高分子物理重点第一章至第四章

高分子物理重要知识点(1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档高分子物理重要知识点(1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子，相对分子质量低于约1000的称为低分子。

相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。

一般高聚物的相对分子质量为104~106，相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。

英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。

前者又可译作聚合物或高聚物；后者又可译作大分子。

这两个词虽然常混用，但仍有一定区别，前者通常是指有一定重复单元的合成产物，一般不包括天然高分子，而后者指相对分子质量很大的一类化合物，它包括天然和合成高分子，也包括无一定重复单元的复杂大分子。

与低分子相比，高分子化合物的主要结构特点是：（1）相对分子质量大，由很大数目的结构单元组成，相对分子质量往往存在着分布；（2）主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性；（3）高分子结构不均一，分子间相互作用力大；（4）晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。

（5）要使高聚物加工成为有用的材料，需加入填料、各种助剂、色料等。

高分子的结构是非常复杂的，整个高分子结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）：表1-1高分子的结构层次及其研究内容名称内容备注链结构一级结构（近程结构）结构单元的化学组成键接方式构型（旋光异构，几何异构）几何形状（线形，支化，网状等）共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构（远程结构）构象（高分子链的形状）相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构（聚集态结构、聚态结构、超分子结构）晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点，使高分子具有如下基本性质：比重小，比强度高，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。

高分子物理课程电子教案第一章：高分子物理概述1.1 高分子的定义与分类1.2 高分子的基本性质1.3 高分子材料的制备与加工1.4 高分子物理的研究内容与方法第二章：高分子链的结构与运动2.1 高分子链的结构模型2.2 高分子链的构象2.3 高分子链的布朗运动与扩散2.4 高分子链的相变与临界现象第三章：高分子溶液3.1 高分子溶液的制备与性质3.2 高分子溶液的流变行为3.3 高分子溶液的凝胶化现象3.4 高分子溶液的吸附与沉淀第四章：高分子凝聚态结构4.1 高分子凝聚态的基本特征4.2 高分子凝聚态的构象统计4.3 高分子凝聚态的相变与有序化4.4 高分子凝聚态的微观结构分析方法第五章：高分子材料的性能与应用5.2 高分子材料的热性能5.3 高分子材料的光学性能5.4 高分子材料的应用领域第六章：高分子材料的电学性能6.1 高分子材料的导电性6.2 高分子材料的绝缘性6.3 高分子材料的介电性能6.4 高分子材料在电化学应用中的应用第七章：高分子材料的光学性能7.1 高分子材料的光吸收与发射7.2 高分子材料的光散射与折射7.3 高分子材料的光开关与光存储7.4 高分子材料在光电子学中的应用第八章：高分子材料的热性能8.1 高分子材料的热稳定性8.2 高分子材料的熔融与玻璃化转变8.3 高分子材料的导热性8.4 高分子材料在热控应用中的应用第九章：高分子材料的力学性能9.1 高分子材料的弹性与塑性9.2 高分子材料的强度与韧性9.4 高分子材料在力学应用中的应用第十章：高分子材料的环境与可持续性10.1 高分子材料的环境影响10.2 高分子材料的生物降解与可再生性10.3 高分子材料的环境友好性设计10.4 高分子材料的可持续性发展前景第十一章：高分子材料的现代分析技术11.1 核磁共振谱（NMR）11.2 凝胶渗透色谱（GPC）11.3 差示扫描量热法（DSC）11.4 扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）第十二章：高分子材料的界面与相互作用12.1 高分子与高分子之间的相互作用12.2 高分子与溶剂之间的相互作用12.3 高分子材料界面性质的调控12.4 界面现象在高分子材料中的应用第十三章：高分子材料的功能化与复合化13.1 高分子材料的功能化途径13.2 功能高分子材料的设计与合成13.3 高分子复合材料的制备与性能13.4 功能化高分子复合材料的应用第十四章：生物高分子与生物医用高分子14.1 生物高分子概述14.2 蛋白质与核酸的生物高分子特性14.3 生物医用高分子材料的应用14.4 生物可降解高分子材料的研究与发展第十五章：高分子物理课程总结与展望15.1 高分子物理课程的主要内容回顾15.2 高分子物理领域的前沿动态15.3 高分子材料在未来的发展趋势15.4 学生自主研究项目的设计与实践重点和难点解析第一章：高分子物理概述重点：高分子概念、分类及基本性质。

高分子物理复习重点第一章高分子的链结构高分子物理的研究内容（结构—性能）高分子链的结构层次构型、构造、构象、链段定义、柔顺性及影响因素、链柔性的定量表示方法第二章高分子凝聚态结构单晶、球晶形成条件，在偏光显微镜及电镜照片中的特征；球晶对力学性能的影响及控制方法、结晶度对聚合物性能的影响；按液晶态的形成条件对液晶分类；液晶基元的结构；液晶晶型分类及特点、液晶构造、液晶织构形成的原因、种类及意义；聚合物的取向结构的定义、结构特征和性能，高分子合金及体系分类、高分子合金的相容性的判别第三章高分子溶液聚合物溶解需要考虑哪些因素（定性、定量）？或溶剂对聚合物溶解能力的判定；利用X1、A2、Δμ1E及θ温度判定高分子在溶剂中所处的状态（良溶剂、劣溶剂、析出）；聚合物溶剂的选择方法；Θ溶液（溶剂、温度条件）第四章聚合物的分子量与分子量分布粘度的五种表表示方法（含单位）；采用毛细管粘度计测定分子量的原理方法，采用凝胶渗透色谱法测定分子量分布的原理（体积排除理论）第五章高分子分子运动和转变掌握非晶态聚合物、交联聚合物、晶态聚合物的热机械曲线特征，并能绘制并标出黏弹行为的五个区域（指温度-形变曲线（即热机械曲线）的划分(含T g、T f标注)，及分子量大小对曲线影响。

了解塑料、橡胶、纤维的使用上限、下限温度；掌握Tg转变温度的测定方法（膨胀计法、量热法与温度形变法）；软化温度的定义及表示方法；玻璃化转变理论—等自由体积理论；影响玻璃化转变温度的因素；影响结晶能力的因素；影响熔点的因素；了解高分子熔点与小分子熔点的区别及测定熔点的方法；第六章橡胶弹性橡胶高弹性的本质、具有橡胶弹性的条件、应力、应变、模量、柔量、泊松比之间的关系，常见材料的泊松比（如橡胶）、热塑性弹性体定义。

第七章聚合物的粘弹性虎克定律、牛顿流动定律、高聚物粘弹性定义、粘弹性分类、应力松弛、蠕变（定义及形变包含几种类型）、滞后、力学损耗；交联聚合物与线型聚合物的应力松弛曲线和蠕变曲线；掌握Maxwell 运动方程和Kelvin运动方程的推导，掌握可模拟哪类聚合物，不模拟哪类聚合物，掌握粘弹性的时温等效原理及意义。

《高分子物理》电子教案绪言一、高分子科学的发展●高分子（Macromolecular，Polymer）概念的形成和高分子科学的出现始于20世纪20年代。

●1920年德国Staudinger提出高分子长链结构的概念。

●此前1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化。

●1855年英国人Parks制得赛璐璐塑料（硝化纤维+樟脑）。

●1883年法国人de Chardonnet发明了人造丝。

从1920年提出高分子概念后，才开始了合成高分子科学的时代，相继合成了尼龙（聚酰胺）、氯丁橡胶、丁苯橡胶、PS、PVC、PMMA等高分子材料，形成了高分子化学研究领域。

随着大批新合成高分子的出现，解决对这些聚合物的性能表征，以及了解其结构对性能的影响等问题也随之变得必要了，从20世纪50年代，随时物理学家、化学家的投入，形成了高分子物理研究领域；同时高分子材料制品已向人们生活各个领域迅速扩展，高分子材料的成型加工原理，反应工程的研究日渐产生，形成了“高分子工程”研究领域。

●至今与高分子有关的诺贝尔奖获得者：配位聚合：Ziegler（德国）、Natta（意大利），flory（美），导电高分子Heeger，MacDiarmid(美)，白川英树（日本），de Gennes(法国)。

●我国高分子研究起步于50年代初，唐敖庆于1951年，发表了首篇高分子科学论文（高分子统计理论）：●长春应化所1950年开始合成橡胶工作（王佛松，沈之荃）；●冯新德50年代在北大开设高分子化学专业。

●何炳林50年代中期在南开大学开展了离子交换树脂的研究。

●钱人元于1952年在应化所建立了高分子物理研究组，开展了高分子溶液性质研究。

●钱保功50年代初在应化所开始了高聚物粘弹性和辐射化学的研究。

●徐僖先生50年初成都工学院（四川大学）开创了塑料工程专业。

●王葆仁先生1952年上海有机所建立了PMMA、PA6研究组。

我国在高分子化合物高分子领域的研究不断发展壮大。

第一章高分子链的结构与形态一、填空、选择题1、高分子链中反式、旁式构象越接近于无规排列，链的静态柔顺性越。

2、单烯类单体形成聚合物的键接方式有键接和键接。

3、聚丙烯分子可能产生的空间立构有、和。

4、聚丁二烯分子可能产生的几何异构有和。

5、交联聚合物不溶解也不。

6、构象熵（S）与构象数（W）的关系是。

7、橡胶产品的加工对分子量分布要求最（宽、窄）8、PAN、PVC、PP中柔性最大的是。

9、一般用末端距来衡量高分子链的大小。

10、碳链高分子，若其是自由结合链，由n个键组成，键长为l，其均方末端距为。

11、碳链高分子，若其是自由旋转链，由n个键组成，键长为l，其均方末端距为。

12、一般高分子主链键长较大，键角较大的键，其柔性更。

13、库恩的柔性链模型是一种自由结合链。

14、聚异丁烯的柔性于聚乙烯的柔性15、聚偏二氯乙烯的柔性于聚1，2-二氯乙烯的柔性16、聚氯丁二烯的柔性于聚氯乙烯的柔性。

17、分子链为伸直形态时，构想熵为。

18、长支链的存在，使聚合物的柔性。

19、高分子共聚物的序列结构指两种或两种以上共聚单体在分子中的排列，二元共聚物可以分为无规型、交替型、型和型共聚物。

20、下列四种聚合物中，不存在旋光异构和几何异构的为（）。

A、聚丙烯，B、聚异丁烯，C、聚丁二烯，D、聚苯乙烯21、自由基聚合制得的聚丙烯酸为（）聚合物。

A、全同立构，B、无规立构，C、间同立构，D、旋光22、热塑性弹性体SBS是苯乙烯和丁二烯的（）。

A、无规共聚物，B、交替共聚物，C、嵌段共聚物，D、接枝共聚物23、下列四种聚合物中，链柔顺性最差的是（）。

A、C H2C H2n，B、C H2C H nC l，C、C H2nC HC N，D、C HnC HC H324、下列说法，表述正确的是（）。

A、自由连接链为真实存在，以化学键为研究对象。

B、自由旋转链为理想模型，以链段为研究对象。

C、等效自由连接链为理想模型，以化学键为研究对象。

第一章 高分子链的结构*近程结构：单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构。

又称高分子的一次结构。

*远程结构：整个分子的大小和在空间的形态，又称高分子的二次结构。

*构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

*构象：由于围绕单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称作构象。

*键接结构：指聚合物大分子结构单元的连接方式。

*全同立构（等规立构）：结构单元含有不对称碳原子C*的聚合物，C －C 链成锯齿状放在一个平面上。

当取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。

*间同立构（间规立构）：结构单元含有不对称碳原子C*的聚合物，C —C 链成锯齿状放在一个平面上。

当取代基相间的分布于主链平面的二侧或者说两种旋光异构单元交替键接。

无规立构：结构单元含有不对称碳原子C*的聚合物，C —C 链成锯齿状放在一个平面上。

当取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构体单元完全无规键接。

*柔顺性：高分子长链能发生不同程度卷曲的特性或者说高分子链能改变其构象的性质，简称柔性。

静态柔顺性：又称平衡态柔性，指的是高分子链处于较稳定状态时的卷曲程度。

*动态柔顺性：又称动力学柔性，指的是分子链从一种平衡态构象转变成另一种平衡态构象的容易程度。

*链段：高分子链上能独立运动的最小单元。

*等效自由结合链：在库恩统计法中，以链段为统计单元，链段看作刚性棒，自由连接，称为等效自由结合链。

*空间位阻参数σ：以σ来度量由于链的内旋转受阻而导致的分子尺寸增大程度的量度，σ愈小分子愈柔顺。

无扰尺寸A ：因为均方末端距与键数n 成正比，而n 又比例于分子量M ，所以可以用单位分子量的均方末端距作为衡量分子柔性的参数，A 值愈小，分子链愈柔顺.极限特征比C ∞：链均方末端距与自由结合链的均方末端距的比值，当n →∞时的极限值。

链的柔性愈大，则C ∞值愈小。

*均方末端距：线型高分子链的两端直线距离的平方的平均值。

第一章 高分子的链结构1.1 高分子结构的特点和内容高聚物结构的特点:1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子，相对分子质量大，相对分子质量往往存着分布。

2. 一般高分子主链都有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲而具有柔性。

3.晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。

4.要使高聚物加工成有用的材料，往往需要在其中加入填料，各种助剂，色料等.。

5. 凝聚态结构的复杂性: 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。

1.2 高分子的近程结构(,)(,)⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎧⎨⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩结构单元的化学组成结构单元键接方式结构单元空间立构近程结构支化高分子链结构交联结构单元键接序列高聚物结构高分子链尺寸分子量均方半径和均方末端距远程结构高分子链的形态构象柔性与刚性非晶态结构晶态结构高分子聚集态结构液晶结构取向结构多相结构 链结构:指单个分子的结构和形态.链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元.近程结构:指链结构单元的化学组成，键接方式，空间方式，空间立构，支化和交联，序列结构等问题.共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物.有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子，并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的.全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成.间同立构:由两种旋光异构单元交替键接.无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时.等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数.临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后，才能显示出适用的机械强度，这一数值称为~.键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式.支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度.交联结构:高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时即成为交联结构. 交联度:通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Mc 来表示.交联点密度:为交联的结构单元占总结构单元的分数，即每一结构单元的交联几率.1.3 高分子的远程结构构造: 是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等.构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为~构型: 是指某一原子的取代基在空间的排列.遥爪高分子：是端基具有特定反应性技的聚合物.聚集态结构:是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构，非晶态结构，取向态结构，液晶态结构以及织态结构.无规线团:不规则地蜷曲的高分子链的构象称为~.自由联结链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中生个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响.末端距:指线型高分子链的一端至另一端的直线距离，用h 表示.均方末端距:求平均末端距或末端距的平方的平增色值.22h nl =(n 为键数)自由结合链:假定分子是由不占有体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响.均方旋转半径:假定高分子链中包含许多个链单元，每个链单元的质量都是m ，设从高分子链的重心到第i 个链单元的距离为S i ，它是一个向量，则全部链单元的S i 2的重量均方根就是链的旋转半径S ，其平均值为:2222006/i i i i ih S S m S m =→∑∑远程相互作用:指沿柔性链相距较远的原子或原子基团由于主链单键的内旋转而接近到小于范德华半径距离时所产生的推斥力.体积效应:实际链段总是有一定体积的，任何两个链段不可能同时占有同一空间.持久长度a :无限长链的末端距在链初始(即第一键)方向上的平均投影.其值越大，链的刚性越强.蠕虫状链模型:把模型链分成很小的单元，以使链上任何一点的取向相对相邻的点几乎呈连续变化，链轮廓上任一点的曲率方向假定是无规的，这样的模型链就好似一条弯曲的蠕虫.1.4 高分子链的柔顺性柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为~.高分子链的柔顺性主要取决于以下因素：1. 主链中含有共轭双键、芳杂环结构的高分子链的柔顺性较差.2. 侧基的极性越强，相互间的作用力越大，其~越差.侧基体积越大，空间位阻越大，对链的内旋转愈不利，使链的刚性增加.3. 分子链越长，~越大.平衡态柔性:又称热力学柔性)指在热力学平衡条件下的柔性.动态柔性:指在外界条件的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.第二章 高分子的聚集态结构2.1 高聚物的非晶态内聚能:定义为克服分子间的作用力，把一摩尔液体或固体分子移到其分子间的引力范围这外所需要的能量.V E H RT ∆=∆-内聚能密度(CED):是单位体积的内聚能. 内聚能密度小290兆焦/米3的高聚物，都是非极性高聚物，由于它们的分子链上不含有极性基团，分子间力主要是色散力，分子间相互作用较弱，加上分子链的柔顺性较好，使这些高聚物材料易于变形，富有弹性，可用作橡胶。

第一章高分子链的结构全同立构：高分子链全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构：高分子链由两种旋光异构单元交替键接而成构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，这种排列是热力学稳定的，要改变构型必需经过化学键的断裂与重组分子构造（Architecture）：指聚合物分子的各种形状，一般高分子链的形状为线形，还有支化或交联结构的高分子链，支化高分子根据支链的长短可以分为短支链支化和长支链支化两种类型共聚物的序列结构：是指共聚物根据单体的连接方式不同所形成的结构，共聚物的序列结构分为四类：无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物、接枝共聚物接枝共聚物：由两种或多种单体经接枝共聚而成的产物，兼有主链和支链的性能。

嵌段共聚物（block copolymer）：又称镶嵌共聚物，是将两种或两种以上性质不同的聚合物链段连在一起制备而成的一种特殊聚合物。

环形聚合物：它的所有结构单元在物理性质和化学性质上都是等同的超支化聚合物：是在聚合物科学领域引起人们广泛兴趣的一种具有特殊大分子结构的聚合物构象：由于σ单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

链段：高分子链上划分出的可以任意取向的最小单元或高分子链上能够独立运动的最小单元称为链段。

链柔性：是指高分子链在绕单键内旋转自由度，内旋转可导致高分子链构象的变化，因为伴随着状态熵增大，自发地趋向于蜷曲状态的特性。

近程相互作用：是指同一条链上的原子或基团之间，沿着链的方向，因为距离相近而产生相互作用远程相互作用：因柔性高分子链弯曲所导致的沿分子链远距离的原子或基团之间的空间相互作用。

远程相互作用可表现为斥力或引力，无论是斥力还是引力都使内旋转受阻，构想数减少，柔性下降，末端距变大。

自由连接链：假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相同。

（极端理想化假设）自由旋转链：假定链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响等效自由连接链：若干个键组成的一链段算作一个独立的单元，称之为“链段”，链段间自由结合，无规取向，这种链的均方末端距与自由连接链的计算方式等效。

高分子物理期末复习提纲第一章：1、高分子链的主链类型；碳链高分子：主链（链原子）完全由C原子组成。

杂链高分子：主链原子除C外，还含O,N,S等杂原子。

元素有机高分子：主链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。

2、高分子链的构型及构象；构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。

这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

旋光异构，几何异构，键接异构构象可定义为由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

3、高斯链的概念；高斯线团模型对大分子链作如下简化假设：1，设大分子链由Z个链段组成，Z＞＞1，每个链段为一统计单元；2，每个统计单元均视为长度为b的刚性小棒；3，统计单元之间自由连接，在空间自由取向；4，大分子链本身不占有体积。

符合这种假定的分子链称高斯链，其末端距的分布函数符合高斯分布函数4、高分子链的柔顺性；柔顺性----高分子链能够改变其构象的性质。

3高分子的柔顺性由两类因素决定，一是结构因素，另一类是温度、溶剂、外力、时间等外部因素决定内旋转愈容易，则链的柔顺性愈好。

主链结构对高分子链柔顺性影响很显著（1）碳链高分子：ａ不饱和碳链高分子比饱和碳链高分子柔顺。

PB>PE IR>PP PVC>CRｂ主链含有苯环的高分子和有共轭双键的高分子柔顺性差。

聚苯醚（PPO）聚苯聚乙炔（2）杂链高分子和元素高分子：Si-O > C-N > C-O >C-C硅橡胶尼龙类酯类烯类侧基－侧基的极性、体积和对称性1）极性侧基极性的大小：极性越大，链的柔顺性越小。

PP> PVC > PAN极性多少：极性基增多，则柔顺性减小。

氯化聚乙烯当含氯量小时是一种弹性好的橡胶，随着含氯量的增加，链的柔顺性下降，弹性下降最后变形一种硬质材料。

聚乙烯> 聚氯乙烯> 1,2聚二氯乙烯对称性：取代基对称分布时,柔顺性好聚偏二氯乙烯> 聚氯乙烯2）非极性侧基当侧基是柔性时，侧基越长，链的柔性越好。

第一章高分子的链结构一、名词解释1、高分子链结构：单个高分子的结构和形态高分子的聚集态结构：高分子凝聚在一起形成的高分子材料本体的内部结构2、近程结构：是构成高分子的最基本微观结构，包括其组成和构型。

远程结构：大分子链的构象，即空间结构，以及链的柔顺性等。

3、链段：高分子链上划分出的可以任意取向的最小单元或高分子链上能够独立运动的最小单元称为链段。

链节：许多重复单元连接成线形大分子，类似一条链子，因此重复单元俗称链节。

4、静态链柔性：高分子链处于热力学稳定状态时的蜷曲程度。

动态链柔性：高分子链从一种平衡构象状态转变到另一种平衡构象状态的难易程度。

5、均方末端距：末端距的平方的平均值，通常用来表征高分子链的尺寸。

均方回转半径：从高分子链的质量中心到各链段的质量中心距离的平方的平均值。

6、自由结合链：假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相同。

自由旋转链：假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不受单键内旋转的位垒限制。

等效自由结合链：如果将真实大分子链中的链段等同于自由结合链中的化学键，这种由n个链段组成的高分子链就是一个自由结合链。

e高斯链：末端距符合高斯分布的高分子链。

7、刚性因子：实测的无扰均方末端距与自由旋转链的均方末端距比值的平方根。

分子无扰尺寸：θ状态（无扰状态）下测得的高分子尺寸（单位分子量均方末端距的平方根）名词解释用前面的计算时根据后面的定义等效链段长度：以等效自由结合链描述分子尺寸时的链段长度。

特征比：无扰链与自由结合链均方末端距的比值。

二、问答题1、高分子可分为哪些结构层次？各个层次对聚合物的性能起什么作用？答：高分子结构包括高分子的链结构和高分子的聚集态结构，高分子的链结构包括近程结构和远程结构。

近程结构包括化学组成、结构单元链接方式、构型、支化与交联。

第一章1 高分子链近程结构和远程结构的主要内容，并能举例说明各自对性能的影响?一次（近程）结构：是构成高分子链的最基本微观结构，包括化学组成、构造、构型和共聚物的序列结构。

近程结构：直接影响Tm、ρ、溶解性、粘度、粘附性二次（远程）结构：大分子链的大小（分子量、均方旋转半径和均方末端距）和形态（高分子链的构象、柔性与刚性）远程结构:（小分子没有，大分子独有）：赋予高分子链柔性，致使聚合物有高弹性。

2 构象、构型、柔顺性、链段、自由连接链、等效自由连接链等基本概念?构型（configuration）是指分子中由化学键所固定的原子、原子团在空间的排列。

构象（conformation）可定义为由于单键的内旋转而产生的大分子在空间的不同形状。

构象与构型区别:构型的改变一定要通过化学键的破坏和重组（近程结构）.构象的改变不设计化学键的破坏,在外力作用下很容易改变,不管在外力作用下高分子链呈现什么固定的形态或形状都属于构象的范畴.（远程结构）所谓柔顺性，高分子链能够通过内旋转作用改变其构象的性能称为高分子链的柔顺性。

高分子链能形成的构象数越多，柔顺性越大。

高分子的柔顺性是高分子材料的性能不同于小分子物质的主要原因。

把由若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元，称为“链段”。

自由连接链（freely jointed chain)：即键长l固定，键角q不固定，内旋转自由的理想化模型（即不考虑键角限制和内旋转位垒障碍）。

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，视为一个含有Z个长度为b的链段组成的等效自由连接链。

3 何谓高斯链？高斯链与自由结合链的差别？高斯链的本质特征是什么？在什么条件下高分子链呈现为高斯链？即具有高斯链的形态。

1）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，视为一个含有Z个长度为b的链段组成的等效自由连接链，其分布符合高斯分布函数，故称作这种高分子链称为“高斯链”。

《高分子物理》复习提纲第1章高分子链的结构一、概念：构型与构象、链段、均方末端距、等规立构与无规立构、顺反异构、链的柔顺性、高斯链、无扰尺寸、热塑性弹性体二、知识点：§1.1组成与构造●高分子结构分为高分子链结构和与高分子聚集态结构。

●高分子链的结构指高分子的结构和形态。

包括：①化学组成、构造、构型、共聚物的序列结构，为近程结构或一级结构。

②分子的大小与形态，为远程结构或二级结构，如伸直链、折叠链、钜齿链，螺旋链、无规线团。

●高分子聚集态结构（三级结构）是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态。

包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。

●高分子链结构决定的聚合物的基本性能特点，凝聚态结构与材料的性能有着直接关系。

1、第二页的※表1-1，一些常见高分子的化学结构、缩写和俗称。

2、构型（configurafiom）指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。

旋光异构几何异构和链接异构。

●旋光异构：全同立构(或等规立构)、间同立构(或间规立构)、无规立构。

由于内消旋或外消旋作用，即使等规度很好的高分子也没有旋光性。

一般自由基聚合只能得到无规立构聚合物。

只有用特殊催化剂如Ziegler-Natta催化剂进行配位聚合得到有规立构聚合物。

例如：全同PS的结晶T m=240℃；无规PS为不结晶，软化温度T b=80℃。

全同或间同的聚丙烯，结构比较规整，容易结晶，可纺丝做成纤维，而无规聚丙烯却是一种橡胶状的弹性体。

几何异构(顺反异构)例如：用钴、镍和钛催化系统可制得顺式构型含量大于94%的聚丁二烯称作顺丁橡胶。

分子链与分子链之间的距离较大，不易结晶，在室温下是一种弹性很好的橡胶。

用钒或醇烯催化剂所制得的聚丁二烯，主要为反式构型，分子链的结构比较规整，容易结晶，在室温下是弹性很差的塑料。

又如：1.4、-顺式异戊二烯98%的天然橡胶Tm=28℃，Tg=－73℃，柔软弹性好。

高分子物理习题集第一章高聚物的结构1.简述高聚物结构的主要特点。

2.决定高分子材料广泛应用的基本分子结构特征是什么?3.高分子凝聚态结构包括哪些内容?4.高分子的构型和构象有何区别?如果聚丙烯的规整度不高,是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度?5.试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。

6.分子间作用力的本质是什么?影响分子间作用力的因素有哪些?试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺(尼龙 -66 、聚丙烯酸各有那些分子间作用力?7.下列那些聚合物没有旋光异构,并解释原因。

A .聚乙烯 B .聚丙烯 C . 1, 4-聚异戊二烯 D . 3, 4-聚丁二烯 E .聚甲基丙烯酸甲酯 F .硫化橡胶8.何谓大分子链的柔顺性?试比较下列高聚物大分子链的柔顺性,并简要说明理由。

9. 写出下列各组高聚物的结构单元,比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由 :1 聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯;2 聚乙烯,聚乙炔,顺式 1,4聚丁二烯;3 聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈;4 聚丙烯,聚异丁稀;5 聚氯乙烯,聚偏氯乙烯;6 聚乙烯,聚乙烯基咔唑,聚乙烯基叔丁烷;7 聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丙脂,聚丙酸戌酯;8 聚酰胺 6.6,聚对苯二甲酰对苯二胺;9 聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯。

C H 2C H C lnC H C H 2nNC H 2nC C H 3C H C H 2C H 2nC H 2H O nO10.为什么真实的内旋高分子链比相应的高斯链的均方末端距要大些? 11.分子量不相同的聚合物之间用什么参数比较其大分子链的柔顺性? 12.试从统计热力学观点说明高分子链柔顺性的实质。

13.用键为单位统计大分子链的末端距与用链段为单位统计末端距有何异同?那种方法更复合实际情况?14.一个高分子链的聚合度增大 100倍,其链的尺寸扩大了多少倍? 15. 假定聚丙烯中键长为 0.154nm , 键角 109.5o , 无扰尺寸 A=483510nm -⨯, 刚性因子(空间位阻参数1.76σ=,求其等效自由结合链的链段长度 b 。

（完整版）⾼分⼦物理重要知识点⾼分⼦物理重要知识点第⼀章⾼分⼦链的结构1.1⾼分⼦结构的特点和内容⾼分⼦与低分⼦的区别在于前者相对分⼦质量很⾼，通常将相对分⼦质量⾼于约1万的称为⾼分⼦，相对分⼦质量低于约1000的称为低分⼦。

相对分⼦质量介于⾼分⼦和低分⼦之间的称为低聚物（⼜名齐聚物）。

⼀般⾼聚物的相对分⼦质量为104~106，相对分⼦质量⼤于这个范围的⼜称为超⾼相对分⼦质量聚合物。

英⽂中“⾼分⼦”或“⾼分⼦化合物”主要有两个词，即polymers和Macromolecules。

前者⼜可译作聚合物或⾼聚物；后者⼜可译作⼤分⼦。

这两个词虽然常混⽤，但仍有⼀定区别，前者通常是指有⼀定重复单元的合成产物，⼀般不包括天然⾼分⼦，⽽后者指相对分⼦质量很⼤的⼀类化合物，它包括天然和合成⾼分⼦，也包括⽆⼀定重复单元的复杂⼤分⼦。

与低分⼦相⽐，⾼分⼦化合物的主要结构特点是：（1）相对分⼦质量⼤，由很⼤数⽬的结构单元组成，相对分⼦质量往往存在着分布；（2）主链有⼀定的内旋⾃由度使分⼦链弯曲⽽具有柔顺性；（3）⾼分⼦结构不均⼀，分⼦间相互作⽤⼒⼤；（4）晶态有序性较差，但⾮晶态却具有⼀定的有序性。

（5）要使⾼聚物加⼯成为有⽤的材料，需加⼊填料、各种助剂、⾊料等。

⾼分⼦的结构是⾮常复杂的，整个⾼分⼦结构是由不同层次所组成的，可分为以下三个主要结构层次（见表1－1）：表1-1⾼分⼦的结构层次及其研究内容由于⾼分⼦结构的如上特点，使⾼分⼦具有如下基本性质：⽐重⼩，⽐强度⾼，弹性，可塑性，耐磨性，绝缘性，耐腐蚀性，抗射线。

此外，⾼分⼦不能⽓化，常难溶，粘度⼤等特性也与结构特点密切相关。

1.2⾼分⼦链的近程结构⾼分⼦链的化学结构可分为四类：（1）碳链⾼分⼦，主链全是碳以共价键相连：不易⽔解（2）杂链⾼分⼦，主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原⼦：由缩聚或开环得到，因主链由极性⽽易⽔解、醇解或酸解（3）元素有机⾼分⼦，主链上全没有碳：具有⽆机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性（4）梯形和螺旋形⾼分⼦：具有⾼热稳定性由单体通过聚合反应连接⽽成的链状分⼦，称为⾼分⼦链。