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材料结构与性能答案 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(me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。 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 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 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。 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) J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) 应力(stress)与应变(strain) |仙力(。)是受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的作用力变(￡ ):在外力作 应用下，材料的几何形状和尺寸发生的变化=Ee, E是弹性模量。 a 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。 I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I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(皿破》8 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 PcPI Pc P r W _ 二 r m 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，是折叠链片晶的的聚集体，尺寸一般几十微米到厘米数量级。 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 生成条件：在不存在外力和流动的情况下，高聚物从浓溶液浓溶液析出或从熔体冷却 结晶时，都倾向于生成球晶 四、缨状胶束模型(缨状微胞模型)(fringed micelle model) 其特点是⑴高聚物的结构由结晶和非晶两相组成(两相结构模型)；⑵晶粒有一定 的大小和尺寸；(3)每一个晶粒有许多分子束聚集而成；(4)每个高分子链可以同时贯 穿几个晶区和非晶区。 可解释如下事实： 晶粒尺寸远小于分子链长度； X-射线衍射图中，既有反映晶区存在的衍射环，又有反映非晶区存在的散射 晕圈； 纤维的宏观密度比由晶胞计算的密度小，又比其完全无定形材料的密度大； 纤维一般可以拉伸许多倍，拉伸后又有回缩的倾向； 拉伸后X 射线的衍射图由衍射环蜕变为弧形衍射斑点等。 结晶高聚物在DSC升温曲线上的双熔融峰现象并画图解释 原因：含有不同 的结晶形态 原因：含有不同 的结晶形态 rcmpcralufci € 1 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