高分子物理名词解释

1一、概念与名词第一章高分子链的结构高聚物的结构指组成高分子的不同尺度的结构单元在空间相对排列，包括高分子的链结构和聚集态结构。高分子链结构表明一个高分子链中原子或基团的几何排列情况。聚集态结构指高分子整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。近程结构指单个大分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构。远程结构指单个高分子的大小和在空间所存在的各种形状称为远程结构化学结构除非通过化学键的断裂和生成新的化学键才能改变的分子结构为化学结构。物理结构而一个分子或其基团对另一个分子的相互作用构型分子中各原子在空间的相对位置和排列叫做构型，这种化学结构不经过键的破坏或生成是不能改变的。旋光异构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三中键接方式，即全同、间同、无规立构，此即为旋光异构。全同立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三种键接方式，若高分子链中C*的异构体是相同的，此即为全同立构。间同立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三种键接方式，若高分子链中C*的两种异构体是交替出现的，此即为间同立构。无规立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三种键接方式，若高分子链中C*的两种异构体是无规则出现的，此即为无规立构。2有规立构全同和间同立构高分子统称为有规立构。等规度全同立构高分子或全同立构高分子和间同立构高分子在高聚物中的百分含量。几何异构当主链上存在双键时，而组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，即可形成顺反异构，此即为几何异构。顺反异构当主链上存在双键时，而组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，即可形成顺反异构，此即为几何异构。键接异构是指结构单元在高分子链中的联接方式，在烯类单体的加成聚合过程中，所形成的各种异构。如头头、头尾异构，异构化聚合，共聚合等。序列在多种结构单元组成的高分子链中，一种结构单元构成的链段称为序列。序列分布在多种结构单元组成的高分子链中，一种结构单元构成的链段称为序列，显然各个序列的长度是不同的，这种序列的长度的多分散性称为序列分布。数均序列长度在多种结构单元组成的高分子链中，一种结构单元构成的链段称为序列，显然各个序列的长度是不同的，若按数量进行统计平均所得到的序列长度。支化度指支化点的密度或两相邻支化点间链的平均分子量交联度相邻两个交联点之间的链的平均分子量（Mc）或交联点的密度。IPN两种不同的单体各自聚合形成的网络互相贯穿，称为互穿网络高分子。Semi-IPN当一线形聚合物在另一聚合物网络形成时均匀分散其中，宏观上成为一整体，称为半互穿网络，即Semi-IPN。构象由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫做构象3单键内旋转单键是由σ电子组成，电子云分布是轴性对称的，因此高分子在运动时C-C单键可以绕轴旋转，这种现象被称为单键内旋转。链段高分子上划分出来的可以任意取向的最小链单元，即高分子链上能够独立运动的最小单元。近程相互作用高分子链上相邻链段间的相互作用称为近程相互作用远程相互作用高分子链上非相邻链段间的相互作用远程相互作用无规线团单键内旋转导致高分子链呈卷曲构象，我们称这种不规则地卷曲的高分子链的构象为无规线团。柔顺性所谓高分子链的柔顺性，正是高分子链能够改变其构象的性质。平衡态柔顺性指热力学平衡条件下的柔性，取决于反式与旁式构象间的能量差△utg。动态柔顺性在外界条件影响下，从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度，转变速度取决于位能曲线上反式与旁式构象之间转变的位垒△ub。末端距→直线型高分子链的一段至另一端的直线距离，以h表示。均方末端距末端距是指线形高分子的一端至另一端的直线距离，它是一个向量，用h表示。末端距平方的平均值为均方末端距，用_h2表示。均方回转半径_Z_S2=1/Z(ΣS2i)i=1Z为高分子链段的总数，Si为质心至第i个质点的矢量。自由结合链键长l固定，键角θ不固定，内旋转自由的理想化的高分子链。4自由旋转链键长l固定，键角θ固定，内旋转自由的理想化的高分子链。等效自由结合链将一个原来含有n个键长为l、键角θ固定、旋转不自由的键组成的链视为一个含Z个长度为b的链段组成的、旋转自由的链，这种链被称为等效自由结合链。高斯链末端距分布符合高斯函数的高分子链称为高斯链。无扰尺寸在条件下测得的高分子的尺寸称为无扰尺寸，只有无扰尺寸才是高分子本身结构的反映。空间位阻参数__σ=[ho2/h2f.r]1/2特征比_Cn=ho2/nl2_ho2为无扰均方末端距，n、l分别为键数和键长一级近程排斥力高分子链上非键合原子或基团之间存在着排斥力，这种力称为一级近程排斥力。二级近程排斥力相邻结构单元上的非键合原子或基团间的相互作用称为二级近程排斥力热塑性聚合物指加热时可以塑化、冷却时则固化成型，能如此反复重复的受热行为。热固性聚合物有很多聚合物在树脂合成阶段，停留在线形或少量支链的低分子阶段，在成型加工阶段后，聚合物固化，继续加热时不再塑化，这种行为称为热固性聚合物。热力学链段长度用热力学方法测定的链段长度称为热力学链段长度。动力学链段长度用动力学方法测定的链段长度称为动力学链段长度。5第二章聚合物的凝聚态结构内聚能与内聚能密度把一摩尔液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量称为内聚能，单位体积的内聚能称为内聚能密度。晶体当物质内部的质点（可以是原子、分子、离子）在三维空间呈周期性地重复排列时，该物质称为晶体空间点阵把组成晶体的质点抽象成为几何点，由这些等同的几何点的集合所形成的格子，称为空间格子。球晶在通常的条件下，从浓溶液或熔体冷却结晶时，高聚物倾向生成的一种结晶形态。呈圆球状，尺寸从几微米到几毫米，在正交偏振片作用下呈现黑十字消光现象。黑十字消光现象在偏光显微镜的正交偏振片之间，由于球晶具有径向光学对称晶体的性质，通过双折射分析，可以得知其有四个消光位置，呈现出典型的黑十字图像。结晶度试样中结晶部分的质量百分数或体积百分数，分别用xcw或xcv表示。淬火将高聚物熔体骤冷的加工工艺过程称为淬火。退火这是一种材料加工处理工艺，即材料快速加工成型后，在高于室温的情况下长时间热处理，通过链的调整消除内应力，使分子链排列更加规整。液晶液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下所形成的有序流体的总称取向在某些外场（如拉伸应力或剪切应力）作用下高分子链、链段或微晶可以沿着外场方向有序排列，称为取向。取向度f=1/2(3cos2θ-1),f为取向度，θ为分子链主轴方向与取向方向之间的夹角，高分子合金它是由两种或两种以上高分子组分组成的具有类似合金结构的材料，包括嵌段与接枝共聚物、两种（种或两种以上）高聚物通过机械共混或溶液共混或熔体共混等方法制得的共混物。6相容性一种材料与另外一种材料亲合性的好坏称为相容性，亲合性的好坏可由混合自由能来判定。HIPS高抗冲聚苯乙烯，是聚苯乙烯接枝聚丁二烯（或其他橡胶）或聚苯乙烯与聚丁二烯（或其他橡胶）的共混物。增强材料高聚物树脂与其他增强材料复合，使高分子材料的力学性能显著提高，这种材料通常被成为增强材料。复合材料如果在聚合物基体中加入第二相物质所形成的材料称为复合材料，或连续的高聚物相和不连续的填充剂相构成的材料通称为复合材料。活性填料能对特定聚合物起补强作用的填充剂统称为活性填料惰性填料能对特定聚合物起补强作用的填充剂统称为活性填料，而有些填料的引入往往会降低聚合物的强度，这类填料称为惰性填料。第三章、高分子溶液溶胀溶剂分子渗入高聚物内部，即溶剂分子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨胀，这种现象称为溶胀。无限溶胀溶剂分子渗入高聚物内部，即溶剂分子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨胀，同时高分子也缓慢地向溶剂中扩散，若这一过程的最终结果是形成了高聚物溶剂均匀分散体系，则被称为无限溶胀有限溶胀溶剂分子渗入高聚物内部，即溶剂分子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨胀，对于交联高聚物，随着链构象的改变所产生的回弹力将阻止这一过程的进行，溶胀达到平衡，故被称为有限溶胀。溶度参数δ=ε1/2定义内聚能密度的平方根为溶度参数，单位为（J/cm3）1/2。摩尔吸引常数把组合量（ΔE·V）1／2＝F称为摩尔吸引常数（其中V为结构单元的摩尔体积）7混合熵ΔS=-R[n1lnΦ1+n2lnΦ2]ΔS为混合热，n1、n2分别为溶剂、溶质的摩尔数，Φ1、Φ2分别为溶剂、溶质的体积分数。混合热ΔH=χ1RTn1Φ2ΔH为混合热，χ1为哈金斯参数，n1为溶剂的摩尔数，Φ2为溶质的体积分数。混合自由能ΔG=RT[n1lnΦ1+n2lnΦ2+χ1n1Φ2]ΔG为混合热，χ1为哈金斯参数，n1、n2分别为溶剂、溶质的摩尔数，Φ1、Φ2分别为溶剂、溶质的体积分数。哈金斯参数χ1=(Z-2)ΔW12/KTχ1为哈金斯参数，Z为高分子链段的最大配位数，ΔW12为溶剂化过程中的能量变化。过量化学位ΔμE1＝RT（χ1－1／2）ф22高分子稀溶液溶剂化学位变化中非理想的部分。溶胀度将高聚物溶胀后的体积与溶胀前的体积之比称为溶胀度第二维利系数_A2=(1/2-χ1)/V1ρ22表征了高分子链段与溶剂分子之间的相互作用。θ溶液如果链段间的相互作用力等于链段与溶剂的相互作用力，这一状态即为θ溶液的微观状态。θ溶剂如果链段间的相互作用力等于链段与溶剂的相互作用力，这一状态即为θ溶液的微观状态。则该溶剂即为此种高聚物的θ溶剂。θ温度如果链段间的相互作用力等于链段与溶剂的相互作用力，这一状态即为θ溶液的微观状态。则该时的温度即为此种高聚物的θ温度。冻胶高聚物溶液失去流动性时即成为冻胶或凝胶，冻胶是由范德华力交联形成的，加热时冻胶溶解，冷却时冻胶形成。8凝胶高聚物溶液失去流动性时即成为冻胶或凝胶，凝胶是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体，加热不能溶解也不能熔融。第四章、聚合物的分子量和分子量分布级分将高聚物按分子量大小进行分级，所得到的各个部分被称为级分。数量分数由于高聚物具有多分散性，相同分子量的大分子的摩尔数与各种分子量的大分子的摩尔总数之比。重量分数由于高聚物具有多分散性，相同分子量的大分子的重量与各种分子量的大分子的总重量之比。数均分子量nM=niniiiiNMN11/_Mn为数均分子量，Ni为第i个级分的数量分数，Mi为第i个级分的分子量。重均分子量WM=niniiiiWMW11/_Mw为重均分子量，Wi为第i个级分的重量分数，Mi为第i个级分的分子量。粘均分子量_nMw={ΣWiMia}1/ai=1Wi为第i个级分的重量分数，Mi为第i个级分的分子,a为Mark--Houwink方程的指数。Z均分子量zM=ininiiiiMWMW112/_Mz为重均分子量，Wi为第i个级分的重量分数，Mi为第i个级分的分子量。分子量分布9大多数天然高聚物和人工合成高聚物的分子量都不均一，每一种高聚物均为同系物的混合物，其分子量分散情况称为分子量分布。多分散性指数是指试样中各种分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值。多分散性系数d=Mw/Mn或d=Mz/Mw特性粘数[η]=limηsp/c=limlnηr/c，表示高分子单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。校正曲线logM=A-BVeA、B为仪器常数，M为分子量，Ve为淋洗体积。普适校正曲线log[η]M=A-BVeB为仪器常数，[η]为特性粘度，M为分子量，Ve为淋洗体积。第五章、聚合物的转变与松弛玻璃化转变非晶态高聚物从玻璃态进入高弹态或从高弹态回到玻璃态的转变区称为玻璃转变。粘流转变非晶态高聚物从高弹态进入粘流态或从粘流态回到高弹态的转变区称为粘流转变。玻璃化温度非晶态高聚物从玻璃态进入高弹态或从高弹态回到玻璃态的转变区称为玻璃转变，这一转变区对应的温度称为玻璃化温