第二章 高分子物理.ppt

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1、第一章高分子链的结构结构研究的目的在于：②在①的基础上，一是指导我们正确的选择和使用高分子材料，如对力学性能要求不太高可选通用材料，而对力学性能要求高的场合可选用工程塑料等。二是设计并合成具有指定性能和指定结构的高聚物—称之为“分子设计”。三是在进一步对聚集态结构进行控制从而制备具有指定性能的高分子材料—称之为材料设计。①了解结构对于材料性能的影响1、高分子结构的主要特点⑵高分子链具有一定的柔性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，但如果化学键不能内旋转则形成的刚性链具有一定的形状。⑴结构复杂高分子是由很大数目（103—105）的结构单

2、元所组成。每一结构单元相当于一个小分子，这些结构可以是一种（形成均聚物）也可以是几种（形成共聚物），结构单元靠共价键连接。形状可以是线型、支化、星形、交联等⑶高分子结构的不均一性即使在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、空间构型的规整度、支化度、交联度以及共聚物的组成等都存在着或多或少的差异。⑷高分子的聚集态结构的晶态与非晶态之分高聚物的晶态比小分子晶态的有序程度差很多，但是高聚物的非晶态却比小分子液态的有序程度高。2、高分子结构的内容一级结构——近程结构二级结构——远程结构（主要指分子的形态）三级结构——聚集态结构（不包括织态结构)，

3、描述分子与分子间是如何相互排列堆砌的晶态结构非晶态结构取向态结构织态结构高聚物结构高分子聚集态结构高分子链结构高分子链近程结构高分子链远程结构结构单元的化学组成结构单元的键接方式结构单元的立体构型与空间结构支化与交联共聚物中结构单元的序列分布高分子的大小高分子的形态高分子的二级结构和三级结构见图1-1所示：第一节高分子链的近程结构1、结构单元的化学组成一般合成高分子是有单体通过聚合反应连接而成的链状分子，称为高分子链，高分子链中的重复结构单元的数目称为聚合度。高分子链的化学组成不同，聚合物的化学与物理性能也不同。根据构成高分子主链的原子不同，可以把高分子分成下

4、列几类：碳链高分子它的主链上的全部元素均由碳原子以共价键连接而组成。这类大分子大多由加聚反应制得。如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯．聚氯乙烯等通用塑科都是碳链高分子，它们的结构差别仅在于侧基不同，主链是完全一样的。杂链高分子它们是主链上除了碳原于外，还含有氧、氮、硫等其它元素以共价键结合而形成的高分子化合物。这类高分子主要由缩合聚合和开环聚合反应得到。例如聚酯类和聚醚类聚合物主链含有氧原子，聚酰胺类高分子主链台有氮原子，聚矾类高分子主链含有硫原于。杂链聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性，易水解，醇解或酸解。这类聚合物主要用作工程塑料。例如：元素有机高分

5、子它们是由碳以外的其它元素以共价键结合形成主链的高分子化合物。已知的如硅、硼、磷、铝、等同氧组成的分子链，磷和氮组成的分子链，全硅分子链等。这类聚合物如在侧基上含有有机基团，就称为元素有机高分子，例如：梯型和双螺旋型高分子这类高分子一般主链是杂链，把它单独作为一类是因为它的分子构成有独特结构：主链由两条分子链平行排列而形成。两条链之间由一系列化学键相连接即成梯形分子，而以双股螺旋的形式排列在一起即为双螺旋型高分子。例如聚丙烯晴纤维在惰气中受热发生芳构化而形成的聚合物：这类聚合物的特点：热稳定性好，因为受热时链不易被打断，即使几个链断了，只要不在同一个梯格中不会

6、降低分子量。键接结构是指结构单元在高分子链中的连接方式，它是影响性能的重要因素之一。键接结构是指单体在形成高分子链时因其相互键接而造成的各基团之间的相对位置。具有对称性结构的单体单元不会引起键接结构的差别，通常的缩聚反应和乙烯的加聚反应都形成单一的键接结构。但结构不对称的单体在聚合时因键接方式不同可导致结构单元的各基团有不同的位置关系。2、结构单元的键接结构ⅰ）单稀类单体单稀类单体(CH2=CHR)在聚合过程中可能的键接方式有头—头（尾—尾）接和头—尾接两种，当然也有可能是两种方式同时出现的无规键接。头—尾接头—头（尾—尾）接许多实验表明：在自由基或离子型聚合

7、的产物中，大多数是头—尾键接的。同时，改变聚合条件能有效的控制聚合物的键接结构，如离子型聚合得到的聚合物比自由基聚合产物具有更有规的头—尾键接结构。Note:这种由结构单元间的联系方式不同所产生的异构体称为顺序异构体。ⅱ）双烯类聚合物共扼双烯类单体发生加聚反应的键接结构同加成方式有关。结构对称的丁二稀CH2=CH-CH=CH2的聚合有1，2—加聚和1，4—加聚两种方式，前者的双键在侧基上。而后者使主链含有双键。对于1，2—加聚和3，4—加聚，可能有头—尾和头—头等不同的键接方式；对于1，4—加聚，又有顺式和反式等各种构型。一般高分子都是线型的，分子长链可以蜷曲

8、成团，也可以伸展成直线，这取决于分子本