1 高分子链结构.ppt

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1、高分子物理高分子是由大量一种或几种较简单结构单元组成的大型分子，其中每一结构单元都包含几个连结在一起的原子，整个高分子所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万。1纤维素纤维（棉、麻、粘胶）结构单元：环氧葡萄糖分子式：(C6H10O5)n2蛋白质纤维（丝、毛）结构单元：氨基酸3合成纤维：丙纶（聚丙烯纤维PP）：CH2=CH-CH31.1.1高分子结构的内容：高分子结构按其研究单元的不同可以分成两类：第一类:高分子的链结构是研究一个分子链中原子或者原子团的排列。即分子内的结构。第二类

2、:高分子的聚集态结构。是研究单位体积内分子之间的几何排列。即分子之间的结构。第一章高分子链的结构第一节，高分子链结构的分类和特点链结构：近程结构和远程结构。近程结构：高分子重复单元的化学结构和立体结构。它是构成高分子聚合物最底层、最基本的结构。又称为高分子的一级结构。远程结构：由若干个重复单元组成的大分子的长度和形状。又称为二级结构。结构单元的化学组成结构单元的连接方式近程结构　　　支化与交联结构单元的连接序列结构单元的立体构型与空间排列分子的大小与形态远程结构　　　高分子链的柔顺性高分子的构象链结构晶态结构非晶态结构聚集态结构　　取向态结

3、构织态结构液晶态结构聚集态结构1.1.2高分子结构的主要特点：高分子的结构是非常复杂的，与低分子相比有如下几个特点：１）高分子链是由数目很大（103~105数量级）的结构单元所组成的。每一个结构单元相当于一个小分子，这些结构单元可以是一种（均聚物），也可以是几种（共聚物），它们以共价键相连接，形成线形分子、支化分子、网状分子等。２）一般高分子的主链都有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲而具有柔性。并由于分子的热运动，主链的形状可以不断改变。如果化学键不能作内旋转，或者结构单元有强烈的相互作用，则形成刚性链而具有一定的形状。３）高分子结构的不

4、均一性是一个显著的特点。高聚物的子量中具有统计平均的意义。即使是相同条件下的反应产物，各个分子的分子量、单体单元的键合顺序、空间构型的规整性、支化度、交联度以及共聚物的组成及序列结构等都存在着差异。４）大分子之间的相互作用力对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。大分子之间交联以后，即使是交联度非常小，高聚物的物理机械性能也会发生非常大的变化，主要是不溶解和不熔融。５）高分子的聚集态有晶态和非晶态之分，结晶与非结晶共存。但是高分子的晶态的有序程度要比小分子的有序程度差得多，存在许多缺陷；而高分子的非晶态却比小分子液态的有序程度高。这是因

5、为高分子长链是由结构单元通过化学键联接而成的，所以沿着主链方向的有序程度要比垂直于主链方向的有序程度高。特别是经过拉伸的高聚物材料更是如此。第二节　高分子链的近程结构1.2.1结构单元的化学组成1.2.2键接结构1.2.3支化与交联结构1.2.4共聚物的结构1.2.5结构单元的构型1.2.1结构单元的化学组成结构单元的化学组成直接影响聚合物的分子链形态和性质，差别在于侧基的不同。(1)碳链高分子:主链全为－C－C－如:PE(乙纶)、PP(丙纶)等，差别在于侧基的不同。－(CH2－CH2)n－Polyethylene(PE)－(CH2－CH)

6、n－Polypropylene(PP)CH3这一类高分子的特点:优点：（１）大多数都具有好的可塑性；（２）通常来讲加工成型比较容易；（３）原料来源比较丰富，成本低；缺点：（１）大多数都容易燃烧；（２）耐热性比较差；（３）容易老化；(2)杂链高分子：主链除碳原子以外，还有其他原子，如：氧、氮、硫等存在，同样以共价键相连接。由于主链是由两种以上的不同原子组成，所以称为杂链高分子。如：锦纶（聚酰胺）－[－NH－(CH2)6－O－]n－特点是耐热性和强度性能都比纯粹的碳链高聚物要高一些。但因主链带有极性，容易水解、醇解或者酸解。(3)元素有机高分

7、子：主链含Si、P、Se、Al、Ti等，但不含碳原子，而侧基为有机取代基，称为元素有机高分子。一般具有无机物的热稳定性和有机物的弹性与塑性。如：聚二甲基硅氧烷：CH3CH3R－(Si－O－Si－O)n－－(Ti－O－)n－CH3CH3R这一类高聚物耐热性能都比较好，但成本比较高。(4)无机高分子：这种高分子主链上不含碳原子，也不含有机取代基，是纯粹由其他元素组成的高分子。如：二氧化硅、聚二硫化硅、聚二氯一氮化磷、等。SSClSiSiSS－(P=N)－Cl聚二硫化硅　　　　聚二氯一氮化磷(5)梯形和双螺旋形高分子：这类高分子的

8、主链不是一条单链，而是一条象“梯子”和“双股螺旋”的结构。如：聚丙烯腈在氮气的保护下和绝氧的条件下进行加热可以发生芳构化而形成梯形高分子。1.2.2键接结构:键接结构是指结构单元