高分子物理复习材料by四川大学冉蓉(精).pptxVIP

高分子物理复习材料by四川大学冉蓉(精)

高分子物理基本概念与理论高聚物结构与性能关系橡胶弹性力学行为与机理分析黏弹性力学行为与机理分析高分子溶液性质与表征方法高分子材料加工流变学基础contents目录

01高分子物理基本概念与理论

高分子化合物定义及分类定义高分子化合物是由大量重复单元通过共价键连接而成的巨大分子，其分子量通常达到数千至数百万。分类根据来源和合成方法，高分子化合物可分为天然高分子和合成高分子两大类。天然高分子如蛋白质、多糖等，合成高分子如聚乙烯、聚丙烯等。

链的构象高分子链的构象是指链上原子或基团在空间的排列方式，包括无规线团、折叠链、螺旋链等。链的柔顺性高分子链的柔顺性是指链段内旋转的难易程度，决定了高分子的许多物理性质。链的缠结高分子链之间由于范德华力等作用而相互缠结，形成网络结构，对高分子的力学性能和加工性能有重要影响。高分子链结构特点

高分子物理主要研究高分子的结构、性能及其相互关系，包括高分子的链结构、聚集态结构、力学性能、热性能、电性能等。研究内容高分子物理的研究方法包括实验研究和理论模拟两大类。实验研究手段包括X射线衍射、电子显微镜、原子力显微镜等；理论模拟方法包括分子动力学模拟、蒙特卡罗模拟等。研究方法高分子物理研究内容与方法

国内研究进展近年来，国内高分子物理研究在高分子合成、结构与性能关系、高分子材料改性等方面取得了显著进展，如成功合成出高性能的聚酰亚胺、聚丙烯腈等高分子材料。国外研究进展国外在高分子物理领域的研究同样活跃，如在高分子自组装、生物医用高分子材料、高分子纳米复合材料等方面取得了重要突破。前沿动态当前高分子物理领域的前沿动态包括高分子纳米复合材料的设计与制备、生物医用高分子材料的开发与应用、高分子材料的环境友好性与可持续性研究等。国内外研究进展及前沿动态

02高聚物结构与性能关系

链结构包括链的化学组成、链的构型、链的柔顺性以及分子间作用力等，决定了高聚物的热性能、力学性能、溶液性质等基本性质。聚集态结构包括晶态、非晶态、取向态、液晶态等，对高聚物的物理机械性能、光学性能、电学性能等有显著影响。线性高聚物结构与性能

VS支链的引入会降低分子链的规整性，增加分子间的距离，从而改善高聚物的加工性能和韧性。但过多的支链会导致结晶度下降，力学性能降低。交联交联会显著增加高聚物的模量和强度，提高其耐溶剂性、耐热性和尺寸稳定性。但过度的交联会使高聚物变脆，加工性能变差。支化支化、交联对性能影响

共混通过物理或化学方法将两种或两种以上的高聚物混合在一起，以获得具有优异综合性能的新材料。共混改性可以改善高聚物的加工性能、力学性能、耐候性等。将高聚物与无机物、有机物或金属等材料复合在一起，形成具有优异性能的复合材料。复合改性可以显著提高高聚物的力学性能、热稳定性、耐腐蚀性等。共混和复合改性中，不同材料之间的界面结构和相互作用对材料的性能具有重要影响。通过优化界面结构和相互作用，可以提高材料的力学性能、耐热性、耐候性等。复合界面效应共混、复合改性及界面效应

要点三老化高聚物在加工、储存和使用过程中，由于受光、热、氧、水分、微生物等因素的影响，会发生一系列物理和化学变化，导致性能逐渐下降的现象称为老化。老化会使高聚物的力学性能降低、变色、发脆等。要点一要点二降解高聚物在特定条件下（如高温、强酸强碱等）会发生分子链的断裂，导致分子量降低和性能恶化的现象称为降解。降解会使高聚物的力学性能显著降低，甚至失去使用价值。稳定性问题为了提高高聚物的稳定性和使用寿命，需要采取一系列措施，如添加稳定剂、改善加工条件、优化配方设计等。同时，还需要注意高聚物的储存条件和使用环境，避免长时间暴露在恶劣环境中导致性能下降。要点三老化、降解与稳定性问题

03橡胶弹性力学行为与机理分析

橡胶弹性现象及特点描述橡胶在受到外力作用时，能够发生大变形并在去除外力后迅速恢复原状，表现出明显的弹性行为。橡胶弹性现象橡胶弹性具有可逆性、高弹性模量、非线性等特点。在变形过程中，橡胶分子链会发生构象变化，吸收大量能量，从而表现出高弹性。特点描述

基于橡胶分子链的构象变化和熵弹性理论，可以建立橡胶弹性的统计力学模型。该模型将橡胶视为由大量分子链组成的网络结构，通过描述分子链的构象变化和相互作用来预测橡胶的弹性行为。通过引入适当的数学工具和方法，如连续介质力学、有限元分析等，可以对橡胶弹性力学模型进行求解。这些求解方法能够揭示橡胶在不同条件下的变形行为、应力分布和能量吸收等特性。力学模型建立模型求解橡胶弹性力学模型建立与求解

影响橡胶弹性因素探讨橡胶的化学结构对其弹性性能具有重要影响。不同种类的橡胶具有不同的分子链结构和交联密度，从而导致其弹性性能的差异。温度温度是影响橡胶弹性的重要因素之一。随着温度的升高，橡胶分子链的运动能力增强，构象变化更