對高分子凝聚態的幾個基本物理問題探討

張婷婷

【摘要】在當前的材料學發展中，已經開始注重高分子凝聚態對材料形成過程的重大影響，在舊有的研究體系中，將高分子凝聚態中的一些基本物理問題忽略，這種存在缺失的研究體系導致在具體的深入了解中，存在研究內容上的不足。基于對高分子凝聚體的具體深入了解，本文提出了高分子凝聚態的具體物理問題，并通過對這些問題的探究了解當前的研究進度。

【關鍵詞】高分子凝聚態 基本物理問題 研究內容

【中圖分類號】O631 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）06-0237-01

一、溶液濃度分界現象

對于高分子凝聚體來說，凝聚過程為由稀溶液向濃溶液轉化，最終形成高分子的凝聚結構，所以在研究過程中，需要探究稀溶液和濃溶液的分界層，以確定在何種溶液濃度下才能發生高分子凝聚現象[1]。在探究過程中，先設定一個基本溶液濃度Cs，該溶液濃度代表溶液中的接觸濃度，通過實驗驗證發現，當溶液的實際溫度低于該標準值時，溶液中的高分子不會發生凝聚現象，并且溶液的性質與溶液濃度無關。當溶液濃度高于該標準值時，溶液中的溶質會發生凝聚現象，溶液的性質也會發生改變。當前的實驗思想為通過這種測定方式確定溶液濃度的分界層濃度，但是在當前的實驗探究中，這種實驗濃度的具體數值無法被精準測量，需要在后續的研究過程中確定溶液濃度的分界層數值。

二、高分子鏈凝聚纏結現象

在高分子的凝聚過程中，高分子鏈凝聚纏結將發揮重要作用，影響高分子鏈凝聚纏結現象的原因包括兩個方面，其一為分子量，其二為溶液溫度。對于分子量的探究過程來說，需要設定臨界值Mc，在該過程中，可以發現溶液的粘度與溶液中的分子量呈正比關系，但是到一定限度后，發現溶液中的的高分子形成一種動態黏彈性網絡，此時該數值等于Mc。但是在高分子的玻璃態結構中，可以發現在溶液中形成一種局部凝聚態，在該結構中含有凝聚能，最終使高分子形成一種范德華網絡。在探究溫度對高分子凝聚的影響時，將不再應用這種實驗測試方法，而是利用熱差掃描設備對溶質的凝聚過程進行掃描，可以在最終檢測結果中發現系統中存在的吸熱峰值，則該數值代表高分子鏈凝聚纏結過程中吸收的熱量。

三、玻璃化轉化溫度

對于高分子材料來說，通常情況下各類物質能夠實現有效轉化，所以在基本物理問題的探究過程中，一個研究重點為材料的玻璃化轉化溫度。在該探究過程中，對于不同的高聚物可以應用不同的適用公式進行轉變，其中烯類高聚物公式為：

Tg=70σ2（Tg）

在該公式中，各類數值都含有其自身含義，并且各類數值的范圍也已經被確定，所以在該過程中，可以按照相關數值進行轉化溫度計算[2]。為了探究該公式在烯類共聚物中的應用效果，在實際探究過程中，需要應用試驗方式測定該公式的計算結果與實驗測得效果間的差異，通過實驗測量發現，該理論公式與實際效果間有很強的契合性，所以可以應用該公式確定烯類高聚物的玻璃化轉化溫度。需要注意的是，對于不同的高聚物分子來說，通常情況下溫度公式也有一定差別，在具體的探究過程中，需要根據高聚物種類選用經驗公式。

四、高聚物GOLR態

GOLR態是指小尺度情況下接近無規曲線的非晶態，通過對高聚物的研究可以發現，這種現象與內鏈段的松弛現象有很大關系。在該部分的探究過程中，主要研究內容為溫度對高分子內聚物的影響，通過對各類研究成果的分析，當前已經確定實驗溫度為20～30℃時，局部鏈段為GOLR態。當測試溫度高于該30℃時，鏈段的松弛速度要遠高于高分子凝聚物的整體松弛速度，所以可以確定此時將該高分子聚合物進行淬火，使其溫度降低到20℃以下，可以讓高分子凝聚物形成高聚物GOLR態。在對最終得到的物質進行實驗測定可以發現，得到的凝聚物在一些物理性質上與原有材料完全相反，但是也在一些性質上與原有材料相同。

五、結晶過程

對于高分子凝聚物來說，要生成這種材料，需要對材料的結晶過程進行深入探究與分析，在當前的研究過程中，對于分子層面的結晶研究還存在一定爭議，但是主流研究內容為對分子結晶的臨界值進行研究。當溶液中的分子濃度高于該臨界值時，在溶液中會形成碳鏈結構，并且最終形成結晶，通過對得到的高分子分子量測定可以發現，臨界分子量為180個主鏈碳碳鍵，所以要在分子層面上生成高分子凝聚物結晶，需要分子的主鏈要至少含有180各主鏈碳碳鍵。

六、結論

綜上所述，在對高分子凝聚態的研究過程中，涉及的主要物理問題包括溶液濃度分界現象、高分子鏈凝聚纏結現象、玻璃態轉化溫度、高聚物GLOR態和結晶過程，在該過程中，主要對凝聚過程的溶液濃度、放熱情況進行探究，確定不同因素對高分子凝聚過程的影響。

參考文獻：

[1]沈德言.高分子凝聚態的若干基本物理問題研究[J].高分子通報，2005（04）：69-75.

[2]錢人元.高分子凝聚態的幾個基本物理問題[J].中國科學院院刊，2000（03）：174-177.