材料科學：高分子材料
授 課 重 點
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結構與分子運動決定材料物性 結構影響分子運動，分子運動改變結構 物性引導設計材料結構與分子運動 |
本部份的課程主要內容在介紹”高分子結構”、”高分子物性” 及”高分子分子運
動”三者之間的關聯。雖然物性是使用者最終之目的，但若以記憶的方式來歸納及
應用材料是一種非常沒有效率的方法。其實物性是材料在外界刺激之下，經由分
子運動所呈現出來的結果。而分子運動又決定於材料的結構及外界的刺激因素如溫
度．．．等等的影響。舉個例子：橡膠材料受到一個拉伸的力，將呈現出大量伸長
的物性。大量伸長的物性乃是因為橡膠的分子鏈做大規模的運動所呈現出的結果。
而橡膠分子鏈能做大規模的運動乃是由於其分子鏈的柔軟性，且其堆積為非常不規
整的非晶質(amorphous)，分子鏈間的吸引力不如結晶結構那麼強，以致於分子鏈非
常容易運動。當然另一個主要的原因是使用溫度超過玻璃轉移溫度，以致分子具有
足夠的能量且有足夠的空間做此種規模運動。顯然的具有高結晶度的材料不適合做
橡膠材料。而在低溫下橡膠材料也會失去橡膠的特性。進一步而言分子運動的結果
除了呈現出物性之外亦有可能改變結構。例如天然橡膠在拉伸之下會促使材料結晶
。反過來，物性誘導了結構與分子運動的設計。所以”高分子結構”、”高分子物性”
及”高分子分子運動” 三者之間的關聯是高分子材料的主要課題。
除此之外本課程亦會簡介高分子複合材料。一樣的也希望能從結構、分子運
動及物性的觀點介紹高分子複合材料。
最後希望大家在使用高分子材料時，能思考高分子材料對環境的衝擊。目前
無法不用，但可以節省著用。
以上內容版權屬於著作人廖文彬
(Created in Nov. 01, 1997)
(Last Update: Nov. 27, 2000)