高分子物理课件2高分子链的结构

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1、第一章高分子链的结构1高聚物结构复杂的原因①高分子的链式结构：高分子是由成千上万个（103-105数量级）相当于小分子的结构单元组成的。（如何连接）②高分子链的柔顺性：高分子链中单键的内旋转，可以使主链弯曲而具有柔性。（何种形态）③高分子链之间的作用力（范德华力、氢键）很大，形成的凝聚态（聚集态）结构的复杂性：晶态结构，非晶态，取向态，液晶态；聚集态结构对高分子材料的物理性能有很重要的影响。④高分子材料中常有一些添加剂，或多组分的聚合物，使分子结构复杂化。（织态结构）2高分子结构(microstructure)链结构：单个分子的结构和形态近程结构（化学结构、一级结构

2、）：是构成聚合物最基本的微观结构，包括：①构造：结构单元的化学组成、单体单元的链接方式、排列、取代基和端基的种类、支链的类型和长度等。②构型：是指原子的取代基在空间的排列：包括几何异构和立体异构。近程结构可以理解为与链节有关的结构远程结构（二级结构）：指单个大分子的大小和在空间的存在的各种形状（形态、构象）例如：伸直链、无规线团、折叠链。远程结构可以理解为与整条链有关的结构同种高分子凝聚态结构（三级结构）：包括晶态结构，非晶态，取向态，液晶态等结构。结构是组成高分子的不同尺度的结构单元在空间的相对排列2.1高聚物结构的层次凝聚态结构：大分子之间的几何排列不同高分子之

3、间或高分子与添加剂之间凝聚态结构（高结构级）：织态结构。3二级结构高分子的二级和三级结构示意图三级结构4以聚氯乙烯为例(PolyvinylChloride–PVC)聚合度1.1.1结构单元的化学组成结构单元主链侧链基团或取代基2.2高分子链的化学结构5TheChemicalStructuresofsomePolymers聚丙烯PPPolypropylene聚异丁烯PIBPolyisobutylene聚丙烯酸PAAPolyacrylicacid聚甲基丙烯酸甲酯PMMAPoly(methylmethacrylate)6聚醋酸乙烯酯PVAcPolyvinylacetate

4、聚乙烯基甲基醚PVMEPolyvinylmethylether聚丁二烯PBPolybutadiene聚异戊二烯PIPPolyisoprene7聚氯乙烯PVCPolyvinylChloride聚偏二氯乙烯PVDCPolyvinylideneChloride聚四氟乙烯PTFEPolytetrafluoroethyleneTeflon聚丙烯腈PANPolyacrylonitrile聚甲醛POMPolyformaldehyde8聚己二酰己二胺PolyhexamethyleneadipamideNylon6-6聚氧化乙烯PEOPolyethyleneoxide聚己内酰胺Pol

5、y(-caprolactam)orcapronei.eNylon6聚-甲基苯乙烯Poly(-methyl)styrene9聚苯醚PPOPolyphenyleneoxide,orPolyphenyleneether聚对苯二甲酸乙二酯PETPolyethyleneterephthlate聚碳酸酯PCPolycarbonate10聚醚醚酮PEEKPolyetheretherKetone对苯二甲酰对苯二胺PPTAKevlarPoly(p-phenylene-terephthalamide)聚酰亚胺PIPolyimide11聚四甲基对亚苯基硅氧烷TMPSPoly(tet

6、ramethylp-silphenylene)siloxane聚二甲基硅氧烷Polydimethylsilioxaneor‘siliconrubber’12分子链全部由碳原子以共价键相连接而组成，多由加聚反应制得。聚乙烯聚丙烯不溶于水，可塑性（可加工性）好、容易成型加工，但耐热性差。一般为通用塑料（PE、PP、PS、PVC四大热塑性通用塑料）来源丰富、价廉、产量大、用途广①碳链高分子如：聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)。13分子主链上除碳原子以外，还含有氧、氮、硫等二种或二种以上的原子并以共价键相连接而成。由缩聚反应和开环聚合

7、反应制得。尼龙—6具有极性，易水解、醇解，耐热性比较好，强度高，多为工程塑料。聚碳酸酯②杂链高分子例如：聚甲醛（POM）、聚酯（PBT、PET）、聚碳酸酯（PC）、聚苯醚（PPO）、聚酰胺（PA）、聚砜。14主链不含碳原子，而由硅、磷、锗、铝、钛、砷、锑等元素以共价键结合而成。其中侧基含有机基团的为元素有机高分子。聚二甲基硅氧烷优点具有无机物的热稳定性和有机物的弹塑性。缺点是强度较低③元素高分子如:有机硅橡胶。硅橡胶-123℃使用，耐低温性好15如聚丙烯腈受热时，通过侧基反应，经预氧化和环化反应可形成梯形结构的碳纤维，是一种高强度、高模量耐高温的新型材料，已广泛