聚合物形态學英文解釋翻譯、聚合物形态學的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 morphology of polymer
分詞翻譯:
聚合物的英語翻譯:
【化】 polymer
【醫】 polymer; polymerid; polymeride
形态學的英語翻譯:
morphology
【醫】 morphology; philosophical anatomy
專業解析
聚合物形态學(Polymer Morphology)是高分子科學的重要分支,主要研究聚合物材料内部微觀結構的形貌、排列方式及其對宏觀性能的影響。以下從漢英詞典角度對其詳細解釋:
一、術語構成與核心定義
- 聚合物 (Jùhéwù / Polymer):由大量重複結構單元(單體)通過化學鍵連接而成的大分子化合物。
- 形态學 (Xíngtàixué / Morphology):研究物質形态、結構、排列及其形成與演變的學科。
- 聚合物形态學 (Jùhéwù Xíngtàixué / Polymer Morphology):專注于聚合物材料(尤其是半結晶聚合物)在固态下微觀結構的學科,涉及晶體結構、非晶區分布、晶粒尺寸、取向、相分離結構等特征的形成、表征及其與材料力學、光學、熱學等性能的關系。
二、主要研究對象與内容
-
結晶結構與形态 (Crystalline Structure and Morphology):
- 球晶 (Spherulites):最常見的半結晶聚合物結晶形态,呈球狀放射生長,由晶片(lamellae)從晶核向外輻射堆砌而成。其尺寸、完善度顯著影響透明度、韌性等。
- 單晶 (Single Crystals):在特定條件下(如極稀溶液緩慢結晶)形成的具有規則幾何外形的片狀晶體。
- 串晶 (Shish-Kebab Structure):在流動場或應力誘導下形成的特殊結構,“串”(shish)為伸直鍊核心,“烤串”(kebab)為附生折疊鍊晶片。
- 晶片堆砌與取向 (Lamellar Stacking and Orientation):晶片厚度、堆砌密度、在空間中的排列方向(取向)是決定材料強度的關鍵因素 。
-
非晶态結構 (Amorphous Structure):研究完全非晶聚合物或半結晶聚合物中非晶區域的分子鍊構象、纏結密度、自由體積等,與材料的玻璃化轉變、粘彈性行為密切相關 。
-
多相體系形态 (Morphology in Multiphase Systems):
- 共混物 (Blends):研究不相容或部分相容聚合物共混形成的海島結構、雙連續結構等相形态及其穩定性。
- 嵌段共聚物 (Block Copolymers):研究其自組裝形成的納米級有序結構,如層狀 (lamellae)、柱狀 (cylinders)、雙連續 (gyroid)、球狀 (spheres) 等,對設計功能性納米材料至關重要。
- 複合材料 (Composites):研究填料(如纖維、納米粒子)在聚合物基體中的分散狀态、界面結構及其對性能的增強機制。
三、研究意義與應用
聚合物形态學是理解材料“結構-性能-加工”關系的核心橋梁。通過控制加工條件(如溫度場、應力場、冷卻速率)或添加成核劑等手段調控形态,可優化材料的:
- 力學性能:強度、模量、韌性、抗沖擊性。
- 光學性能:透明度、霧度(與球晶尺寸相關)。
- 熱性能:熔點、熱變形溫度、耐熱性。
- 傳輸性能:氣體滲透性、液體阻隔性(與結晶度、取向相關)。
- 電性能:介電常數、導電性(對導電聚合物複合材料尤其重要) 。
權威參考來源:
- 《高分子物理》(何曼君 等 修訂版):中國高分子物理經典教材,系統闡述聚合物結構與性能,包含形态學核心概念與實例。 (複旦大學出版社)
- 《Polymer Morphology》 (Qipeng Guo, Ed.):專業著作,深入探讨聚合物形态學的原理、表征方法及各類體系的具體形态特征。 (Wiley, 2015)
- 《Principles of Polymer Engineering》 (N.G. McCrum, C.P. Buckley, C.B. Bucknall):牛津大學經典教材,從工程角度闡釋聚合物結構與性能,涵蓋形态學基礎。 (Oxford University Press)
- 《The Physics of Polymers》 (Gert Strobl):理論性較強的專著,深入解析聚合物結晶、相變及形态形成的物理機制。 (Springer)
- IUPAC (國際純粹與應用化學聯合會) 術語數據庫:提供權威的聚合物科學術語定義,包括形态學相關詞彙。 (訪問 iupac.org)
網絡擴展解釋
聚合物形态學是研究聚合物内部形态結構及其與性能關系的學科,主要關注分子鍊在固化後的排列方式及其對材料特性的影響。以下是其核心内容的綜合解析:
一、定義與研究對象
聚合物形态學(Polymer Morphology)定義為研究聚合物從原子間距到宏觀尺度的有序性、無序性,以及晶态、非晶态、液晶态等結構形成的學科。其研究對象包括:
- 分子鍊排列:如結晶區(有序)與非晶區(無序)的共存。
- 結構演變:加工過程中分子鍊的形變、取向對材料性能的影響。
二、典型結構特征
- 結晶态與無定形态
- 結晶态:分子鍊段有序排列,形成晶區(如聚乙烯的正交晶型、單斜晶型等),晶胞參數因材料而異(如高密度聚乙烯的晶胞參數為$a=7.417$Å,$b=4.945$Å,$c=2.547$Å)。
- 無定形态:分子鍊呈無序狀态,常見于低密度聚乙烯(LDPE)等材料。
- 三相結構
實際聚合物晶體包含結晶區、非晶區及界面過渡區,三者共同決定材料的力學與熱學性能。
三、研究方法與意義
- 研究手段
包括X射線衍射(分析晶體結構)、電子顯微鏡(觀察片晶、球晶等微觀形貌)及熱分析技術(如DSC測定結晶度)。
- 應用價值
通過調控結晶度、晶型等參數,可優化聚合物的強度、韌性及熱穩定性。例如,高結晶度的HDPE具有更高的硬度和耐化學性,而低結晶度的LLDPE則更柔韌。
四、曆史發展
20世紀20-30年代,X射線晶體學揭示了高分子結晶中存在非晶區,提出“纓狀膠束模型”;後續發現聚合物單晶,推動了對複雜多晶體系的理解。
如需進一步了解具體案例(如聚乙烯的晶型分類)或實驗方法,可參考、12等來源的完整内容。
分類
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