高分子物理名词解释归纳

一、概念与名词 第一章 聚合物链的结构 聚合物结构 在空间中相对排列组成聚合物的不同尺度的结构单元，包括聚合物的链结构和聚集体结构。 聚合物链结构 表示聚合物链中原子或基团的几何排列。 聚集态结构 指聚合物的整体内部结构，包括晶体结构、非晶体结构、定向结构、液晶结构和织体结构。 近程结构 指单个大分子中一个或多个结构单元的化学结构和立体化学结构。 远程结构 指空间中单个聚合物的大小和各种形状，称为远程结构 化学结构 除非化学键断裂并产生新的化学键，否则分子结构可以改变为化学结构。 物理结构 一个分子或其基团对另一个分子的相互作用 构型 各原子在空间中的相对位置和排列被称为结构类型，这种化学结构无法通过键的破坏或生成来改变。 旋光异构 结构单元-CH2--C*HR-聚合物，因为每个结构单元都含有一个C*，因此，它们在聚合物链中有三种键接方式，即全同、间同、无规立构，即旋光异构。 全同立构 结构单元-CH2--C*HR-聚合物，因为每个结构单元都含有一个C*，因此，如果聚合物链中有三种键接方式，它们就有三种键接方式C*异构体相同，即全同立构。 间同立构 结构单元-CH2--C*HR-聚合物，因为每个结构单元都含有一个C*，因此，如果聚合物链中有三种键接方式，它们就有三种键接方式C*两种异构体交替出现，即间同立构。 无规立构 结构单元-CH2--C*HR-聚合物，因为每个结构单元都含有一个C*，因此，如果聚合物链中有三种键接方式，它们就有三种键接方式C*的两种异构体是无规则出现的，此即为无规立构。

有规立构

全同和间同立构聚合物统称为有规立构。

等规度

高聚物中全同立构聚合物或全同立构聚合物和间同立构聚合物的百分比含量。

几何异构

当主链上有双键时，当两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，可以形成顺反异构，即几何异构。

顺反异构

当主链上有双键时，当两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，可以形成顺反异构，即几何异构。

键接异构

是指结构单元在聚合物链中的连接方式，在烯单体加成聚合过程中形成的各种异构。如头、头、尾异构、异构聚合、共聚合等。

序列

在多种结构单元组成的高分子链中，一种结构单元构成的链段称为序列。

序列分布

在由多个结构单元组成的聚合物链中，由结构单元组成的链段称为序列。显然，每个序列的长度是不同的，这个序列的长度的多分散性称为序列分布。

数均序列长度

在由多个结构单元组成的聚合物链中，由结构单元组成的链段称为序列。显然，每个序列的长度是不同的。如果按数量计算平均序列长度。

支化度

指支化点的密度或两个相邻支化点间链的平均分子量

交联度

相邻两个交联点之间链的平均分子量（Mc）或交联点的密度。

IPN

两个不同单体聚合形成的网络相互贯穿，称为互穿网络聚合物。

Semi-IPN

当另一个聚合物网络形成时，一线聚合物均匀分散，宏观上称为半互穿网络，即Semi-IPN。

构象

由单键内旋转引起的分子中原子在空间位置的变化称为构象

单键内旋转

单键是由σ电子云分布是轴对称的，因此聚合物在运动时C-C单键可绕轴旋转，称为单键内旋转。

链段

最小链单元可以在聚合物上划分，即聚合物链上可以独立运动的最小单元。

近程相互作用

聚合物链上相邻链段之间的相互作用称为近程相互作用

远程相互作用

高分子链上非相邻链段间的相互作用远程相互作用

无规线团

单键内旋转导致聚合物链卷曲，我们称这种不规则卷曲的聚合物链为无规线团。

柔顺性

所谓聚合物链的柔韧性，就是聚合物链可以改变其构象的性质。

平衡柔顺性

它取决于反式和旁式构象之间的能量差△utg。

动态柔顺性

在外部条件的影响下，从一个平衡构象向另一个平衡构象转变的难度取决于位能曲线上反式构象与旁式构象之间的位垒△ub。

末端距

→

直线聚合物链一段到另一端的直线距离，以h表示。

均方末端距

端距是指线形聚合物一端到另一端的直线距离。它是一个向量，用h表示。端距平方的平均值为平方端距

_

h2表示。

均方回转半径

_ Z _

S2=1/Z(ΣS2i)

i=1

Z是聚合物链段的总数，Si从质地到第一个质点的矢量。

自由结合链

键长l固定，键角θ理想化的聚合物链不固定，内旋转自由。

自由旋转链

键长l固定，键角θ理想化的聚合物链固定，内旋转自由。

等效自由结合链

原来含有n个键的一个l、键角θ由固定和旋转不自由的键组成的链被视为由Z长度为b的链段组成的旋转自由链，称为等效自由结合链。

高斯链

高斯函数的高分子链称为高斯链。

无扰尺寸

在条件下测量的聚合物尺寸称为无扰尺寸，只有无扰尺寸是聚合物本身结构的反映。

空间位阻参数

_ _

σ=[ ho2/h2f.r]1/2

特征比

_

Cn=ho2/nl2

_

ho二是无扰均方端距，n、l分别是键数和键长

一级近程排斥

非键合原子或基团之间存在排斥力，称为一级近程排斥力。

二级近程排斥力

相邻结构单元上的非键合原子或基团之间的相互作用称为二级近程排斥力

热塑性聚合物

指加热时能塑化、冷却时能如此重复的加热行为。

热固性聚合物

树脂合成阶段有许多聚合物，停留在线或少量分支链的低分子阶段。成型加工阶段后，聚合物固化，继续加热时不再塑化。这种行为被称为热固性聚合物。

热力学链段长度

用热力学法测定的链段长度称为热力学链段长度。

动力链段长度

用动力学方法测定的链段长度称为动力学链段长度。

第二章 聚合物的凝聚结构

内聚能与内聚能密度

将摩尔液体或固体分子移动到其分子引力范围以外所需的能量称为内聚能，单位体积的内聚能称为内聚能密度。

晶体

当物质内部的质点(可以是原子、分子和离子)在三维空间中定期重复排列时，物质被称为晶体

空间点阵

将形成晶体的质点抽象成几何点，由这些等同几何点的集合形成的网格称为空间网格。

球晶

在正常情况下，聚合物倾向于从浓溶液或熔体冷却结晶时产生的结晶形式。它呈球形，尺寸从几微米到几毫米，在正交偏振片的作用下呈黑十字消光。

黑十字消光现象

在偏光显微镜的正交偏振片之间，由于球晶具有径向光学对称晶体的性质，通过双折射分析可以知道它有四个消光位置，呈现出典型的黑十字图像。

结晶度

样品中结晶部分的质量百分比或体积百分比分别使用xcw或xcv表示。

淬火

将聚合物熔体突然冷却的加工工艺称为淬火。

退火

这是一种材料加工工艺，即材料快速加工成型后，在高于室温的情况下进行长进行热处理，通过调整链消除内应力，使分子链排列更加规则。

液晶

液晶是某些物质在熔融状态或溶液状态下形成的有序流体的总称

取向

聚合物链、链段或微晶在某些外场(如拉伸应力或剪切应力)的作用下，可以沿外场方向有序排列，称为取向。

取向度

f=1/2(3cos2θ-1),f为取向度，θ分子链主轴方向与方向之间的夹角，

高分子合金

它是由两种或两种以上高分子组分组成的具有类似合金结构的材料，包括嵌段与接枝共聚物、两种（种或两种以上）高聚物通过机械共混或溶液共混或熔体共混等方法制得的共混物。

相容性

一种材料与另一种材料的亲和力称为相容性，可以通过混合自由能来判断。

HIPS

聚苯乙烯是聚苯乙烯接枝聚丁二烯(或其他橡胶)或聚苯乙烯与聚丁二烯(或其他橡胶)的共混物。

增强材料

聚合物树脂与其它增强材料的结合显著提高了聚合物材料的力学性能，通常被用作增强材料。

复合材料

如果在聚合物基体中添加第二相材料形成的材料称为复合材料，或由连续聚合物相和不连续填充剂组成的材料通常称为复合材料。

活性填料

能加强特定聚合物的填料统称为活性填料

惰性填料

能加强特定聚合物的填料统称为活性填料，而引入一些填料往往会降低聚合物的强度，称为惰性填料。

第三章，聚合物溶液

溶胀

溶剂分子渗入聚合物，即溶剂分子与聚合物的某些链段混合，使聚合物体积膨胀，称为溶胀。

无限溶胀

溶剂分子渗透到聚合物中，即溶剂分子与聚合物的某些链段混合，使聚合物体积膨胀，聚合物也慢慢扩散到溶剂中。如果该过程的最终结果是形成聚合物溶剂的均匀分散系统，则称为无限膨胀

有限溶胀

溶剂分子渗透到聚合物中，即溶剂分子与聚合物的某些链段混合，以扩大聚合物的体积。对于交联聚合物，随着链结构图的变化而产生的弹性将防止此程的进行，溶胀达到平衡，故被称为有限溶胀。

溶度参数

δ=ε1/2

定义内聚能密度的平方根为溶度参数，单位为（J/cm3）1/2。

摩尔吸引常数

把组合量（ΔE·V）1／2＝F称为摩尔吸引常数（其中V为结构单元的摩尔体积）

混合熵

ΔS= -R[n1lnΦ1+n2lnΦ2]

ΔS为混合热，n1、n2分别为溶剂、溶质的摩尔数，Φ1、Φ2分别为溶剂、溶质的体积分数。

混合热

ΔH=χ1RTn1Φ2

ΔH为混合热，χ1为哈金斯参数，n1为溶剂的摩尔数，Φ2为溶质的体积分数。

混合自由能

ΔG= RT[n1lnΦ1+n2lnΦ2+χ1n1Φ2]

ΔG为混合热，χ1为哈金斯参数，n1、n2分别为溶剂、溶质的摩尔数，Φ1、Φ2分别为溶剂、溶质的体积分数。

哈金斯参数

χ1=(Z-2)ΔW12/KT

χ1为哈金斯参数，Z为高分子链段的最大配位数，ΔW12为溶剂化过程中的能量变化。

过量化学位

ΔμE1＝RT（χ1－1／2）ф22

高分子稀溶液溶剂化学位变化中非理想的部分。

溶胀度

将高聚物溶胀后的体积与溶胀前的体积之比称为溶胀度

第二维利系数

_

A2=(1/2-χ1)/V1ρ22

表征了高分子链段与溶剂分子之间的相互作用。

θ溶液

如果链段间的相互作用力等于链段与溶剂的相互作用力，这一状态即为θ溶液的微观状态。

θ溶剂

如果链段间的相互作用力等于链段与溶剂的相互作用力，这一状态即为θ溶液的微观状态。则该溶剂即为此种高聚物的θ溶剂。

θ温度

如果链段间的相互作用力等于链段与溶剂的相互作用力，这一状态即为θ溶液的微观状态。则该时的温度即为此种高聚物的θ温度。

冻胶

高聚物溶液失去流动性时即成为冻胶或凝胶，冻胶是由范德华力交联形成的，加热时冻胶溶解，冷却时冻胶形成。

凝胶

高聚物溶液失去流动性时即成为冻胶或凝胶，凝胶是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体，加热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

级分

将高聚物按分子量大小进行分级，所得到的各个部分被称为级分。

数量分数

由于高聚物具有多分散性，相同分子量的大分子的摩尔数与各种分子量的大分子的摩尔总数之比。

重量分数

由于高聚物具有多分散性，相同分子量的大分子的重量与各种分子量的大分子的总重量之比。

数均分子量

​

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_

Mn为数均分子量，Ni为第i个级分的数量分数，Mi为第i个级分的分子量。

重均分子量

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

_

Mw为重均分子量，Wi为第i个级分的重量分数，Mi为第i个级分的分子量。

粘均分子量

_ n

Mw={ΣWiMia}1/a

i=1

Wi为第i个级分的重量分数，Mi为第i个级分的分子,a为Mark--Houwink方程的指数。

Z均分子量

​

编辑

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

Mz为重均分子量，Wi为第i个级分的重量分数，Mi为第i个级分的分子量。

分子量分布

大多数天然高聚物和人工合成高聚物的分子量都不均一，每一种高聚物均为同系物的混合物，其分子量分散情况称为分子量分布。

多分散性指数

是指试样中各种分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值。

多分散性系数

d=Mw/Mn或d=Mz/Mw

特性粘数

[η]=limηsp/c=limlnηr/c，表示高分子单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。

校正曲线

logM=A-BVe

A、 B为仪器常数，M为分子量，Ve为淋洗体积。

普适校正曲线

log[η]M=A-BVe

B为仪器常数，[η]为特性粘度，M为分子量，Ve为淋洗体积。

第五章、聚合物的转变与松弛

玻璃化转变

非晶态高聚物从玻璃态进入高弹态或从高弹态回到玻璃态的转变区称为玻璃转变。

粘流转变

非晶态高聚物从高弹态进入粘流态或从粘流态回到高弹态的转变区称为粘流转变。

玻璃化温度

非晶态高聚物从玻璃态进入高弹态或从高弹态回到玻璃态的转变区称为玻璃转变，这一转变区对应的温度称为玻璃化温度。

粘流温度

非晶态高聚物从高弹态进入粘流态或从粘流态回到高弹态的转变区称为粘流转变，这一转变区对应的温度称为粘流温度。

自由体积

液体或固体，它的整个体积包括两部分，一部分是为分子本身占据的，称占据体积；另一部分是分子间的空隙，称为自由体积。

一级相转变

自由能对温度T和压力P的一级导数发生不连续变化，这时的转变称为一级相转变。

二级相转变

自由能对温度T和压力P的一级导数还是连续变化的，而二阶导数发生不连续变化，这时的转变称为一级相转变。

玻璃化转变的多维性

如果保持温度不变，改变其他因素，我们也能观察到玻璃化转变现象，这就是玻璃化转变的多维性。

次级转变

在玻璃化转变温度以下，尽管链段运动被冻结了，但还存在着需要能量更小的小尺寸运动单元的运动，这种运动称为次级转变。

内增塑

通过共聚引入软单体，其共聚物的Tg较原有均聚物显著下降，其他性能也得到改善，这种方法称为内增塑。

外增塑

通过向高聚聚树脂中引入小分子增塑剂，使共混物的Tg较高聚物树脂有显著下降，其他性能也得到改善，这种方法称为外增塑。

松驰时间

材料形变Δx（t）松驰到Δx（0）的1/e倍时所需的时间。

松弛时间谱

因为高聚物中每一根分子键所处的状态及构象不尽相同。再加上运动单元具有多重性，分子量具有多分散性，所以高聚物松弛时间的变化范围是很宽的，短的可达10-3s，长的可达10-1--10-4s甚至更长，即松弛时间不是单一的值，而是一个较宽的时间分布，可称作“松弛时间谱”。

熔限

晶态高聚物熔化过程中，开始熔化时的温度到熔化完成时的温度称为熔限。

最大结晶速率温度

Tmax≈(0.80--0.85)Tm

Tmax为最大结晶速率温度，Tm为熔点。

在Tg--Tm之间，高聚物熔体结晶速率

Avami方程

(Vt-V∞)/(Vo-V∞)=exp(-Ktn),K为结晶速率常数；n为Avami指数

第六章、橡胶弹性

应变

当材料受到外力作用而所处的条件使其不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化就称为应变。

应力

材料发生宏观变形时，材料内部将产生一种附加内力，单位面积上的附加内力称为应力。

泊松比

拉伸试验中材料横向单位宽度的减少与纵向单位长度的增加之比值。

υ=-(Δm/m。)/（Δl/l。）

高弹性

高聚物处在高弹态时所表现出的独特的力学性能称为高弹性

能弹性

当材料受到外力作用时，外力所做的功使材料的内能增加，当除去外力后，材料对环境做功，这时体现的弹性即为能弹性。

熵弹性

当材料受到外力作用时，外力所做的功使材料的熵减少，分子链的构象发生了改变，当除去外力后，链构象恢复，材料对环境做功，这时体现的弹性即为熵弹性。

粘弹性

在外力作用下，高聚物材料的形变行为介于弹性材料和粘性材料之间，这种行为反映了固体的弹性和液体的粘性两者的组合。这就是粘弹性。

第七章、聚合物的粘弹性

静态粘弹现象

若应力或应变不是时间的函数，这时研究的力学松弛现象称为静态粘弹现象。

动态粘弹现象

若应力或应变是时间的函数，这时研究的力学松弛现象称为动态粘弹现象。

线性粘弹性

如果高聚物的粘弹性是由理想固体的弹性和理想液体的粘性组合起来的，这种粘弹性为线性粘弹性。

非线性粘弹性

如果物体的粘弹性行为不符合理想固体的弹性和理想液体的粘性两个定律的组合，这种粘弹性为非线性粘弹性

蠕变

在一定温度下，当固定应力时，观察形变随时间延长而逐渐增加的现象称为蠕变。

蠕变推迟时间

分子链从一个平衡态构象（松驰构象）到另一个平衡态构象（紧张构象）所需的时间，ε(t) 松驰到ε(∞)的（1-1/e）倍所需的时间。

应力松驰

在一定温度下，当固定形变时，观察应力随时间的延长而逐渐衰减的现象。

滞后与内耗

在一定的温度和交变应力作用下，应变滞后于应力的现象称为滞后。由于滞后，在每一个循环中就有能量的损失，称之为内耗。

时温等效原理

从高分子运动的松弛性质可以知道，同一个力学松弛现象，既可以在较高的温度下、在较短的时间内观察到，也可以在较低的温度下、在较长时间内观察到。因此，升高温度与延长观察时间对观察分子运动是等效的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。这就是时温等效原理。

Boltzmann叠加原理

此原理指出，高聚物的蠕变是整个负荷历史的函数，每个负荷对高聚物的蠕变的贡献是独立的，因而各个负荷的总的效应等于各个负荷效应的加和，最终的形变是各负荷所贡献形变的简单加和。

第八章、聚合物的屈服于断裂

应变软化

晶态或非晶态高聚物在拉伸过程中，当材料屈服后出现的应变增加而应力基本不变的现象，称为应变软化

应变硬化

晶态或非晶态高聚物在拉伸过程中，当应变软化结束后出现的应变增加应力同时增加的现象，称为应变硬化

冷流

在应变硬化过程中，其形变是不可逆的，产生永久形变，这时候的粘流是在强大外力作用下及室温下发生的分子链的位移。

屈服

但应力超过比例极限后，应力、应变之间不在保持线性关系，张应力达到某一最大值时（Y点），曲线开始出现应变增加而应力不便或先降低后不变的现象。

韧性破坏

材料在出现屈服点以后发生的断裂或破坏称为韧性破坏

脆性破坏

高聚物材料在屈服点之前的断裂称为脆性破坏

强迫高弹形变

玻璃态高聚物在大应力作用下发生的这种大形变，其本质与橡胶的高弹形变一样，但表现形式却有差别。为了与普通的高弹形变区别开来。通常称其为强迫高弹形变。

冷拉

结晶高聚物和玻璃态高聚物的拉伸过程造成的大形变，本质上都是高弹形变，通常把他们统称为冷拉。

细颈

晶态高聚物在拉伸过程中，当达到一定拉伸程度时，试样的一处或几处突然变细，在继续的拉伸过程中，细的部分横结面积和粗的部分横结面积均保持不变，只是二者的长度一个增加一个减少，这种现象即为细颈。

银纹

是在拉伸应力作用下高聚物中某些薄弱部位由于应力集中而产生的空化条纹状形变区。在透明玻璃态高聚物中，这些条纹状形变区的平面强烈地反射可见光，并且由于条纹状形变区内银纹往往非常稠密，则材料表面可形成一片银色的闪光，因此习惯上称为银纹。

应力集中

如果材料存在缺陷，受力时材料内部的应力平均分布状态将发生变化，使缺陷附近局部范围内的应力急剧地增加，远远地超过应力平均值，这种现象称为应力集中。

拉伸强度

在规定的实验温度、湿度和实验速度下，在标准式样上沿轴向施加拉伸载荷直到式样被拉断为止，断裂前式样承受的最大载荷P与式样的宽度b和厚度d的乘积的比值。

σt=P/bd(MPa)

抗弯强度

在规定实验条件下，对标准式样施加静弯曲力矩，直到式样折断为止，取实验过程中的最大载荷P,并按下式计算抗弯强度

σt=1.5Plo/bd2

弯曲模量

弯曲模量Et=Δplo3/4bd3δ

式中δ叫挠度，是式样着力处的位移

冲击强度

是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破环的能力。通常定义为式样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量

σi=W/bd(kJ/m2)

硬度

是衡量材料表面抵抗机械压力的能力的一种指标。因压头的形状的不同和计算方法的不同又有布氏、洛氏和邵氏等名称。

第九章、聚合物的流变性

牛顿流体

符合牛顿流动定律

η=τ/

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的流体均称为牛顿流体。

非牛顿流体

许多液体包括高聚物的熔体和浓溶液，高聚物分散体系（如胶乳）以及填充体系等并不符合牛顿流动定律，这类液体通称为非牛顿流体。

幂律定律

τ=K

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K为稠度系数、是一材料常数，n非牛顿指数，τ为剪切应力，

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为切变速率

表观粘度

大多数高聚物熔体或浓溶液的粘度是随着剪切应力或剪切速率的变化而变化的，即形变包括了可逆的弹性形变和不可逆的塑性形变，因此，特定剪切速率下的艿度被称为表观粘度。

零切粘度

在低切变速率下，流动符合牛顿流动定律，这时的粘度通常称为零切粘度。

无穷大剪切粘度

在高切变速率下，流动符合牛顿流动定律，这时的粘度通常称为无穷大剪切粘度

熔融指数

在一定温度和恒定压力下，10min流出指定长度和内径毛细管的高聚物熔体的重量克数，用MI表示。

巴拉斯效应

又称为挤出物胀大效应，是指聚合物熔体挤出口模后，挤出物的截面积比口模截面积大的现象。

挤出物胀大现象

又称为巴拉斯效应，是指聚合物熔体挤出口模后，挤出物的截面积比口模截面积大的现象。

挤出物胀大比

B=Dmax/Do

挤出物直径的最大值Dmax与口模直径Do之比。

韦森堡效应

也称法向应力效应，高分子熔体或溶液受到向心力作用，液面在转轴处是上升的，在转轴上形成相当厚的包轴层下降。

熔体破裂现象

高聚物熔体在挤出时，如果剪切速率过大超过一极限值时，从模口出来的挤出物不在是平滑的，而会出现表面粗糙、起伏不平、有螺旋波纹、挤出物扭曲甚至为碎块状物。这被称为熔体破裂现象