1、一、概念與名詞第一章 高分子鏈的結構高聚物的結構指組成高分子的不同尺度的結構單元在空間相對排列，包括高分子的鏈結構和聚集態結構。高分子鏈結構表明一個高分子鏈中原子或基團的幾何排列情況。聚集態結構指高分子整體的內部結構，包括晶態結構、非晶態結構、取向態結構、液晶態結構和織態結構。近程結構指單個大分子內一個或幾個結構單元的化學結構和立體化學結構。遠程結構指單個高分子的大小和在空間所存在的各種形狀稱為遠程結構化學結構除非通過化學鍵的斷裂和生成新的化學鍵才能改變的分子結構為化學結構。物理結構而一個分子或其基團對另一個分子的相互作用構型分子中各原子在空間的相對位置和排列叫做構型，這種化學結構不經過鍵的破

2、壞或生成是不能改變的。旋光異構結構單元-CH2-C*HR-型的高分子，由于每一個結構單元含有一個C*，因此，它們在高分子鏈中有三中鍵接方式，即全同、間同、無規立構，此即為旋光異構。全同立構結構單元-CH2-C*HR-型的高分子，由于每一個結構單元含有一個C*，因此，它們在高分子鏈中有三種鍵接方式，若高分子鏈中C*的異構體是相同的，此即為全同立構。間同立構結構單元-CH2-C*HR-型的高分子，由于每一個結構單元含有一個C*，因此，它們在高分子鏈中有三種鍵接方式，若高分子鏈中C*的兩種異構體是交替出現的，此即為間同立構。無規立構結構單元-CH2-C*HR-型的高分子，由于每一個結構單元含有一個C

3、*，因此，它們在高分子鏈中有三種鍵接方式，若高分子鏈中C*的兩種異構體是無規則出現的，此即為無規立構。有規立構全同和間同立構高分子統稱為有規立構。等規度全同立構高分子或全同立構高分子和間同立構高分子在高聚物中的百分含量。幾何異構當主鏈上存在雙鍵時，而組成雙鍵的兩個碳原子同時被兩個不同的原子或基團取代時，即可形成順反異構，此即為幾何異構。順反異構當主鏈上存在雙鍵時，而組成雙鍵的兩個碳原子同時被兩個不同的原子或基團取代時，即可形成順反異構，此即為幾何異構。鍵接異構是指結構單元在高分子鏈中的聯接方式，在烯類單體的加成聚合過程中，所形成的各種異構。如頭頭、頭尾異構，異構化聚合，共聚合等。序列在多種結構

4、單元組成的高分子鏈中，一種結構單元構成的鏈段稱為序列。序列分布在多種結構單元組成的高分子鏈中，一種結構單元構成的鏈段稱為序列，顯然各個序列的長度是不同的，這種序列的長度的多分散性稱為序列分布。數均序列長度在多種結構單元組成的高分子鏈中，一種結構單元構成的鏈段稱為序列，顯然各個序列的長度是不同的，若按數量進行統計平均所得到的序列長度。支化度指支化點的密度或兩相鄰支化點間鏈的平均分子量交聯度相鄰兩個交聯點之間的鏈的平均分子量（Mc）或交聯點的密度。IPN兩種不同的單體各自聚合形成的網絡互相貫穿，稱為互穿網絡高分子。Semi-IPN當一線形聚合物在另一聚合物網絡形成時均勻分散其中，宏觀上成為一整體，

5、稱為半互穿網絡，即Semi-IPN。構象由于單鍵的內旋轉而產生的分子中原子在空間位置上的變化叫做構象單鍵內旋轉單鍵是由電子組成，電子云分布是軸性對稱的，因此高分子在運動時C-C單鍵可以繞軸旋轉，這種現象被稱為單鍵內旋轉。鏈段高分子上劃分出來的可以任意取向的最小鏈單元，即高分子鏈上能夠獨立運動的最小單元。近程相互作用高分子鏈上相鄰鏈段間的相互作用稱為近程相互作用遠程相互作用高分子鏈上非相鄰鏈段間的相互作用遠程相互作用無規線團單鍵內旋轉導致高分子鏈呈卷曲構象，我們稱這種不規則地卷曲的高分子鏈的構象為無規線團。柔順性所謂高分子鏈的柔順性，正是高分子鏈能夠改變其構象的性質。平衡態柔順性指熱力學平衡條件

6、下的柔性，取決于反式與旁式構象間的能量差utg。動態柔順性在外界條件影響下，從一種平衡態構象向另一種平衡態構象轉變的難易程度，轉變速度取決于位能曲線上反式與旁式構象之間轉變的位壘ub。末端距直線型高分子鏈的一段至另一端的直線距離，以h表示。均方末端距末端距是指線形高分子的一端至另一端的直線距離，它是一個向量，用h表示。末端距平方的平均值為均方末端距，用_h2表示。均方回轉半徑_ Z _S2=1/Z(S2i) i=1Z為高分子鏈段的總數，Si為質心至第i個質點的矢量。自由結合鏈鍵長l固定，鍵角不固定，內旋轉自由的理想化的高分子鏈。自由旋轉鏈鍵長l固定，鍵角固定，內旋轉自由的理想化的高分子鏈。等效

7、自由結合鏈將一個原來含有n個鍵長為l、鍵角固定、旋轉不自由的鍵組成的鏈視為一個含Z個長度為b的鏈段組成的、旋轉自由的鏈，這種鏈被稱為等效自由結合鏈。高斯鏈末端距分布符合高斯函數的高分子鏈稱為高斯鏈。無擾尺寸在條件下測得的高分子的尺寸稱為無擾尺寸，只有無擾尺寸才是高分子本身結構的反映。空間位阻參數_ _= ho2/h2f.r1/2特征比 _Cn=ho2/nl2_ho2為無擾均方末端距，n、l分別為鍵數和鍵長一級近程排斥力高分子鏈上非鍵合原子或基團之間存在著排斥力，這種力稱為一級近程排斥力。二級近程排斥力相鄰結構單元上的非鍵合原子或基團間的相互作用稱為二級近程排斥力熱塑性聚合物指加熱時可以塑化、冷

8、卻時則固化成型，能如此反復重復的受熱行為。熱固性聚合物有很多聚合物在樹脂合成階段，停留在線形或少量支鏈的低分子階段，在成型加工階段后，聚合物固化，繼續加熱時不再塑化，這種行為稱為熱固性聚合物。熱力學鏈段長度用熱力學方法測定的鏈段長度稱為熱力學鏈段長度。動力學鏈段長度用動力學方法測定的鏈段長度稱為動力學鏈段長度。第二章 聚合物的凝聚態結構內聚能與內聚能密度把一摩爾液體或固體分子移到其分子引力范圍之外所需要的能量稱為內聚能，單位體積的內聚能稱為內聚能密度。晶體當物質內部的質點（可以是原子、分子、離子）在三維空間呈周期性地重復排列時，該物質稱為晶體空間點陣把組成晶體的質點抽象成為幾何點，由這些等同的

9、幾何點的集合所形成的格子，稱為空間格子。球晶在通常的條件下，從濃溶液或熔體冷卻結晶時，高聚物傾向生成的一種結晶形態。呈圓球狀，尺寸從幾微米到幾毫米，在正交偏振片作用下呈現黑十字消光現象。黑十字消光現象在偏光顯微鏡的正交偏振片之間，由于球晶具有徑向光學對稱晶體的性質，通過雙折射分析，可以得知其有四個消光位置，呈現出典型的黑十字圖像。結晶度試樣中結晶部分的質量百分數或體積百分數，分別用xcw或xcv表示。淬火將高聚物熔體驟冷的加工工藝過程稱為淬火。退火這是一種材料加工處理工藝，即材料快速加工成型后，在高于室溫的情況下長時間熱處理，通過鏈的調整消除內應力，使分子鏈排列更加規整。液晶液晶是某些物質在熔

10、融態或在溶液狀態下所形成的有序流體的總稱取向在某些外場（如拉伸應力或剪切應力）作用下高分子鏈、鏈段或微晶可以沿著外場方向有序排列，稱為取向。取向度f=1/2(3cos2-1),f為取向度，為分子鏈主軸方向與取向方向之間的夾角，高分子合金它是由兩種或兩種以上高分子組分組成的具有類似合金結構的材料，包括嵌段與接枝共聚物、兩種（種或兩種以上）高聚物通過機械共混或溶液共混或熔體共混等方法制得的共混物。相容性一種材料與另外一種材料親合性的好壞稱為相容性，親合性的好壞可由混合自由能來判定。HIPS高抗沖聚苯乙烯，是聚苯乙烯接枝聚丁二烯（或其他橡膠）或聚苯乙烯與聚丁二烯（或其他橡膠）的共混物。增強材料高聚物

11、樹脂與其他增強材料復合，使高分子材料的力學性能顯著提高，這種材料通常被成為增強材料。復合材料如果在聚合物基體中加入第二相物質所形成的材料稱為復合材料，或連續的高聚物相和不連續的填充劑相構成的材料通稱為復合材料。活性填料能對特定聚合物起補強作用的填充劑統稱為活性填料惰性填料能對特定聚合物起補強作用的填充劑統稱為活性填料，而有些填料的引入往往會降低聚合物的強度，這類填料稱為惰性填料。第三章、高分子溶液溶脹溶劑分子滲入高聚物內部，即溶劑分子和高分子的某些鏈段混合，使高分子體積膨脹，這種現象稱為溶脹。無限溶脹溶劑分子滲入高聚物內部，即溶劑分子和高分子的某些鏈段混合，使高分子體積膨脹，同時高分子也緩慢地

12、向溶劑中擴散，若這一過程的最終結果是形成了高聚物溶劑均勻分散體系，則被稱為無限溶脹有限溶脹溶劑分子滲入高聚物內部，即溶劑分子和高分子的某些鏈段混合，使高分子體積膨脹，對于交聯高聚物，隨著鏈構象的改變所產生的回彈力將阻止這一過程的進行，溶脹達到平衡，故被稱為有限溶脹。溶度參數=1/2定義內聚能密度的平方根為溶度參數，單位為（J/cm3）1/2。摩爾吸引常數把組合量（EV）12F稱為摩爾吸引常數（其中V為結構單元的摩爾體積）混合熵S= -Rn1ln1+n2ln2S為混合熱，n1、n2分別為溶劑、溶質的摩爾數，1、2分別為溶劑、溶質的體積分數。混合熱H=1RTn12H為混合熱，1為哈金斯參數，n1為

13、溶劑的摩爾數，2為溶質的體積分數。混合自由能G= RTn1ln1+n2ln2+1n12G為混合熱，1為哈金斯參數，n1、n2分別為溶劑、溶質的摩爾數，1、2分別為溶劑、溶質的體積分數。哈金斯參數1=(Z-2)W12/KT1為哈金斯參數，Z為高分子鏈段的最大配位數，W12為溶劑化過程中的能量變化。過量化學位E1RT（112）22高分子稀溶液溶劑化學位變化中非理想的部分。溶脹度將高聚物溶脹后的體積與溶脹前的體積之比稱為溶脹度第二維利系數 _A2=(1/2-1)/V122表征了高分子鏈段與溶劑分子之間的相互作用。溶液如果鏈段間的相互作用力等于鏈段與溶劑的相互作用力，這一狀態即為溶液的微觀狀態。溶劑如

14、果鏈段間的相互作用力等于鏈段與溶劑的相互作用力，這一狀態即為溶液的微觀狀態。則該溶劑即為此種高聚物的溶劑。溫度如果鏈段間的相互作用力等于鏈段與溶劑的相互作用力，這一狀態即為溶液的微觀狀態。則該時的溫度即為此種高聚物的溫度。凍膠高聚物溶液失去流動性時即成為凍膠或凝膠，凍膠是由范德華力交聯形成的，加熱時凍膠溶解，冷卻時凍膠形成。凝膠高聚物溶液失去流動性時即成為凍膠或凝膠，凝膠是高分子鏈之間以化學鍵形成的交聯結構的溶脹體，加熱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級分將高聚物按分子量大小進行分級，所得到的各個部分被稱為級分。數量分數由于高聚物具有多分散性，相同分子量的大分子的摩爾數與

15、各種分子量的大分子的摩爾總數之比。重量分數由于高聚物具有多分散性，相同分子量的大分子的重量與各種分子量的大分子的總重量之比。數均分子量=_ Mn為數均分子量，Ni為第i個級分的數量分數，Mi為第i個級分的分子量。重均分子量=_ Mw為重均分子量，Wi為第i個級分的重量分數，Mi為第i個級分的分子量。粘均分子量_ n Mw=WiMia1/a i=1 Wi為第i個級分的重量分數，Mi為第i個級分的分子,a為Mark-Houwink方程的指數。Z均分子量=_ Mz為重均分子量，Wi為第i個級分的重量分數，Mi為第i個級分的分子量。分子量分布大多數天然高聚物和人工合成高聚物的分子量都不均一，每一種高聚

16、物均為同系物的混合物，其分子量分散情況稱為分子量分布。多分散性指數是指試樣中各種分子量與平均分子量之間的差值的平方平均值。多分散性系數d=Mw/Mn或d=Mz/Mw特性粘數=limsp/c=limlnr/c，表示高分子單位濃度的增加對溶液增比粘度或相對粘度對數的貢獻。校正曲線logM=A-BVeA、 B為儀器常數，M為分子量，Ve為淋洗體積。普適校正曲線logM=A-BVeB為儀器常數，為特性粘度，M為分子量，Ve為淋洗體積。第五章、聚合物的轉變與松弛玻璃化轉變非晶態高聚物從玻璃態進入高彈態或從高彈態回到玻璃態的轉變區稱為玻璃轉變。粘流轉變非晶態高聚物從高彈態進入粘流態或從粘流態回到高彈態的轉

17、變區稱為粘流轉變。玻璃化溫度非晶態高聚物從玻璃態進入高彈態或從高彈態回到玻璃態的轉變區稱為玻璃轉變，這一轉變區對應的溫度稱為玻璃化溫度。粘流溫度非晶態高聚物從高彈態進入粘流態或從粘流態回到高彈態的轉變區稱為粘流轉變，這一轉變區對應的溫度稱為粘流溫度。自由體積液體或固體，它的整個體積包括兩部分，一部分是為分子本身占據的，稱占據體積；另一部分是分子間的空隙，稱為自由體積。一級相轉變自由能對溫度T和壓力P的一級導數發生不連續變化，這時的轉變稱為一級相轉變。二級相轉變自由能對溫度T和壓力P的一級導數還是連續變化的，而二階導數發生不連續變化，這時的轉變稱為一級相轉變。玻璃化轉變的多維性如果保持溫度不變，

18、改變其他因素，我們也能觀察到玻璃化轉變現象，這就是玻璃化轉變的多維性。次級轉變在玻璃化轉變溫度以下，盡管鏈段運動被凍結了，但還存在著需要能量更小的小尺寸運動單元的運動，這種運動稱為次級轉變。內增塑通過共聚引入軟單體，其共聚物的Tg較原有均聚物顯著下降，其他性能也得到改善，這種方法稱為內增塑。外增塑通過向高聚聚樹脂中引入小分子增塑劑，使共混物的Tg較高聚物樹脂有顯著下降，其他性能也得到改善，這種方法稱為外增塑。松馳時間材料形變x（t）松馳到x（0）的1/e倍時所需的時間。松弛時間譜因為高聚物中每一根分子鍵所處的狀態及構象不盡相同。再加上運動單元具有多重性，分子量具有多分散性，所以高聚物松弛時間的

19、變化范圍是很寬的，短的可達10-3s，長的可達10-1-10-4s甚至更長，即松弛時間不是單一的值，而是一個較寬的時間分布，可稱作“松弛時間譜”。熔限晶態高聚物熔化過程中，開始熔化時的溫度到熔化完成時的溫度稱為熔限。最大結晶速率溫度Tmax(0.80-0.85)TmTmax為最大結晶速率溫度，Tm為熔點。在Tg-Tm之間，高聚物熔體結晶速率Avami方程(Vt-V)/(Vo-V)=exp(-Ktn),K為結晶速率常數；n為Avami指數第六章、橡膠彈性應變當材料受到外力作用而所處的條件使其不能產生慣性移動時，它的幾何形狀和尺寸將發生變化，這種變化就稱為應變。應力材料發生宏觀變形時，材料內部將產

20、生一種附加內力，單位面積上的附加內力稱為應力。泊松比拉伸試驗中材料橫向單位寬度的減少與縱向單位長度的增加之比值。=-(m/m。)/（l/l。）高彈性高聚物處在高彈態時所表現出的獨特的力學性能稱為高彈性能彈性當材料受到外力作用時，外力所做的功使材料的內能增加，當除去外力后，材料對環境做功，這時體現的彈性即為能彈性。熵彈性當材料受到外力作用時，外力所做的功使材料的熵減少，分子鏈的構象發生了改變，當除去外力后，鏈構象恢復，材料對環境做功，這時體現的彈性即為熵彈性。粘彈性在外力作用下，高聚物材料的形變行為介于彈性材料和粘性材料之間，這種行為反映了固體的彈性和液體的粘性兩者的組合。這就是粘彈性。第七章、

21、聚合物的粘彈性靜態粘彈現象若應力或應變不是時間的函數，這時研究的力學松弛現象稱為靜態粘彈現象。動態粘彈現象若應力或應變是時間的函數，這時研究的力學松弛現象稱為動態粘彈現象。線性粘彈性如果高聚物的粘彈性是由理想固體的彈性和理想液體的粘性組合起來的，這種粘彈性為線性粘彈性。非線性粘彈性如果物體的粘彈性行為不符合理想固體的彈性和理想液體的粘性兩個定律的組合，這種粘彈性為非線性粘彈性蠕變在一定溫度下，當固定應力時，觀察形變隨時間延長而逐漸增加的現象稱為蠕變。蠕變推遲時間分子鏈從一個平衡態構象（松馳構象）到另一個平衡態構象（緊張構象）所需的時間，(t) 松馳到()的（1-1/e）倍所需的時間。應力松馳在

22、一定溫度下，當固定形變時，觀察應力隨時間的延長而逐漸衰減的現象。滯后與內耗在一定的溫度和交變應力作用下，應變滯后于應力的現象稱為滯后。由于滯后，在每一個循環中就有能量的損失，稱之為內耗。時溫等效原理從高分子運動的松弛性質可以知道，同一個力學松弛現象，既可以在較高的溫度下、在較短的時間內觀察到，也可以在較低的溫度下、在較長時間內觀察到。因此，升高溫度與延長觀察時間對觀察分子運動是等效的，對高聚物的粘彈行為也是等效的。這就是時溫等效原理。Boltzmann疊加原理此原理指出，高聚物的蠕變是整個負荷歷史的函數，每個負荷對高聚物的蠕變的貢獻是獨立的，因而各個負荷的總的效應等于各個負荷效應的加和，最終的

23、形變是各負荷所貢獻形變的簡單加和。第八章、聚合物的屈服于斷裂應變軟化晶態或非晶態高聚物在拉伸過程中，當材料屈服后出現的應變增加而應力基本不變的現象，稱為應變軟化應變硬化晶態或非晶態高聚物在拉伸過程中，當應變軟化結束后出現的應變增加應力同時增加的現象，稱為應變硬化冷流在應變硬化過程中，其形變是不可逆的，產生永久形變，這時候的粘流是在強大外力作用下及室溫下發生的分子鏈的位移。屈服但應力超過比例極限后，應力、應變之間不在保持線性關系，張應力達到某一最大值時（Y點），曲線開始出現應變增加而應力不便或先降低后不變的現象。韌性破壞材料在出現屈服點以后發生的斷裂或破壞稱為韌性破壞脆性破壞高聚物材料在屈服點之

24、前的斷裂稱為脆性破壞強迫高彈形變玻璃態高聚物在大應力作用下發生的這種大形變，其本質與橡膠的高彈形變一樣，但表現形式卻有差別。為了與普通的高彈形變區別開來。通常稱其為強迫高彈形變。冷拉結晶高聚物和玻璃態高聚物的拉伸過程造成的大形變，本質上都是高彈形變，通常把他們統稱為冷拉。細頸晶態高聚物在拉伸過程中，當達到一定拉伸程度時，試樣的一處或幾處突然變細，在繼續的拉伸過程中，細的部分橫結面積和粗的部分橫結面積均保持不變，只是二者的長度一個增加一個減少，這種現象即為細頸。銀紋是在拉伸應力作用下高聚物中某些薄弱部位由于應力集中而產生的空化條紋狀形變區。在透明玻璃態高聚物中，這些條紋狀形變區的平面強烈地反射可見光，并且由于條紋狀形變區內銀紋往往非常稠密，則材料表面可形成一片銀色的閃光，因此習慣上稱為銀紋。應力集中如果材料存在缺陷，受力時材料內部的應力平均分布狀態將發生變化，使缺陷附近局部范圍內的應力急劇地增加，遠遠地超過應力平均值，這種現象稱為應力集中。拉伸強度在規定的實驗溫度、濕度和實驗速度下，在標準式樣上沿軸向施加拉伸載荷直到式樣被拉斷為止，斷裂前式樣承受的最大載荷P與式樣的寬度b和厚度d的乘積的比值。 t=P/bd(MPa)抗彎強度在規定實驗條件下，對標準式樣施加靜彎曲力矩，直到式樣折斷為止，取實驗過程中的