对高分子凝聚态的几个基本物理问题探讨

张婷婷

【摘要】在当前的材料学发展中，已经开始注重高分子凝聚态对材料形成过程的重大影响，在旧有的研究体系中，将高分子凝聚态中的一些基本物理问题忽略，这种存在缺失的研究体系导致在具体的深入了解中，存在研究内容上的不足。基于对高分子凝聚体的具体深入了解，本文提出了高分子凝聚态的具体物理问题，并通过对这些问题的探究了解当前的研究进度。

【关键词】高分子凝聚态 基本物理问题 研究内容

【中图分类号】O631 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）06-0237-01

一、溶液浓度分界现象

对于高分子凝聚体来说，凝聚过程为由稀溶液向浓溶液转化，最终形成高分子的凝聚结构，所以在研究过程中，需要探究稀溶液和浓溶液的分界层，以确定在何种溶液浓度下才能发生高分子凝聚现象[1]。在探究过程中，先设定一个基本溶液浓度Cs，该溶液浓度代表溶液中的接触浓度，通过实验验证发现，当溶液的实际温度低于该标准值时，溶液中的高分子不会发生凝聚现象，并且溶液的性质与溶液浓度无关。当溶液浓度高于该标准值时，溶液中的溶质会发生凝聚现象，溶液的性质也会发生改变。当前的实验思想为通过这种测定方式确定溶液浓度的分界层浓度，但是在当前的实验探究中，这种实验浓度的具体数值无法被精准测量，需要在后续的研究过程中确定溶液浓度的分界层数值。

二、高分子链凝聚缠结现象

在高分子的凝聚过程中，高分子链凝聚缠结将发挥重要作用，影响高分子链凝聚缠结现象的原因包括两个方面，其一为分子量，其二为溶液温度。对于分子量的探究过程来说，需要设定临界值Mc，在该过程中，可以发现溶液的粘度与溶液中的分子量呈正比关系，但是到一定限度后，发现溶液中的的高分子形成一种动态黏弹性网络，此时该数值等于Mc。但是在高分子的玻璃态结构中，可以发现在溶液中形成一种局部凝聚态，在该结构中含有凝聚能，最终使高分子形成一种范德华网络。在探究温度对高分子凝聚的影响时，将不再应用这种实验测试方法，而是利用热差扫描设备对溶质的凝聚过程进行扫描，可以在最终检测结果中发现系统中存在的吸热峰值，则该数值代表高分子链凝聚缠结过程中吸收的热量。

三、玻璃化转化温度

对于高分子材料来说，通常情况下各类物质能够实现有效转化，所以在基本物理问题的探究过程中，一个研究重点为材料的玻璃化转化温度。在该探究过程中，对于不同的高聚物可以应用不同的适用公式进行转变，其中烯类高聚物公式为：

Tg=70σ2（Tg）

在该公式中，各类数值都含有其自身含义，并且各类数值的范围也已经被确定，所以在该过程中，可以按照相关数值进行转化温度计算[2]。为了探究该公式在烯类共聚物中的应用效果，在实际探究过程中，需要应用试验方式测定该公式的计算结果与实验测得效果间的差异，通过实验测量发现，该理论公式与实际效果间有很强的契合性，所以可以应用该公式确定烯类高聚物的玻璃化转化温度。需要注意的是，对于不同的高聚物分子来说，通常情况下温度公式也有一定差别，在具体的探究过程中，需要根据高聚物种类选用经验公式。

四、高聚物GOLR态

GOLR态是指小尺度情况下接近无规曲线的非晶态，通过对高聚物的研究可以发现，这种现象与内链段的松弛现象有很大关系。在该部分的探究过程中，主要研究内容为温度对高分子内聚物的影响，通过对各类研究成果的分析，当前已经确定实验温度为20～30℃时，局部链段为GOLR态。当测试温度高于该30℃时，链段的松弛速度要远高于高分子凝聚物的整体松弛速度，所以可以确定此时将该高分子聚合物进行淬火，使其温度降低到20℃以下，可以让高分子凝聚物形成高聚物GOLR态。在对最终得到的物质进行实验测定可以发现，得到的凝聚物在一些物理性质上与原有材料完全相反，但是也在一些性质上与原有材料相同。

五、结晶过程

对于高分子凝聚物来说，要生成这种材料，需要对材料的结晶过程进行深入探究与分析，在当前的研究过程中，对于分子层面的结晶研究还存在一定争议，但是主流研究内容为对分子結晶的临界值进行研究。当溶液中的分子浓度高于该临界值时，在溶液中会形成碳链结构，并且最终形成结晶，通过对得到的高分子分子量测定可以发现，临界分子量为180个主链碳碳键，所以要在分子层面上生成高分子凝聚物结晶，需要分子的主链要至少含有180各主链碳碳键。

六、结论

综上所述，在对高分子凝聚态的研究过程中，涉及的主要物理问题包括溶液浓度分界现象、高分子链凝聚缠结现象、玻璃态转化温度、高聚物GLOR态和结晶过程，在该过程中，主要对凝聚过程的溶液浓度、放热情况进行探究，确定不同因素对高分子凝聚过程的影响。

参考文献：

[1]沈德言.高分子凝聚态的若干基本物理问题研究[J].高分子通报，2005（04）：69-75.

[2]钱人元.高分子凝聚态的几个基本物理问题[J].中国科学院院刊，2000（03）：174-177.