3-軟物質(zhì)概念和高分子濃厚體系的分子模型

第三章軟物質(zhì)概念和高分子深厚體系的分子模型Softmatterandthemolecularmodelofconcentratedpolymersystems3.1高分子亞濃溶液的性質(zhì)3.2高分子深厚體系的性質(zhì)3.3纏結(jié)高分子的模型化——蠕動(dòng)模型〔Reptationmodel〕3.4軟物質(zhì)概念和高分子材料的軟物質(zhì)特征主要內(nèi)容3.1高分子亞濃溶液的性質(zhì)在于稀溶液中單分子鏈線團(tuán)〔或其流體力學(xué)體積〕是孤立存在的，相互之間沒(méi)有交疊；而在深厚體系中，大分子鏈之間發(fā)生聚攏和纏結(jié)。稀溶液和濃溶液之間還可分出一個(gè)亞濃溶液(semidilute)，此時(shí)溶液的濃度大于接觸濃度，小于纏結(jié)濃度。高分子亞濃溶液的性質(zhì)，反響的是從單鏈分散態(tài)到多鏈分散態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，是從單根分子鏈孤立存在，轉(zhuǎn)變成多根分子鏈相互高度穿透，很多大分子線團(tuán)組合成了一個(gè)總體的過(guò)程。3.2高分子深厚體系的性質(zhì)稀溶液和深厚體系的特征分界濃度稀溶液和濃溶液的本質(zhì)區(qū)分，在于稀溶液中單分子鏈線團(tuán)〔或其流體力學(xué)體積〕是孤立存在的，相互之間沒(méi)有交疊；而在深厚體系中，大分子鏈之間發(fā)生聚攏和纏結(jié)。稀溶液和濃溶液之間的分界濃度，稱(chēng)纏結(jié)濃度。纏結(jié)濃度定義為高分子鏈間相互穿越交疊，形成各處鏈段大致均勻的纏結(jié)網(wǎng)的臨界濃度。高分子液體依據(jù)濃度大小及分子鏈形態(tài)的不同可以分為以下幾種狀態(tài)圖1-2高分子溶液及其分界濃度濃度范圍：～10-2%～10-1%高分子極稀溶液→稀溶液→亞濃溶液→濃溶液→極濃溶液和熔體分界濃度：～0.5-10%～10接觸濃度纏結(jié)濃度動(dòng)態(tài)接觸濃度分界濃度

纏結(jié)濃度的數(shù)量級(jí)范圍跨越較大，約在0.5-10%之間，與具體體系有關(guān)。通常受分子量和溶劑性質(zhì)影響最大。到達(dá)纏結(jié)濃度時(shí)，大分子線團(tuán)相互穿透形成范德華網(wǎng)絡(luò)或?qū)ΨQ(chēng)鏈的拓?fù)淅p結(jié)，溶液的性質(zhì)發(fā)生突變。最著名的是溶液粘度隨分子量的變化按大約3.4次方的冪律急劇上升，溶液性質(zhì)的這種變化與發(fā)生纏結(jié)時(shí)分子鏈間的相互作用突增有關(guān)。大于分界濃度進(jìn)入高分子極濃溶液或本體〔熔體〕在高分子深厚體系中，依據(jù)分子鏈相互穿透的程度又可以分為濃溶液和極濃溶液〔和熔體〕兩種情形。兩者間有一個(gè)新的分界濃度。當(dāng)體系濃度到達(dá)和超過(guò)時(shí)，高分子線團(tuán)之間到達(dá)充分穿透而成為構(gòu)象分布符合Gauss分布的Gauss型線團(tuán)，此時(shí)高分子的狀態(tài)是極濃溶液或本體〔熔體〕。高分子溶液構(gòu)造狀態(tài)隨濃度的變化在稀溶液中大分子以無(wú)規(guī)線團(tuán)狀態(tài)孤立地存在于溶劑介質(zhì)中。當(dāng)?shù)竭_(dá)接觸濃度時(shí)，大分子鏈開(kāi)頭接觸，繼而發(fā)生相互掩蓋，溶液就從稀溶液變?yōu)閬啙?semidilute)溶液。當(dāng)濃度進(jìn)一步提高，到達(dá)纏結(jié)濃度后，高分子溶液成為濃溶液。雖然這兩個(gè)分界濃度所分開(kāi)的三個(gè)區(qū)域的轉(zhuǎn)變并不是很鋒利，但是在每個(gè)區(qū)域中溶液的構(gòu)造狀態(tài)和分子間相互作用各有獨(dú)特的本質(zhì)，準(zhǔn)備其不同的溶液性質(zhì)。收縮效應(yīng)稀溶液中給出，聚合物溶液的接觸濃度是很小的。當(dāng)N=104時(shí)，接觸濃度～10-3。留意這兒估算接觸濃度值時(shí)，沒(méi)有考慮由于大分子鏈的相互作用所引起的無(wú)規(guī)線團(tuán)尺寸收縮效應(yīng)。所謂收縮效應(yīng)，指的是溶液濃度發(fā)生變化時(shí)，大分子鏈的幾何尺寸發(fā)生變化的現(xiàn)象。收縮效應(yīng)是對(duì)大分子線團(tuán)尺寸收縮過(guò)程的描述在良溶劑中〔稀溶液狀態(tài)〕大分子鏈處于自由伸展的溶脹狀態(tài)，均方回轉(zhuǎn)半徑大。當(dāng)濃度漸漸增高直至到達(dá)本體狀態(tài)〔聚合物本體本應(yīng)視為相容性好的良溶劑〕時(shí)，大分子線團(tuán)尺寸卻漸漸變小，最終成為構(gòu)象分布符合Gauss分布的Gauss型線團(tuán)。這說(shuō)明隨溶液濃度增加大分子線團(tuán)有一個(gè)尺寸收縮的過(guò)程。收縮效應(yīng)可以理解為大分子線團(tuán)內(nèi)部鏈段間的排解體積作用由于受到四周分子鏈段同樣的排斥作用而等價(jià)地減弱，因此線團(tuán)將收縮。結(jié)果：尺寸收縮效應(yīng)使接觸濃度的值提高。屏蔽效應(yīng)溶液濃度增大時(shí)，分子鏈間發(fā)生相互穿透，同樣引起尺寸收縮。一個(gè)分子鏈中有其它分子鏈進(jìn)入時(shí)的收縮可解釋為此時(shí)產(chǎn)生了“屏蔽效應(yīng)”，所謂屏蔽效應(yīng)，可理解成分子鏈間或局局部子鏈間的相互排斥使相鄰分子鏈的排斥體積效應(yīng)減弱，使線團(tuán)體積收縮，分子鏈的相關(guān)長(zhǎng)度變小，濃度增加。高分子鏈的相互掩蓋穿越現(xiàn)在的問(wèn)題是：在濃溶液和熔體中，大分子鏈發(fā)生相互掩蓋穿越，其穿越的程度如何？提出此問(wèn)題的目的是為了進(jìn)一步了解纏結(jié)的概念。已經(jīng)求出，在本體〔熔體〕狀態(tài)下，一根大分子鏈究竟與多少根其它分子鏈相互穿透。結(jié)果是：當(dāng)分子量等于臨界纏結(jié)分子量時(shí)，一根分子鏈大約與10根其他鏈相互穿透。這一性質(zhì)與分子鏈的化學(xué)構(gòu)造無(wú)關(guān)。分子量增大時(shí)，相互穿透的分子鏈數(shù)也增多。穿透的分子鏈數(shù)，一般有幾十根鏈相互穿透。由此可見(jiàn)，處于極濃溶液和高分子本體狀態(tài)的大分子鏈，每根鏈都與十?dāng)?shù)根或數(shù)十根其它分子鏈相互穿透和糾纏。一根鏈上相隔較遠(yuǎn)的鏈單元間的相互作用被相鄰鏈的單元間的相互作用所屏蔽，鏈內(nèi)的單元間無(wú)遠(yuǎn)程吸引或推拒作用，使每一根鏈都處于Gauss鏈型的無(wú)規(guī)線團(tuán)形態(tài)。一根分子鏈被十?dāng)?shù)根或數(shù)十根其它分子鏈所屏蔽，其活動(dòng)空間被限制在由其它分子鏈所構(gòu)成的一個(gè)隨機(jī)的“管子”中。這樣的觀點(diǎn)是deGennes和Doi-Edwards等人建立“蛇行蠕動(dòng)模型”和“管道模型”的根底，是爭(zhēng)論高分子深厚體系性質(zhì)的動(dòng)身點(diǎn)。長(zhǎng)程纏結(jié)的概念纏結(jié)是長(zhǎng)鏈大分子間特有的相互作用。對(duì)纏結(jié)作用的微觀圖像有過(guò)多種看法，主要的有兩種。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，纏結(jié)是分子鏈內(nèi)或分子鏈間的瞬態(tài)“粘合或偶聯(lián)”。當(dāng)分子鏈相互接近到足夠近時(shí)，分子鏈間會(huì)發(fā)生猛烈物理交換作用?？梢栽O(shè)想假設(shè)鏈構(gòu)造中有某種相互作用較強(qiáng)的單體單元或嵌段時(shí)，例如有極性單元或者鏈的有規(guī)立構(gòu)程度較高，纏結(jié)效應(yīng)可以加劇。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為纏結(jié)不是由于分子鏈間的物理作用力造成的偶合點(diǎn)，而完全是一種拓?fù)湫缘摹瞭opological〕或純粹幾何性的分子鏈之間的相互糾纏。圖中給出兩種圖像的簡(jiǎn)潔描述：a是分子鏈間的瞬態(tài)“粘合或偶聯(lián)”機(jī)理，b是分子鏈間相互纏繞，形成套環(huán)。留意b圖中畫(huà)出的兩條分子鏈靠幾何纏繞緊緊地打成繩結(jié)，我們把這種結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為短程纏結(jié)的結(jié)點(diǎn)?？梢韵胂筮@種結(jié)點(diǎn)只能在很柔順的線型分子鏈中才能發(fā)生，但試驗(yàn)說(shuō)明增加柔性分子鏈的剛性程度，結(jié)果纏結(jié)特性反而表現(xiàn)更顯著。兩種觀點(diǎn)各有優(yōu)缺點(diǎn)第一種圖像對(duì)說(shuō)明有金屬離子絡(luò)合的瞬時(shí)交聯(lián)網(wǎng)構(gòu)造看來(lái)很適宜。從高分子結(jié)晶的角度看，熔體中分子鏈的纏結(jié)對(duì)其冷卻時(shí)的結(jié)晶速度并無(wú)大的影響，即對(duì)結(jié)晶時(shí)分子鏈的有規(guī)折疊排列無(wú)大的影響，也說(shuō)明第一種圖像可能是對(duì)的。但是纏結(jié)效應(yīng)不管對(duì)哪一種化學(xué)構(gòu)造的長(zhǎng)鏈高分子都存在，即使其單體單元是完全非極性的，或其構(gòu)造無(wú)任何不均勻性的高分子都存在。而當(dāng)分子量小于幾萬(wàn)以下，不管什么鏈構(gòu)造的高分子都不能發(fā)生纏結(jié)。說(shuō)明第一種圖像有很大局限性。其次種圖像認(rèn)為分子鏈間發(fā)生纏結(jié)不是靠物理相互作用，而是完全拓?fù)湫缘幕蚣兇鈳缀涡缘姆肿渔溂m纏。所謂拓?fù)湫缘?，指純粹?zhēng)論點(diǎn)、線、面在空間的次序關(guān)系而舍去其準(zhǔn)確的物理幾何特性。兩條分子鏈發(fā)生纏結(jié)就是兩條分子鏈相互纏繞，打結(jié)或套環(huán)。兩種觀點(diǎn)各有優(yōu)缺點(diǎn)deGennes提出一種分子鏈串滴模型〔Blobmodel〕deGennes認(rèn)為，在濃溶液或亞濃溶液中，一個(gè)分子鏈可以視為由一串尺寸為ξ的“滴”組成。滴中是溶脹的鏈段，在“滴”中還是稀溶液中的排解體積效應(yīng)在起作用，與稀溶液的珠-簧鏈模型沒(méi)有很大差異〔參考Rouse-Zimmmodel〕。各滴的分布聽(tīng)從高斯分布。一般來(lái)說(shuō)，滴中的鏈不與其他分子鏈相互作用，雖然前面講到在高分子深厚體系中分子間的相互穿越程度很大，但在小于鏈段的層次看，一根分子鏈并沒(méi)有滲透到另一根分子鏈的鏈段細(xì)節(jié)中去。在“滴”中還相對(duì)保持著同一分子鏈的鏈節(jié)，因此不存在兩根分子鏈短程纏結(jié)的結(jié)點(diǎn)。長(zhǎng)程套環(huán)圖像deGennes認(rèn)為，濃溶液中高分子鏈相互穿透形成的纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際是由串滴鏈的相互拓?fù)浯├@形成的纏構(gòu)造造。這種纏結(jié)可稱(chēng)為分子鏈的長(zhǎng)程套環(huán)圖像，或稱(chēng)長(zhǎng)程纏結(jié)這種纏結(jié)套環(huán)的重要特點(diǎn)之一是纏結(jié)套環(huán)的位置可以轉(zhuǎn)變，滑動(dòng)，而不是一個(gè)死結(jié)點(diǎn)?；谶@種生疏，就把分子鏈“纏結(jié)”的概念上升到一條分子鏈在其他分子鏈所形成的環(huán)或管中的滑動(dòng)。這種新的“纏結(jié)”作用即限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng)，增加了分子鏈間相互作用，又可以翻開(kāi)，解纏結(jié)，然后在新的平衡條件下形成新的纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)。外力作用時(shí)間短，分子鏈形成的纏結(jié)網(wǎng)使高分子液體具有彈性體的性質(zhì)——類(lèi)橡膠液體。外力作用時(shí)間長(zhǎng)，纏結(jié)點(diǎn)翻開(kāi)，材料可以自由流淌。這種關(guān)于分子鏈纏結(jié)的新的物理圖像，成為高分子深厚體系流變模型的理論根底。3.3纏結(jié)高分子的模型化——蠕動(dòng)模型〔Reptationmodel〕蠕動(dòng)模型的名稱(chēng)來(lái)源于拉丁文“Reptae”，即“Creep”或“蠕動(dòng)”的意思。蠕動(dòng)的意義是認(rèn)為在高分子深厚體系中，大分子鏈可以在纏結(jié)網(wǎng)的限制中象游蛇一樣蠕動(dòng)。依據(jù)此模型，高分子深厚體系的粘彈性可以得到很好的描述，外力作用時(shí)間短，體系表現(xiàn)出彈性體的力學(xué)行為；而在長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)觀看，高分子材料又象流體那樣可以自由流淌。蠕動(dòng)概念確定程度上是對(duì)以往高分子科學(xué)分子理論中關(guān)于瞬時(shí)交聯(lián)網(wǎng)概念的檢討而形成的。在我們生疏的橡膠彈性理論、Rouse-Zimm理論和類(lèi)橡膠液體理論中都承受了無(wú)規(guī)行走的分子鏈或網(wǎng)鏈的概念，各網(wǎng)鏈的構(gòu)象互不阻礙。3.3.1deGennes的蠕動(dòng)模型有兩個(gè)假設(shè)一是幻影鏈〔phantomchain〕的假設(shè)，也就是說(shuō)高分子鏈可以象幻影一樣不受影響地相互透過(guò)或透過(guò)自身。明顯當(dāng)真實(shí)高分子鏈運(yùn)動(dòng)而發(fā)生穿插時(shí)，只要鏈不斷，是不能簡(jiǎn)潔地相互穿透的。不過(guò)對(duì)于描寫(xiě)準(zhǔn)靜態(tài)的性質(zhì)，這一假設(shè)并不造成嚴(yán)峻的問(wèn)題。由于通過(guò)熱運(yùn)動(dòng)，雖有其他分子存在，并不阻礙柔順的高分子鏈取到各種可能的構(gòu)象狀態(tài)，完成最可幾的無(wú)規(guī)分布。但當(dāng)高分子鏈運(yùn)動(dòng)較快時(shí)，就不能不考慮受到其他高分子鏈的羈絆和限制，因此必需拋棄幻影鏈的假設(shè)。另一個(gè)假定是分子鏈之間有一些時(shí)生時(shí)滅而固定的纏結(jié)點(diǎn)?，F(xiàn)在我們也修改這一假定，承受前面介紹的長(zhǎng)程套環(huán)的新纏結(jié)概念。認(rèn)為纏結(jié)不是在小范圍，而是在鏈段以上的尺度上發(fā)生；纏結(jié)套環(huán)的位置可以轉(zhuǎn)變，滑動(dòng)，而不是一個(gè)死結(jié)點(diǎn)；一條分子鏈可以在其他分子鏈所形成的環(huán)或管中滑動(dòng)。這樣，分子鏈間的某纏結(jié)點(diǎn)的消逝〔解纏結(jié)〕可以認(rèn)為是由于分子滑動(dòng)，使高分子鏈脫出鏈間的拓?fù)涮篆h(huán)的結(jié)果?；谏鲜鰞牲c(diǎn)修正，deGennes和Edwards提出一種描述深厚體系纏結(jié)高分子的蠕動(dòng)模型：在體系中高分子鏈的運(yùn)動(dòng)類(lèi)似一種在籠柵間的蠕動(dòng)或蛇行，猶如蛇繞過(guò)一些固定的障礙。這些籠柵〔象一個(gè)三維的籠子〕由其他高分子鏈構(gòu)成，蠕動(dòng)的分子在籠柵間的游動(dòng)是通過(guò)局部的布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。由于高分子鏈不能相割，鏈的運(yùn)動(dòng)就被局限在一個(gè)管型空間中。管子的平均直徑a與纏結(jié)點(diǎn)間的最小尺寸相聯(lián)系。對(duì)一般熔體，a約為50埃的量級(jí)，可以容得下統(tǒng)計(jì)鏈段的活動(dòng)〔蠕動(dòng)模型有時(shí)也稱(chēng)管道模型〕。圖中的高分子鏈?zhǔn)呛?jiǎn)化為一條沿管子中心軸的簡(jiǎn)化鏈〔Primitivechain〕，其鏈長(zhǎng)為L(zhǎng)。在平衡態(tài)時(shí)L約呈無(wú)規(guī)行走的正態(tài)分布。明顯高分子鏈的拓?fù)湫再|(zhì)與簡(jiǎn)化鏈一樣，高分子鏈的運(yùn)動(dòng)可以等效為簡(jiǎn)化鏈在管中的滑動(dòng)，就象拉一根在管中的濕繩子。3.3.2Doi-Edwards模型基于并進(jìn)展管式蠕動(dòng)鏈的力學(xué)模型，Doi-Edwards得到描述高分子熔體和濃溶液各種流變性質(zhì)的本構(gòu)方程和物料函數(shù)。該模型又稱(chēng)為Doi-Edwards模型模型的主要假設(shè)如下:假設(shè)1：每個(gè)大分子鏈只能在其他鏈構(gòu)成的網(wǎng)柵中獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)限于一個(gè)直徑為a的管中，a相當(dāng)于分子鏈統(tǒng)計(jì)鏈段的長(zhǎng)度。假設(shè)2：真實(shí)分子鏈的運(yùn)動(dòng)可以用簡(jiǎn)化鏈表示。假設(shè)3：滑結(jié)點(diǎn)網(wǎng)中分子鏈運(yùn)動(dòng)存在兩種松弛過(guò)程：(1)在形變網(wǎng)中分子鏈的熵彈性形變。(2)簡(jiǎn)化鏈從已發(fā)生形變的滑結(jié)環(huán)中脫出，重新形成一根新的管子，從而轉(zhuǎn)變了原來(lái)管的拓?fù)錁?gòu)造。假設(shè)4：材料發(fā)生宏觀形變時(shí)，滑結(jié)點(diǎn)也仿射地變化位置。3.3.3Doi-Edwards理論的初步評(píng)價(jià)Doi-Edwards理論與試驗(yàn)事實(shí)符合之處：零切粘度與最大松弛時(shí)間正比于分子量的三次方M3，與試驗(yàn)事實(shí)相接近。粘度和第一法向應(yīng)力差系數(shù)有剪切變稀現(xiàn)象。其次法向應(yīng)力差系數(shù)不為零，為較小負(fù)值。穩(wěn)態(tài)柔量與分子量無(wú)關(guān)。松弛時(shí)間譜在長(zhǎng)松弛時(shí)間端有一極大值。拉伸粘度隨拉伸速率下降，隨拉伸速率上升。猜測(cè)了非線性粘彈性行為，如應(yīng)力過(guò)沖；應(yīng)力松弛隨切變率轉(zhuǎn)變；穩(wěn)切疊合動(dòng)態(tài)模量消逝負(fù)值。Doi-Edwards理論與試驗(yàn)事實(shí)不符之處：零切粘度和松弛時(shí)間對(duì)分子量的依靠還太弱。這可能與分子量較小時(shí)，鏈更易從滑結(jié)中脫出有關(guān)。對(duì)松弛時(shí)間譜中小松弛時(shí)間局部的奉獻(xiàn)有所無(wú)視。有各種解釋?zhuān)河械恼J(rèn)為與分子量分布有關(guān)；Doi認(rèn)為與簡(jiǎn)化鏈的長(zhǎng)度漲落有關(guān)。理論預(yù)言的剪切粘度隨切速率的依靠關(guān)系不符合試驗(yàn)事實(shí)。目前對(duì)此解釋為管長(zhǎng)的波動(dòng)轉(zhuǎn)變了松弛時(shí)間譜。拉伸粘度隨拉伸速率變化的分散的簡(jiǎn)潔變化趨勢(shì)沒(méi)有充分反映出來(lái)。剪切起始流中第一法向應(yīng)力差無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象；終止流中切速率對(duì)應(yīng)力衰減的影響估量缺乏，目前尚無(wú)解釋。3.4軟物質(zhì)概念和高分子材料的軟物質(zhì)特征按現(xiàn)代分散態(tài)物理學(xué)的概念，高分子材料被稱(chēng)為“軟物質(zhì)”〔softmatter〕或“簡(jiǎn)潔流體”〔complexfluids〕?！败浳镔|(zhì)”的概念是法國(guó)科學(xué)家deGennes在諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上發(fā)表講演時(shí)提出的。deGennes在爭(zhēng)論高分子深厚體系的非線性粘彈性理論方面作出突出奉獻(xiàn)，提出大分子鏈的蛇行蠕動(dòng)模型，合理處理了“纏結(jié)”〔entanglement〕對(duì)高分子深厚體系粘彈性的影響。deGennes指出，在人們熟知的固體和液體之間，世界上還存在著一大類(lèi)介于兩者之間的“軟物質(zhì)”，對(duì)人類(lèi)日常生活有巨大影響。從字面上理解，軟物質(zhì)是指觸摸起來(lái)感覺(jué)松軟的那類(lèi)分散態(tài)物質(zhì)。嚴(yán)格些講，軟物質(zhì)是指相對(duì)于弱的外界影響，比方施加給物質(zhì)瞬間的或微弱的刺激，都能作出相當(dāng)顯著響應(yīng)和變化的那類(lèi)分散態(tài)物質(zhì)。高分子材料，包括高分子溶液和熔體屬于典型的軟物質(zhì)。deGennes以自然橡膠樹(shù)汁為例，在樹(shù)汁分子中，只要平均每200個(gè)碳原子中有一個(gè)與硫發(fā)生反響〔硫化〕，就會(huì)使流淌的橡膠樹(shù)汁變成固態(tài)的橡膠，使材料表現(xiàn)特殊異的高彈性。這種如此小的構(gòu)造變化而引起體系性質(zhì)的巨大變異，提示了高分子這類(lèi)物質(zhì)因弱外部作用而發(fā)生明顯狀態(tài)變化的軟物質(zhì)特性。高分子溶液和熔體的奇異流變性能〔剪切變稀，構(gòu)造粘性〕也是這種軟物質(zhì)特性的表現(xiàn)，流淌中的高分子溶液和熔體會(huì)因微弱的外力變化而轉(zhuǎn)變其流淌或變外形態(tài)，也會(huì)因微弱的構(gòu)造變化而表現(xiàn)出完全不同的流變性質(zhì)?！败浳镔|(zhì)”分散態(tài)物理概念的意義由于“軟物質(zhì)”以新的分散態(tài)物理概念深刻提示了高分子材料與其他分散態(tài)物質(zhì)的差異，幫助我們從一個(gè)全新角度深刻體會(huì)高分子材料的特性和內(nèi)涵，因此可以說(shuō)，從這個(gè)觀點(diǎn)動(dòng)身，我們對(duì)高分子材料驚異的構(gòu)造與性能關(guān)系的爭(zhēng)論將上升到一個(gè)新的層次和高度。高分子材料作為軟物質(zhì)和〔或〕簡(jiǎn)潔流體的主要特點(diǎn)可歸納為：〔1〕由于特有的柔性分子鏈構(gòu)造，巨大分子量和簡(jiǎn)潔的拓?fù)湫螒B(tài)，高分子材料的宏觀性能與微觀構(gòu)造聯(lián)系特殊嚴(yán)密，有時(shí)構(gòu)造上的微小變化往往導(dǎo)致宏觀性能的巨變〔狀態(tài)的轉(zhuǎn)變〕。〔2〕高分子材料的特點(diǎn)之一是物理力學(xué)性能不完全取決于化學(xué)構(gòu)造?；瘜W(xué)構(gòu)造確定的高分子可以由于不同的聚攏狀態(tài)〔分散態(tài)構(gòu)造〕而顯示出不同性質(zhì)。高分子材料因其構(gòu)造的特殊性具有比通常物質(zhì)更加豐富多彩的聚攏狀態(tài)，且狀態(tài)的變化規(guī)律也與通常物質(zhì)不同〔大分子鏈的構(gòu)象熵和分子鏈間的相互作用焓有著簡(jiǎn)潔的交互作用〕?！?〕高分子材料另一個(gè)突出的構(gòu)造特征是分子鏈在分子水平〔嚴(yán)格地說(shuō)是在鏈段尺度〕上的纏結(jié)。這種特殊的分子鏈相互作用形式是導(dǎo)致材料粘性、強(qiáng)度、彈性等發(fā)生巨變的內(nèi)在根源。纏結(jié)