,流淌阻力大；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；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；其次牛顿区： 切变速率连续增大, 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,表现牛顿流淌行为；58. 一般 MI 越大

15、,流淌性越好,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、粘度的分子量依靠性,临界分子量发生缠结的最小分子量When MMc0KM3. 4wB 、粘度的分子量分布的依靠性,分子量分布宽的试样对切变速率敏锐性大 C、 分子链支化的影响,短支链多： 低,流淌性好,橡胶加入支化的橡胶改善加 工流淌性；长支链多：形成缠结, 提高；2共混：lg = 1lg 1+ 2lg 2 加入其次组分,可降低熔体粘度,改善加工性能 3温度、切应力、切变速率：E / RT a Ae 一般刚性

16、链的粘流活化能 E 高；A、温度 a、刚性分子有温敏性,加工过程采纳提高温度的方法来调剂流淌性 b、柔性分子对 T 不敏锐,加工过程要转变切变速率来改善流淌性 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、转变构象比较难,切变速率上升 变化不大；61. 影响粘流温度的因素： 分子结构的影响 分子链越柔顺,粘流温度越低；高分子极性大,粘流温度越高； 分子量的影响粘流温度 Tf 是整个高分子开头运动的温度；分子量越大,位移运动越不易进行,粘流温度越高； 粘流温度与外力大小和外力作用的时间有关 外力可降低粘流温度；延长外力作用时间有助于高分子链产生粘性流淌；62. 高聚物的粘流温度是成型加工的下限温度,高聚物的分解温度是成型加工的上限温度名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页