第4章 高分子链的聚集态结构ppt课件.ppt

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1、第4章高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构也称三级结构，或超分子结构，它是指聚合物内分子链的排列与堆砌结构。虽然高分子的链结构对高分子材料性能有显著影响，但由于聚合物是有许多高分子链聚集而成，有时即使相同链结构的同一种聚合物，在不同加工成型条件下，也会产生不同的聚集态，所得制品的性能也会截然不同，因此聚合物的聚集态结构对聚合物材料性能的影响比高分子链结构更直接、更重要。1第4章高分子的聚集态结构2主要内容晶态非晶态：只要求了解争论焦点取向态:纤维和薄膜必不可少的加工过程。液晶态：功能高分子微观结构：结构模型形貌：各种晶体的形态和形成条件

2、结晶度的测定由于分子间存在相互作用，才使相同或不同的高分子能聚集在一起形成有用的材料，因此，在讨论各种聚集态之前，先讨论有关高分子间的相互作用力。第4章高分子的聚集态结构织态：高分子合金3第4章高分子的聚集态结构分子中原子间的吸力和斥力，吸力主要是原子形成分子的结合力——主价力（键合力），斥力主要是原子间距离不断减少时内层电子之间的相互斥力。当吸力和斥力达到平衡时，便形成了稳定的化学键，有共价键、金属键、离子键。化学键4第4章高分子的聚集态结构存在于分子内非键合原子间或者分子之间的作用力－次价力；这种力在决定聚集态结构中起重要作用。因为

3、分子间作用力与分子量有关而高分子的分子量很大，致使分子间作用力加和超过化学键的键能，因此高聚物不存在气态。4.1高聚物分子间的作用力物质为什么会形成凝聚态？4.1.1范德华力和氢键5范德华力：没有方向性和饱和性。1、静电力：极性分子间的引力极性分子都具有永久偶极，所以永久偶极之间静电的相互作用——静电力分子间的极性用偶极矩µ表示µ=q*r（库伦*米）假定：偶极矩分别为µ1和µ2两种极性分子、分子间距离为R，其相互作用能为：极性越大µ1、µ2越大、Ek越大、取向力越大R越大、Ek越小、取向力越小T越大、Ek越小、取向力越小它的范围：13~

4、21KJ/mole.g:PVC、PMMA、聚乙烯醇等分子作用力主要是静电力第4章高分子的聚集态结构62、诱导力：极性分子的永久偶极与它在其它分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力。一个极性分子在强度为F（c/m2）的电场中被极化为偶极矩为µ的偶极，µ和F成正比第4章高分子的聚集态结构7µ=a*Fa为极化度，m3极性分子周围存在分子电场，那么都要产生诱导偶极。因此、诱导力已存在于极性分子与非极性分子也存在于极性分子之间。对于偶极矩分别为µ1和µ2，分子极化率分别a1和a2，如果分子间距离为R，则其相互作用能为它的大小6~13KJ/mol第4

5、章高分子的聚集态结构83.色散力是分子瞬间偶极之间的相互作用。是一切分子中，电子在诸原字周围不停的旋转着，原子核也不停的振动着，在某一瞬间，分子的正负电荷中心不相重合，便产生了瞬间的偶极色散力存在于一切分子中，是范德华力最普遍的一种，它的作用能为:大小为：0.8-8.4kg/mol在非极性分子中分子间作用力主要是色散力。如：聚苯乙烯、聚丙稀第4章高分子的聚集态结构94、氢键极性强的X-H上的H与另一个原子上电负性很大的Y原子上的孤对电子相互吸引而形成的键。一个H只能与一个Y形成氢键，为使Y-H之间的相互作用力最强，要求孤对电子的对称轴尽

6、可能与X-H方向一致－方向性大小为：40KJ/mol第4章高分子的聚集态结构10范德华力它对物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度等物理化学性质有决定性的影响。第4章高分子的聚集态结构11第4章高分子的聚集态结构原因大小特点范德华力静电力极性分子具有永久偶极，永久偶极间静电相互作用。13～21KJ/mol没有方向性和饱和性诱导力极性分子周围存在分子电场，那么都要产生诱导偶极6~13KJ/mol色散力电子原子周围旋转着，原子核也不停的振动着，在某一瞬间，分子的正负电荷中心不相重合，便产生了瞬间的偶极。0.8～8.4kJ/

7、mol氢键极性强的X-H上的H与另一个原子上电负性很大的Y原子上的孤对电子相互吸引而形成的键。40KJ/mol一个H只能与一个Y形成氢键，为使Y-H之间的相互作用力最强，要求孤对电子的对称轴尽可能与X-H方向一致－方向性12以上各种分子间作用力共同起作用才使相同或不同分子聚集成聚合物；而聚合物的一些特性，如沸点、熔点、气化点、熔融热、溶解度、粘度和强度都受到分子间作用力的影响；因为分子间作用力与分子量有关，而高分子的分子量一般都很大，致使分子间的作用力的加和超过化学键的键能，所以一般聚合物不存在气态。所以我们不能用单一作用能来表示高分子

8、链间的相互作用能，而用宏观量：4.1.2内聚能密度内聚能内聚能密度第4章高分子的聚集态结构13内聚能（cohesiveenergy）：把1mol的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量。∆E=∆H