Tb-脆化温度；Tg-玻璃化温度；Tf-黏流温度

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1 Tb-脆化温度；Tg-玻璃化温度；Tf-黏流温度
第五章　高聚物的结构 第　1　题 　　　　解答： 粘流态 形变% 高弹态 玻璃态 Td Tb Tg T/℃ Tf Tb-脆化温度；Tg-玻璃化温度；Tf-黏流温度 三种物理状态 运动单元 力学行为特征 应用 玻璃态 Tb～Tg 键长、键角 基团 形变小，并且形变可逆，属于普弹性能。结构类似玻璃，弹性模量大。 塑料、纤维 高弹态 Tg～Tf 链段 形变大，形变可逆，弹性模量较小。 橡胶 黏流态 Tf～Td 链段、大分子链 形变为不可逆，属于永久形变，无强度。流动取决于相对分子质量大小。 成型加工、油漆、黏合剂

2 第五章 高聚物的结构 第 2 题 解答： 由于高弹态对成型加工 不利，因此，一般情况下， 对结晶态高聚物而言要严格 控制相对分子质量，防止很
第五章　高聚物的结构 第　2　题 　　　　解答： 　　由于高弹态对成型加工 不利，因此，一般情况下， 对结晶态高聚物而言要严格 控制相对分子质量，防止很 大造成的不良影响。 1 2 形变% Tg Tm Tf T/℃ 1-相对分子质量较小 2-相对分子质量很大 结晶态高聚物的物理状态 玻璃态 黏流态 高弹态 M较小 M很大

3 第五章 高聚物的结构 第 3 题 解答： ●玻璃化温度的定义 高聚物分子链段开始运动或冻结的温度。 ●玻璃化温度的使用价值
第五章　高聚物的结构 第　3　题 　　　　解答： 　　●玻璃化温度的定义 　　高聚物分子链段开始运动或冻结的温度。 　　●玻璃化温度的使用价值 　　玻璃温度是非晶态高聚物作为塑料使用的最高温度；是作为橡胶使用的最低 温度。（一般用Tg表示） 　　●影响玻璃化温度的因素 　　主链柔性对玻璃温度的影响　对主链柔性有影响的因素，都影响玻璃化温度。 为柔性越大，其玻璃化温度越低。 　　分子间作用力对玻璃化温度的影响　分子间作用力越大，其玻璃化温度越高。 　　相对分子质量对玻璃化温度的影响　玻璃化温度随高聚物平均相对分子质量 的增加而增大，但当平均相对分子质量增加到一定程度时，玻璃化温度趋于某一 定值。

4 第五章 高聚物的结构 第 3 题 续解： 共聚对玻璃化温度的影响 共聚可以调整高聚物的玻璃化温度。
第五章　高聚物的结构 第　3　题 　　　　续解： 　　共聚对玻璃化温度的影响　共聚可以调整高聚物的玻璃化温度。 　　交联对玻璃化温度的影响　适度交联，可以提高玻璃化温度。 　　增塑剂对玻璃化温度的影响　随着增塑剂加入量的增加，玻璃化温度下降。 　　外界条件的影响 　　　　外力大小　对高聚物施加的外力越大，玻璃化温度下降越低。 　　　　外力作用时间　时间越长，玻璃化温度越低。 　　　　升温速度　升温速度越快，玻璃化温度越高。 　　●玻璃化温度的测定 　　原理：利用高聚物在发生玻璃化 转变的同时各种物理参数均发生变化 的特性进行测定。 Tg 1 2 3 4 5 T 物 性 参 数 -比体积 -膨胀率 -热容 -导热率 -折光率

5 第五章　高聚物的结构 第　3　题 　　　　续解： 常用的玻璃化温度测定方法 热-机械曲线法 膨胀计法 电性能法 DTA法 DSC法

6 第五章 高聚物的结构 第 4 题 解答： ●熔点的定义 平衡状态下晶体完全消失的温度。 ●熔点的使用价值
第五章　高聚物的结构 第　4　题 　　　　解答： 　　●熔点的定义 　　平衡状态下晶体完全消失的温度。 　　●熔点的使用价值 　　是晶态高聚物用于塑料和纤维时的最高使用温度，又是它们的耐热温度和成 型加工的最低温度。 　　●小分子结晶与高聚物结晶熔融过程的异同点 小　分　子　结　晶 高　聚　物　结　晶 熔融过程 从晶相转变为液相（折线） 从晶相转变为液相（极慢升温为折线） 特　　点 热力学函数有突变 熔化的温度范围窄（Tm±0.1℃） 熔点与两相含量无关 熔点高低与结晶过程无关 熔化的温度范围宽（Tm±2℃） 熔点与两相含量有关 熔点高低与结晶过程有关

7 第五章 高聚物的结构 第 4 题 解答： ●影响熔点的因素 增大分子间的作用力越大（方法是在高分子主链或侧基上引入极性基团）为 熔点越高。
第五章　高聚物的结构 第　4　题 　　　　解答： 　　 ●影响熔点的因素 　　增大分子间的作用力越大（方法是在高分子主链或侧基上引入极性基团）为 熔点越高。 　　降低柔性，增加刚性（方法是在主链上引入苯环，降低体系混乱程度），熔 点越高。 　　●熔点的测定方法 　　同玻璃化温度的测定方法

8 第五章 高聚物的结构 第 5 题 解答： ●黏流温度的定义 非晶态高聚物熔化后发生黏性流动的温度。 ●黏流温度的使用价值
第五章　高聚物的结构 第　5　题 　　　　解答： 　　●黏流温度的定义 　　非晶态高聚物熔化后发生黏性流动的温度。 　　●黏流温度的使用价值 　　是非晶态高聚物成型加工的最低温度。 　　●影响黏流温度的因素 　　柔性↑、刚性↓，Tf↓； 　　平均相对分子质量↑，内摩擦力↑， Tf↓。 　　●影响黏流温度的测定 　　采用热-机械曲线法、DTA法等测定方法。

9 第五章 高聚物的结构 第 6 题 解答： ●软化温度的定义 在某一指定试样大小、升温速度、施加外力方式等条件下，测定高聚物试样
第五章　高聚物的结构 第　6　题 　　　　解答： 　　●软化温度的定义 　　在某一指定试样大小、升温速度、施加外力方式等条件下，测定高聚物试样 达到一定形变时的温度。 　　●软化温度的使用价值 　　是产品质量控制、成型加工和应用的参数之一。 　　●软化温度的表示方法 　　▲马丁耐热温度 　　测试条件：升温速度　10℃/12min 专用设备：马丁耐热试验箱 　　　 悬臂弯曲力　5MPa 　　　　　　　温度确定　长240mm横杆项指示下降6cm所对应的温度 　　▲维卡耐热温度 　　测试条件：试样　10mm×10mm×3mm 　　　　　　　升温速度　（5±0.5）℃/6min或（12±1）℃/12min 　　　　　　　圆柱压针截面积　1mm2

10 第五章 高聚物的结构 第 6 题 续解： 压入负荷 5kg或1kg 温度确定 圆柱形针压入1mm所对应的温度
第五章　高聚物的结构 第　6　题 　　　　续解： 　　　　　　　压入负荷　5kg或1kg 　　　　　　　温度确定　圆柱形针压入1mm所对应的温度 　　▲弯曲负荷热变形温度（简称热变形温度） 　　测试条件：试样　 120mm×313mm×15mm 　　　　　　　升温速度　（12±1）℃/6min 　　　　　　　弯曲应力　1.85MPa （或0.46MPa静弯曲负荷） 　　　　　　　温度确定　试样达到规定弯曲时所对应的温度

11 第五章 高聚物的结构 第 7 题 解答： 1、外力（负荷）对材料所施加的使材料形变的力。如拉力、压力、剪切、 扭转、弯曲等。
第五章　高聚物的结构 第　7　题 　　　　解答： 　　1、外力（负荷）对材料所施加的使材料形变的力。如拉力、压力、剪切、 扭转、弯曲等。 　　2、内力　指材料为反抗外力，使材料保持原状所具有的力。如回缩力。 　　3、形变　一般是指材料爱力后产生的绝对形变值。如ΔX、ΔY、ΔZ等； 相对形变值如ΔX/X、ΔY/Y、ΔZ/Z等。 　　4、应力（σ）　单位面积所受的力。用 表示。 　　5、应变（γ或ε）　在应力作用下单位长度（或单位面积或单位体积）所 发生的形变。 　　6、强度　在一定条件下，材料所能承受的最大应力。 　　7、泊松比μ

12 第五章 高聚物的结构 第 7 题 8、模量（E）引起单位应变所需要的应力，形式有拉伸模量、压缩模量、 续解：
第五章　高聚物的结构 第　7　题 　　　　续解： 　　8、模量（E）引起单位应变所需要的应力，形式有拉伸模量、压缩模量、 剪切模量、扭转模量、弯曲模量等。 　　9、柔量（J）　模量的倒数。 　　10、拉伸强度　在规定温度、湿度和加载速度下，试样沿轴向方向拉伸直至 被拉断为止，断裂前试样承受的最大载荷与试样截面积之比。 　　11、挠曲强度　在规定条件下对标准试样施加静弯曲力矩，取试样断裂前的 最大载荷计算的强度。 　　12、抗冲击强度　试样受冲击而破裂时的单体体积所吸收的能量。 　　14、硬度、回弹性、韧性及疲劳

13 第五章 高聚物的结构 第 8 题 解答： （1）非晶态高聚物的应力-应变曲线 ●拉伸的工业应用
第五章　高聚物的结构 第　8　题 　　　　解答： 　　（1）非晶态高聚物的应力-应变曲线 　　●拉伸的工业应用 　　为增加纤维的拉伸强度而进行单轴拉伸；为增加塑料薄膜的强度而进行双轴 拉伸。 　　●线型非晶态高聚物的应力-应变曲线 　　拉伸过程高分子链的三种运动情况： 　　▲弹性形变（开始～A点） 　　应变随应力的增加而增大，服从虎克 定律，具有普弹性能；运动单元为键长、 键角。对应　为弹性伸长极限。 　　▲强迫高弹形变（A点～B点） 　　中间经过屈服点Y，对应的　表示高 聚物材料对抗永久形变的能力；形变能力 300%～1000%，并且可逆；运动单元为链段。 应变 应力 A Y B A-弹性极限；Y-屈服点；B-断裂点

14 第五章 高聚物的结构 第 8 题 续解： ▲黏流形变（B点后） 形变为不可逆（永久形变）；运动单元为链段、大分子链。
第五章　高聚物的结构 第　8　题 　　　　续解： 　　▲黏流形变（B点后） 　　形变为不可逆（永久形变）；运动单元为链段、大分子链。 　　●非晶态高聚物的六种应力-应变曲线与使用的关系 　　▲可以作为工程塑料的高聚物 △材料硬而脆　刚性制品，不宜冲击，能承受静压力 　　　　　　　典型实例：酚醛塑料制品 △材料硬而强　高模量高抗张，断裂伸长小或无屈服 　　　　　　　典型实例：PVC硬制品

15 第五章 高聚物的结构 第 8 题 续解： ▲可以作为形变较大的材料 △材料硬而韧 高模量高抗张，断裂伸长大，有屈服 典型实例：聚碳酸酯制品
第五章　高聚物的结构 第　8　题 　　　　续解： 　　▲可以作为形变较大的材料 △材料硬而韧　高模量高抗张，断裂伸长大，有屈服 　　　　　　　典型实例：聚碳酸酯制品 △材料软而韧　低模量低屈服，断裂伸长率及强度大 　　　　　　　典型实例：硫化橡胶、LDPE制品 △材料软而弱　低模量低强度，断裂伸长率中等 　　　　　　　典型实例：未硫化天然橡胶

16 第五章　高聚物的结构 第　8　题 　　　　续解： 　　▲无使用价值的材料 △材料弱而脆　一般为低聚物

17 第五章 高聚物的结构 第 9 题 解答： 直线增加，试样均匀伸长；达到屈服点（Y）后，试样突然在某处或几处变细，
第五章　高聚物的结构 第　9　题 　　　　解答： 　　（2）未取向的晶态高聚物的应力-应变曲线 　　整个曲线有两个转折点，划分为三段：曲线的初始段（OY），应力随应变 直线增加，试样均匀伸长；达到屈服点（Y）后，试样突然在某处或几处变细， 出现“细颈”，由此开始拉伸的第二阶段­——细颈发展阶段（ND），这一阶段的 特点是伸长不断增加而应力几乎不变或增大不多，直至整个试样全部变细（D 点）；第三阶段（DB）是已被细颈的试样重新被均匀拉伸应力随应变增加，直 至断裂点B为止。 O Y N D B OY段 YN段 ND段 DB段 D点 OY段 YN段 ND段 D点 DB段 试样形状变化

18 第五章 高聚物的结构 第 10 题 解答： ●相对分子质量及分布对强度的影响
第五章　高聚物的结构 第　10　题 　　　　解答： 　　●相对分子质量及分布对强度的影响 　　规律：强度随相对分子质量的增大而增加，分布宽窄影响不大，但低聚物部 分增加时，因低分子部分发生分子间断裂而使强度下降。 　　●低分子掺合物对强度的影响 　　规律：低分子物质的加入降低强度。 　　▓实例　增塑剂的加入能降低强度，但对脆性高聚物而言，少量加入低分子 物质，能增加强度。 　　●交联对强度的影响 　　规律：适度交联增加强度，但过度交联，在受外力时，会使应力集中而降低 强度。 　　▓实例　橡胶的适度交联。 　　●结晶对强度的影响 　　规律：结晶度增大，强度增加，但材料变硬而脆；大球晶增加断裂伸长率， 小球晶增加韧性、强度、模量等；纤维状晶体强度大于折叠晶体强度。

19 第五章 高聚物的结构 第 10 题 续解： ▓实例 缓慢降温有利形成大球晶，淬火有利形成小球晶。 ●填充物对强度的影响 ●取向对强度的影响
第五章　高聚物的结构 第　10　题 　　　　续解： 　　▓实例　缓慢降温有利形成大球晶，淬火有利形成小球晶。 　　●取向对强度的影响 　　规律：取向能增加取向方向上材料的强度。 　　●填充物对强度的影响 　　规律：适当填充活性填料增加强度。 　　实例　橡胶填充炭黑；玻璃钢填充玻璃纤维。 　　●材料中缺陷对强度的影响 　　缺陷指向与危害：杂质、不塑化树脂粒、气泡、降解物等造成微小裂纹，当材料受到 外力作用时，在缺陷处产生应力集中，致使材料断裂、破坏。

20 第五章 高聚物的结构 第 11 题 解答： ●松弛过程（现象） ●常见的高聚物松弛过程
第五章　高聚物的结构 第　11　题 　　　　解答： 　　●松弛过程（现象） 　　是高聚物从一种平衡状态过渡到另外一种平衡状态的过程。在松弛过程中，高聚物处 于不平衡的过渡。 　　 ●常见的高聚物松弛过程 高聚物的松弛过程 应力松弛（relaxation of stress） 蠕变（creep） 是在保持高聚物材料形变一定的情况下，应力随时间的增加而逐渐减小的现象。 是在一定的应力作用下，形变随时间的增加而增大的现象。

21 第五章 高聚物的结构 第 11 题 续解： ●蠕变曲线 高聚物的松弛过程直接影响高聚物材料尺寸稳定性；但高聚物材料成型加工过程中需
第五章　高聚物的结构 第　11　题 　　　　续解： 　　高聚物的松弛过程直接影响高聚物材料尺寸稳定性；但高聚物材料成型加工过程中需 要通过松弛过程将各种应力松弛掉，防止应力集中而影响使用。 　　松弛过程的本质：是链段和分子链运动的结果。 　　 ●应力松弛曲线与应力松弛示意图●应力松弛曲线与应力松弛示意图 　　 ●蠕变曲线 停止型 受力形变ε 维持ε不变 应力松弛 减小型 t 应力松弛示意图 应力松弛曲线示意图 增长型 停止型 稳变型 t 蠕变曲线示意图

22 第五章 高聚物的结构 第 12 题 解答： 影响强度的因素： 强度随相对分子质量的增高而增大；相对分子质量分布的影响，主要考虑低
第五章　高聚物的结构 第　12　题 　　　　解答： 　　影响强度的因素： 　　强度随相对分子质量的增高而增大；相对分子质量分布的影响，主要考虑低 聚物部分，低聚物部分增多，就会导致受力时的分子间断裂，使强度降低。 　　加入低分子掺合物对高聚物材料强度的影响，类似于相对分子质量分布中的 低聚物，一般会使材料的强度下降。 　　交联能使高聚物材料的相对分子质量增加，也增加了分子间的牢固连结作用， 因此，一般有利于强度的提高。但交联要适度，过多交联时，使材料在受到外力 时，容易产生局部应力集中时，也会造成强度下降。 　　结晶的影响主要取决于结晶度、晶粒大小和晶体的结构。一般情况，随着结 晶度的增加，高聚物的屈服应力、强度、模量和硬度等提高；而断裂伸长率和冲 击韧性则下降。结晶使高聚物变硬变脆。球晶的结构对强度的影响超过结晶度所 产生的影响，它的大小对聚合物的力学性能，以及物理和光学性能起重要作用。 大的球晶一般能使高聚物的断裂伸长率和韧性降低；小球晶能造成材料的抗张强 度、模量、断裂伸长和韧性提高。

23 第五章 高聚物的结构 第 12 题 续解： 取向对高聚物的所有力学性能都有影响，最突出的是取向产生各向异性和取 向方向的强度。
第五章　高聚物的结构 第　12　题 　　　　续解： 　　取向对高聚物的所有力学性能都有影响，最突出的是取向产生各向异性和取 向方向的强度。 　　向高聚物材料中添加活性填料，如补强剂和增强剂等可以提高分子间的结合 力，防止裂缝的增长。 　　高聚物材料的实际测试强度要比理论上计算强度小得多。其原因在于材料中 或多或少地存在缺陷，如含有杂质、塑化不透的树脂粒、原料中因水分或空气等 而形成的气泡、加工温度太高导致的焦化或降解物等等。这些缺陷往往用眼睛是 看不见的，但对性质特别是对冲击强度的影响是巨大的。在受到应力时，缺陷便 成为应力集中处，使该处的应力比平均应力大几十至几百倍，因而，断裂就从该 处发生和发展，导致整个材料的破坏。

24 第五章 高聚物的结构 第 13 题 解答： ε t σ D 应变与时 间的关系 应变与应 力的关系 类型编号 1 2 3 4 5 6 7 8
第五章　高聚物的结构 第　13　题 　　　　解答： ε t σ D 应变与时 间的关系 应变与应 力的关系 类型编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 特　　点 符合虎 克定律 的理想 弹性体 不符合 虎克定 律的理 想弹性 体 能完全 回复的 非理想 高弹体 具塑性 的非理 塑性体 理想塑 性体或 称宾汉 流体 具粘弹 性的非 牛顿流 非牛顿 粘性流 牛顿 σ1

25 第五章 高聚物的结构 第 13 题 续解： 如上表所示，共分为九种类型。其中4、5、6、7是属于高聚物材料。 影响黏度的因素：
第五章　高聚物的结构 第　13　题 　　　　续解： 　　如上表所示，共分为九种类型。其中4、5、6、7是属于高聚物材料。 　　影响黏度的因素： 　　粘度是液体流动时内磨擦力的表征。对刚性高分子链，其链段的尺寸趋近于 整个大分子链的大小，因而平均相对分子质量越大，流动时的有效体积越大，即 粘度越大，流动性越小。 　　对柔性高分子链，在受热时，链段运动是无规则的，但在外力作用下，链段 运动主要沿着力场方向，因而发生流动。相对分子质量越大，链段数目就越多， 各链段都向同一方向流动，所需的活化能也就越大，故表观粘度就大。 　　相对分子质量分布情况对流动性也有一定影响。通常分布较窄的高聚物与其 分布较宽而平均相对分子质量相等的相比，前者在流动性行为上要较多地接近牛 顿流体，但粘度以后者较小，这是由于低相对分子质量部分对高相对分子质量部 分起了增塑作用。

26 第五章 高聚物的结构 第 13 题 续解： 当温度较高（＞Tg＋100℃）时，高聚物的表观粘流活化能基本恒定；但当
第五章　高聚物的结构 第　13　题 　　　　续解： 　　当温度较高（＞Tg＋100℃）时，高聚物的表观粘流活化能基本恒定；但当 温度较低（≤Tg＋100℃）时，高聚物的表观粘流活化能并不恒定，而是随温度 的下降而急剧增大。其原因可以从两点考虑，一是链段在跃迁时，能否克服能垒； 二是否存在能够接纳它的空穴。当温度较高时，由于高聚物内部的自由体积较大， 后一因素容易获得，因此跃迁仅仅取决于前一因素，这与一般活化过程相同，所 以表观粘流活化能为恒定值。当温度较低时，由于自由体积减少，后一因素难以 保证，从而阻碍链段的跃迁，造成能垒的增高，使高聚物的表观粘流活化能随温 度下降而增大。

27 第五章 高聚物的结构 第 14 题 解答： 高聚物熔体流动中的弹性效应是指高聚物熔体（粘弹性流体）在压力下从模
第五章　高聚物的结构 第　14　题 　　　　解答： 　　高聚物熔体流动中的弹性效应是指高聚物熔体（粘弹性流体）在压力下从模 具的模口被挤出时，料流立即膨胀，所得挤出物的横截面大于模口截面各的现象 （又称出口膨胀现象）。是一种弹性后效应，也称巴拉斯效应。 　　从分子链运动的观点来看，当管道内分子链处于高变切速率时，链段被迫舒 展开来，这与高弹态受拉伸时分子链舒展的情况相似。此时链段间发生取向，熔 体出现各向异性。当流道突然放大或从孔道中流出时，意味着大分子突然“自由 化”，在流道中形成的高弹形变立即得以回复，分子链又恢复到大体上无序的平 衡状态，链间距离增大，以致流束发生膨胀。实践证明，当剪切速率增高时，流 束的出口膨胀剧增，直到一最大值，然后又降下来。

28 第五章 高聚物的结构 第 15 题 熔融粘度（表观）的测定可以采用下面几种方法。毛细管粘度计法（包括 解答：
第五章　高聚物的结构 第　15　题 　　　　解答： 　　熔融粘度（表观）的测定可以采用下面几种方法。毛细管粘度计法（包括 熔融指数测定仪等）是测量在一定压力下液体自毛细管中流出来的速率；旋转式 粘度法（包括悬锤-杯式、锥-板式或门尼粘度计等），是使一个圆体（筒、锥或 盘）旋转在高聚物液体中。测量所需的力；落球式粘度计法，则是测量一圆球在 高聚物液体中－沉降的速率等。这些方法所测得的粘度都是在规定条件下的数值。 都是比较熔体流动性最方便的方法。 　　考虑到高聚物成型加工的需要，下面简单介绍熔融指数测定方法。测定在熔 融指数仪中进行（图5-48）。高聚物熔体试样在规定的温度和压力下，在一定时 间内流过标准出料孔的重量，称为熔融指数―MI，以g/10min表示。它可以作为 热塑性树脂成型加工工艺条件的参数。熔融指数越高，表示流动性越好；MI与相 对分子质量有关，相对分子质量越大，MI越小。

29 第五章 高聚物的结构 第 16 题 解答： 由于高聚物材料具有体积电阻率高（1016～1020Ω-cm）、介电常数小（小到
第五章　高聚物的结构 第　16　题 　　　　解答： 　　由于高聚物材料具有体积电阻率高（1016～1020Ω-cm）、介电常数小（小到 2左右）、介质损耗低（低到10-4）、半导体等特殊优良的电性能，同时某些高聚 物还具有优良的导电性能。加之高聚物合成材料易得，成型加工方便，品种繁多， 可按使用要求提供薄膜、管、板、带、丝、注塑品和挤出型材等产品选用。正是 因为这些优良的电性能和指标和加工性能，使高聚物材料在电气工业方面，作为 不可缺少的绝缘材料和介电材料广泛使用。从普通电线到电缆，从电机到各种仪 表，从电容器到微型固体元件等，都离不开高聚物材料。

30 第五章 高聚物的结构 第 17 题 解答： （1）高聚物在光学方面的应用 高聚物材料具有折射、反射、双折射、偏振、光散射等性能。但高聚物的光
第五章　高聚物的结构 第　17　题 　　　　解答： 　　（1）高聚物在光学方面的应用 　　高聚物材料具有折射、反射、双折射、偏振、光散射等性能。但高聚物的光 学性质受其结构的影响。 　　高聚物材料是作为光导材料使用的。如无定型的聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙 烯等。根据需要光导元件可以作成棒状、板状和其它需要的形状，主要用作光的 传递和发光装饰材料。 　　（2）高聚物在透气方面的应用 　　高聚物的透气性能主要体现在车胎、气球、包装薄膜及分离膜等方面的应用 上。对透气性能的要求也视高聚物材料的用途而定，有的要求透气性越小越好 （如车胎），有的要求透气性越大越好（如某些包装薄膜），有的要求有选择的 透过某些气体或液体。尤其膜分离技术在海水淡化、污水处理、富氧气体、化学 化工物料分离等诸多方面的研究与应用非常活跃。

31 第五章 高聚物的结构 第 18 题 解答： （1）高聚物热物理性能的范围
第五章　高聚物的结构 第　18　题 　　　　解答： 　　（1）高聚物热物理性能的范围 　　高聚物材料的热物理性能主要包括高聚物材料的耐热性、比热容与焓的计算、 导热率和热膨胀系数等。 　　（2）应用 　　主要用于保温材料。

32 第五章 高聚物的结构 第 19 题 解答： （1）非晶高聚物的溶解过程 （2）结晶高聚物的溶解过程
第五章　高聚物的结构 第　19　题 　　　　解答： 　　（1）非晶高聚物的溶解过程 　　（2）结晶高聚物的溶解过程 　　需要加热到熔点附近，其他与非晶高聚物的溶解过程相同。 　　（3）溶解的关键 　　溶胀 运动单元：溶剂分子 　　　　　部分链段 　　　　　大部分链段 　　　　　少部分高分子链 　　　　　所有链段 　　　　　所有高分子链 溶胀 无限溶胀

33 第五章 高聚物的结构 第 20 题 解答： （1）溶剂的选择 极性相似原则 极性高聚物溶解于极性溶剂之中，非极性高聚物溶解于非
第五章　高聚物的结构 第　20　题 　　　　解答： 　　（1）溶剂的选择 　　极性相似原则 　极性高聚物溶解于极性溶剂之中，非极性高聚物溶解于非 性溶剂溶剂之中；极性大的高聚物溶解于极性大的溶剂之中，极性小的高聚物溶 解于极性小的溶剂之中。 　　溶剂化原则 　高聚物的溶胀和溶解与溶剂化的作用有关。所谓溶剂化作用 是指溶质与溶剂接触时，溶剂分子对溶质分子相互产生作用，此作用大于溶质之 间的分子内聚力，使溶质分子彼此分离而溶解于溶剂中的作用。极性溶剂分子和 高聚物的极性基团相互吸引能产生溶剂化作用，使高聚物溶解。这种作用一般是 指高分子上的酸性基团（或碱性基团）与溶剂分子上的碱性基团（或酸性基团） 发生溶剂化作用而溶解。 　　溶解度参数相近相溶原则　|δ1－δ2|＜1.5

34 第五章 高聚物的结构 第 20 题 续解： （2）高聚物稀溶液黏度的表示方法及相互之间的关系
第五章　高聚物的结构 第　20　题 　　　　续解： 　　（2）高聚物稀溶液黏度的表示方法及相互之间的关系 高聚物稀 溶液黏度 相对黏度(relative viscosity) 增比黏度(specific viscosity) 比浓黏度(reduced viscosity) 特性黏度(intrinsic viscosity)

35 第五章 高聚物的结构 第 20 题 续解： （3）影响高聚物溶液黏度的因素
第五章　高聚物的结构 第　20　题 　　　　续解： 　　（3）影响高聚物溶液黏度的因素 　　高聚物在溶液中的状态，被高聚物分子束缚的自由溶剂分子越多，体系黏度 越大。 　　高聚物稀溶液浓度与粘度的关系（线型关系） 　　高聚物相对分子质量的影响

36 第五章 高聚物的结构 第 20 题 续解： 如果溶剂为良溶剂，则大分子链为自然松散状态，所以黏度较大；如果为不
第五章　高聚物的结构 第　20　题 　　　　续解： 　　如果溶剂为良溶剂，则大分子链为自然松散状态，所以黏度较大；如果为不 良溶剂，则大分子链为卷曲和紧缩状态，所以黏度降低。 　　温度对黏度的影响，对不良溶剂而言，随着温度的升高，大分子线团趋向松 散，所以黏度增加；而对良溶剂而言，由于线团已经松散，所以黏度对温度的依 赖性较小，且随温度的升高而降低。

37 第五章 高聚物的结构 第 21 题 解答： 数均相对分子质量 重均相对分子质量 Z均相对分子质量 黏均相对分子质量
第五章　高聚物的结构 第　21　题 　　　　解答： 　　数均相对分子质量 　　重均相对分子质量 　　Z均相对分子质量 　　黏均相对分子质量 　　多分散体系相互之间的关系： 　　　　　　　　　　　　Z均＞重均＞黏均＞数均

38 第五章 高聚物的结构 第 22 题 解答： （1）渗透压法测定高聚物相对分子质量的原理与过程
第五章　高聚物的结构 第　22　题 　　　　解答： 　　（1）渗透压法测定高聚物相对分子质量的原理与过程 　　原理：所用仪器为渗透压计，测试原理图如右。原理如下： 　　当C　　0时，上式近似为： 　　即π/C与高聚物溶液浓度C成直线关系。从直线截距可求数均相对分子质量， 从斜率可求A2。 　　实际测试过程：人为配制若干为同浓度的高聚物溶液；分别测定各浓度下的 渗透压值；计算相应的π/C值；再将π/C对应浓度C作图，绘制直线，并将直线外 推至C＝0的截距处，求截距值，最后计算数均相对分子质量。 π 溶液 溶剂

39 第五章 高聚物的结构 第 22 题 续解： （2）黏度法测定高聚物相对分子质量的原理与过程
第五章　高聚物的结构 第　22　题 　　　　续解： 　　（2）黏度法测定高聚物相对分子质量的原理与过程 　　原理：在温度恒定下（±0.02℃ ），所用仪器乌式奥式黏度计。 　　　　　式中A-仪器常数（出厂标定值），t-液体流经a、b两线间的时间。 　　分别测定出溶液与溶剂的黏度，并将两者的密度看成近似相等，则相对黏度 可以表示为： 　　测定过程：用黏度计分别测定溶剂和不同浓度的高聚物稀溶液的黏度；利用 各黏度之间的关系计算出相对黏度、增比黏度、比浓黏度；将比浓黏度对浓度作

40 第五章 高聚物的结构 第 22 题 续解： 图，并外推至浓度为零时的截距值，可得特性黏度；再查出K与α值，利用马克
第五章　高聚物的结构 第　22　题 　　　　续解： 图，并外推至浓度为零时的截距值，可得特性黏度；再查出K与α值，利用马克 公式计算得黏均相对分子质量。 　　对柔性链高分子良溶剂体系体系， 可采用一点法计算特性黏度： C [η] 1 2 lnηr/C或ηSP/C

41 第五章　高聚物的结构 第　23　题 　　　　解答： 　　∵ 　　∴ 　　证毕

42 第五章 高聚物的结构 第 24 题 解答： （1）已知：W1＝100g M1＝100000； W2＝1g M2＝1000
第五章　高聚物的结构 第　24　题 　　　　解答： 　　（1）已知：W1＝100g M1＝100000； W2＝1g M2＝1000 　　　　　 求：Mn＝？；Mw＝？；HI＝？ 　　解： 　　∵ 　　∴

43 第五章 高聚物的结构 第 24 题 续解： 由相对分子质量分散系数定义可得：
第五章　高聚物的结构 第　24　题 　　　　续解： 　　由相对分子质量分散系数定义可得： 　　（2）已知：W1＝100g M1＝100000； W2＝1g M2＝ 　　　　　 求：Mn＝？；Mw＝？；HI＝？ 　　解： 　　　按（1）中的各计算公式可得：

44 第五章 高聚物的结构 第 24 题 续解： （3）计算结果分析
第五章　高聚物的结构 第　24　题 　　　　续解： 　　（3）计算结果分析 　　由100g的相对分子质量100000的试样中加入1g相对分子质量1000的组分改为 加入1g相对分子质量 组分的计算结果看： 　　数均相对分子质量增加了99.8%； 　　重均相对分子质量增加了100%； 　　计算结果说明题中所列的意图。