高分子物理期中考试

南昌大学 2009～2010学年第一学期期中考试试卷

课程编号：H57010018课程名称： 高分子物理 考试形式： 开卷 适用班级：12级高分子 姓名： 程波 学号： 5701112014

班级： 高分子122 学院： 材料学院 专业： 高分子材料 考试日期：

课程综述

高分子链结构

链结构是指单个高分子的结构和形态，主要包括：化学组成、构型、构造、共聚物的序列结构；分子的大小、尺寸、构象和形态。高分子链的结构是决定聚合物基本性质的主要因素。 1.化学组成

高分子链是由单体通过聚合反应连接而成的链状分子。按主链的结构不同可分为碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子。

碳链高分子是分子主链全部由碳原子以共价键相连接组成，大多数由加聚反应制得。

杂链高分子是分子主链中除含有碳外，还有其他元素并以共价键相连接组成。这类聚合物是由缩聚反应或开环反应制得，主链带有极

性，所以较易水解，但耐热性、强度较高。

元素高分子是指主链中不含碳原子而含有无机元素的高分子。分为有机和无机高分子。前者具有无机物的热稳定性和有机物的弹塑性，缺点是强度较低；后者耐高温性能优异但强度较低。

化学组成同样是表征共聚物、天然高分子和生物高分子的重要结构参数，鉴别方法有：元素分析法、X射线衍射等。 2.构型

指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。构型不同的异构体有：旋光异构体、几何异构体和键接异构体。

正四面体的中心原子上4个取代基或原子不对称的会产生旋光异构；当取代基全部处于主链平面一侧，则称全同立构；取代基相间地分布于主链平面两侧，称为间同立构；取代基在平面两侧作不规则分布称为无规立构。链节取代基的定向和异构主要是由合成方法所决定。

键接异构是指结构单元在高分子链中的连接方式。键接方式主要有头-头、头-尾、尾-尾三种方式。不同的键接方式对高分子性能的影响也是不同的。 3.分子构造

所谓分子构造，是指聚合物分子的各种几何形状。通常合成高分子多为线型，线型高分子两个末端分子内连接，则形成环形聚合物分子，过程中还可能得到套环高分子。分子主链不是一条单链是则形成梯形聚合物。此外高分子还存在支化和交联，形成支化高分子和交联

高分子。

4.共聚物的序列结构

共聚物的序列结构包括无规共聚物、交替共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物。 5.构象

高分子的构象主要有微构象和宏构象. 6.高分子链的柔性

高分子链的柔性是分子链能改变其构象的性质。影响柔性的因素有以下几点：

主链结构：主链全部由单键组成，柔性较好；若含有孤立双键，大分子柔性也较大；含有芳环结构，由于芳环结构不能内旋转，故柔性较差。

取代基：取代基极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重，柔性变差。

非极性取代基对称双取代时，主键间距离增大，作用力减弱，柔性较好。

分子结构越规整，结晶能力越强，柔性越差。 结晶热力学和动力学

出现熔限的原因：晶粒大小不同和晶区内部有序排列过程不同。 在聚合物分子链上引进极性基团或者形成氢键可以增加高分子链段之间的相互作用力，但并不是总能使熔融热增加。

改变链结构提高熔点的方法：在大分子 链侧基引进大取代基；

在主链上引进芳环；增加分子链的对称性和规整性。

对于结晶高聚物，拉伸能帮助高聚物结晶，提高结晶密度，也提高熔点。 液晶态结构

兼有部分晶体和液体性质的过渡状态，将处于这种中介状态的物质称为液晶态，结构上仍然保持一维或二维有序排列，呈现各向异性。 取向态结构及表征

聚合物取向结构是指在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构。按外力作用方式不同分为单轴取向和双轴取向。

通常，用取向度来表征聚合物的取向程度，与分子链主轴方向和取向方向的夹角a有关。

高分子溶液

聚合物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相体系称为高分子溶液。

非晶态聚合物的溶解和溶胀：首先，溶剂分子渗入聚合物内部，使高分子体积膨胀-------溶胀；其次，高分子被分散在溶剂中，即整个高分子和溶剂混合-------溶解。

交联聚合物在溶剂中可以发生溶胀。交联度大，溶胀度小。 结晶聚合物的溶解分为两步：一是结晶聚合物的熔融，需要吸热；二是熔融聚合物的溶解。