5 聚合物结构.ppt

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1、5聚合物的结构11高分子化学领域的研究目标：创造新物质及提高已有物质的性能。高分子化学具体的研究思路：研究高分子化合物的分子设计及合成；研究高分子合成、改性的新聚合反应、新聚合方法；22高分子物理高分子的表征高分子化合物的物理性质高分子化合物结构与性能之间的关系3高分子工程学高分子的生产工艺高分子产品的成型3高分子科学把合成、结构、性能和应用这四方面的研究用“四角关系”表示：合成结构应用性能4高分子科学的发展方向（1）对重要通用高分子的改进，提高其使用性能和附加值。化学共聚、交联、大分子基团反应物理共混、增强、

2、增塑、复合差别化高分子复合材料5（2）高性能、功能高分子研究耐热高分子材料：碳纤维、氟高分子、高强高模：聚乙烯功能高分子：光致导电、光致变色仿生高分子：人体胚器6（3）高分子应用基础和基础理论的研究改性方法聚合反应引发体系聚合理论、反应机理、聚合方法新类型聚合物合成高分子设计理论75.1高分子的层次结构一、高分子的化学结构（一次结构）：一次结构的研究仅限于一个大分子内一个结构单元和几个结构单元之间的关系，所以也称为近程结构高分子化学结构的多重性，包括：1、结构单元的连接形式2、立体异构3、顺反式结构4、支链5、

3、交联单个大分子的结构单元81、结构单元的连接形式聚合物的序列结构：指聚合物大分子结构单元的连接方式。乙烯基聚合物主要是头-尾连接，少量头-头和尾-尾。例如：聚丙烯（CH2-CH）nCH39头—头头—尾尾—尾102、立体异构大分子结构单元内的取代基可能有不同的排列方式，形成立体异构。包括:等规（全同）间规（间同）无规立构。11123、顺反式结构主链中含有不饱和键时，可以出现顺式和反式结构。顺式1，4-聚丁二烯（橡胶）反式1，4-聚丁二烯（塑料）134、支链（branchedchain）——支化高分子（接枝高聚物）

4、长支链、短支链、树枝支链LDPE（低密度聚乙烯）比HDPE（高密度聚乙烯）的大分子链含有较多的支链。14155、交联（crosslinking）高分子链之间通过支链连接成一个三维网状体型分子称为交联结构。16二、高分子的二次和三次结构高分子主链中常有单键，如（C-C单键），单键的旋转使高分子链的构象发生变化，当完全伸展时为锯齿状，也可以是无规缠结的柔软线团、折叠链或螺旋状等。主要指单个分子链的构象结构（单个高分子在空间的几何形状）称为二次结构——远程结构。包括高分子的大小（相对分子质量及相对分子质量分布）17高

5、分子链之间堆聚在一起可以有许多形式，可以是完全无规的无定形结构，也可以是有规的结晶，甚至二重螺旋结构，更多的为半结晶结构。高分子的聚集态结构称为三次（级）结构——聚集态结构（它强烈的受二次结构的影响）1819高聚物结构的特点（与小分子相比）①高分子的链式结构：高分子是由很大数目（103—105数量级）的结构单元组成的。②高分子链的柔顺性：高分子链的内旋转，产生非常多的构象（如：DP=100的PE，构象数1094），可以使主链弯曲而具有柔性。③高分子结构具有多分散性，不均一性。④高分子聚集态结构的复杂性：晶态、非

6、晶态、取向态；折叠链晶、伸直链晶等。其聚集态结构对高分子材料的物理性能有很重要的影响。20小结层次结构：一次结构——近程结构二次结构——远程结构三次结构——聚集态结构21蛋白质大分子空间结构示意图22二级结构三级结构二级结构23相对分子质量及相对分子质量分布：高分子的相对分子质量很大，而且每一个大分子中结构单元数都是不同的，这就是高分子的一大特点，相对分子质量具有多分散性。讨论一个高分子的相对分子质量是无意义的，它是建立在统计学基础上的，所以讨论某种聚合物的平均相对分子质量才有意义5.2高分子的二次结构回顾2

7、4相对分子质量分布宽的，表示分子大小很不均一，相对分子质量分布窄的，表示分子大小较均一。它表明了聚合物同系物中各个组分的相对含量与相对分子质量的关系它可以说明高分子的平均大小，还说明分子的分散程度相对分子质量微分分布曲线25高分子是由无数个C—C原子通过共价单键连接而成的一个长链结构。一般来说它的直径为零点几个纳米，而长度为几百至几万纳米。这样长的链可以比拟成一根直径为lmm，长度为几十米的钢丝，如果它的两端不被施加外力，就很难保持成直线形状，一定要卷曲成团。一、柔(顺）性26高分子链能以不同程度卷曲的特性称为

8、柔性。高分子无规线团的形态示意图a无规线团b含支链高分子的柔性是高聚物特有的属性，柔性是橡胶弹性的根本，也是决定分子形态的主要原因，柔性对高聚物的力学性能有很大的影响。27高分子之所以具有柔性，根本原因是高分子链能够绕单键内旋转。C—C单键内旋转示意C—C单键是由σ电子组成的σ键，其电子云分布是轴向对称的二、内旋转28C—C单键的内旋转引起原子在空间位置上的变化，使分子在空间处于各种不