材料结构与性能答案..doc

一、名词解释： 1.大分子(macromolecule)：由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量 聚合物分子：也叫高聚物分子，通常简称为高分子。就字面上它是一个由许多(poly)部分(mer)组成的分子，然而它的确包含多重重复之意。它意味着：(1) 这些部分是由相对低分子质量的分子衍生的单元(所谓的单体单元或链节)； (2) 并且只有一种或少数几种链节；(3) 这些需要的链节多重重复重现。 2.共聚物：共聚物一词在历史上指由能自身均聚的单体聚合而生成的聚合物 3.结晶度(degree of crystallinity)：结晶高聚物结晶部分量地多少。分为质量结晶度和体积结晶度 4.等同周期（identity spacing)：高分子晶体中分子链方向相同结构重复出现的最短距离，又称高分子晶体的晶胞结构重复单元。构成高分子晶体的晶胞结构重复单元有时与其化学重复单元不相同。 5.结晶过程：物质从液态（溶液或熔融状态）或气态形成晶体的过程。 二、概念区分： 1、微构象(microconformation)与宏构象(macroconformation) 微构象：即高分子的主链键构象，即是高分子主链中一个键所涉及的原子或原子团的构象 宏构象：沿高分子链的微构象序列导致高分子的宏构象，它决定高分子的形状 微构象指高分子主链键构象。宏构象指整个高分子链的形态。由于微构象的变化所导致的高分子的宏观形态(morphology) 2、应力(stress)与应变(strain) 应力（σ）是受力物体截面上内力的集度,即单位面积上的作用力 应变（ε）：在外力作用下，材料的几何形状和尺寸发生的变化 σ=Eε，E是弹性模量。 3、侧基(side group)与端基(end group) 侧基：侧基是一个主链上的分支，既不是低聚物的也不是高聚物的。 端基：端基是大分子或低聚物分子末端的结构单元 4、初期结晶(primary crystallization)与二次结晶(secondary crystallization) 初期结晶：物质从液态（溶液或熔融状态）或气体形成晶体。//初期结晶是结晶过程的第一步，认为当大部分球形表面相互挤撞时结晶结束。二次结晶是指初期结晶完成之后的结晶过程，通常此过程的结晶速率较低。 二次结晶：指结晶后期发生在初晶结构下不完善的部位，或是发生在初始结晶残留下的非晶区的结晶现象。 二次结晶发生在初次结晶之后，结晶速率低于初次结晶速率 5、质量结晶度(mass degree of crystallinity)与体积结晶度(volume degree of crystallinity) 质量结晶度：结晶部分在总体中所占的重量百分数或重量分数 体积结晶度：结晶部分在总体中所占的体积百分数或体积分数 论述题 三、什么是球晶？简单叙述球晶的结构特点及其球晶的生成条件。 球晶：球晶是以晶核为中心，呈球形对称生长的结晶形态。 结构特点：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环 不同的热历史可以造成不同的结晶和熔化过程，在慢速升温过程中，由于结晶高聚物形成的片晶部分熔化，未熔化部分可作为成核点，形成熔融再结晶，这种结晶可以在更高的温度熔化，从而形成熔融双峰。 还有一种观点是结晶过程中形成了两种不同稳态的晶体，热稳定性差的在较低温度熔化，热稳定性高的在较高温度熔化，从而形成熔融双峰。 五、多数聚合物纤维含有晶区与非晶区，请设计一套测试非晶区取向度的方案 我们选择使用X-射线衍射-双折射法：用X-射线衍射法可求出晶区取向度，再结合双折射法可算出非晶区取向度。先利用X-射线衍射测定晶区的取向度fc，利用量热法测定体积结晶度，采用偏光显微镜测定双折射，最后利用公式 便可计算出非晶区的取向度fa 其中?nc0和?na0分别是晶区与非晶区的特征双折射； fc和fa分别是晶区与非晶区的取向函数。 (1) 玻璃态：此时由于温度较低，链段的热运动能不足以克服主链内旋转势垒，因此，链段处于被“冻结”状态。只有侧基、链节、短支链等小尺寸运动单元的局部振动及键长和键角的变化，因此弹性模量很高(1010-1011 dyn/cm2)，形变很小(0.01～0.1%)，具有虎克弹簧行为，质硬而脆，类似玻璃，因而称为玻璃态。 (2) 玻璃化转变区：这是一个对温度十分敏感的的区域，在3-5℃范围内，很多性质发生突变(例如线膨胀系数、模量、介电常数、折光指数等)。从分子运动机理来看，在此温度链段已经开始“解冻”。由于链段的运动，使分子链可以在外力的作用下伸展(或卷曲)，因此弹性模量迅速下降3-4个数量级，形变迅