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《高分子科学基础 教学课件 作者 梁晖 卢江 主编第二章 聚合物的结构.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第二章聚合物的结构高分子科学基础2.1聚合物的分子链结构聚合物的分子链结构包括单体单元的化学组成、连接方式、立体构型、分子链形态（线形、支化、交联等）、分子链构象以及分子链大小（分子量）。聚合物的性能与聚合物的结构密切相关。聚合物是由许多单个聚合物分子堆砌而成的，因而其结构有两方面的含义：（1）单个聚合物分子的分子链结构；（2）许多聚合物分子链堆砌在一起表现出来的聚集态结构。2.1聚合物的分子链结构即使化学组成相同的聚合物分子，也可能由于其分子链结构的不同，聚合物的性能和应用亦不同。2.1.1单体单元的连接方式首(头)-尾连接首-首连接尾-尾连接对于结构不对称的单体
2、，其单体单元在高分子链中的连接方式可有三种基本方式。以单取代乙烯基单体CH2=CHX为例，其单体单元结构如下：首(头)尾单体单元连接方式可有如下三种：2.1聚合物的分子链结构若高分子重复结构单元中含有手性C*原子,则其立体构型可有D型和L型，根据相邻重复结构单元中手性C*原子立体构型的不同，其连接方式可有如下三种：（以聚丙烯为例）（1）全同立构高分子（isotacticpolymer)：任何两相邻重复结构单元中C*的立体构型相同，全部为D型或L型,即DDDDDDDDDD或LLLLLLLLLLL；2.1.2高分子的立体异构2.1聚合物的分子链结构（2）间同立构高分子（
3、syndiotacticpolymer)：主链上相邻重复结构单元中C*的立体构型互不相同,即D型与L型相间连接，LDLDLDLDLDLDLD；立构规整性高分子（tacticpolymer):C*的立体构型有规则连接。2.1聚合物的分子链结构2.1聚合物的分子链结构（3）无规立构高分子（atacticpolymer)：主链上相邻重复结构单元中C*的立体构型是随机的，紊乱无规则连接。2.1.3共轭双烯聚合物的分子结构共轭双烯单体聚合时可形成结构不同的单体单元，如最简单的共轭双烯丁二烯可形成三种不同的单体单元：1,2-加成结构反式1,4-加成结构顺式1,4-加成结构丁二烯
4、：CH2=CHCH=CH22.1聚合物的分子链结构其中1,2-加成结构又存在1,2-全同立构、1,2-间同立构和1,2-无规立构。2.1聚合物的分子链结构3,4-加成1,2-加成反式1,4-加成顺式1,4-加成而异戊二烯则可形成四种不同的单体单元：异戊二烯:线形高分子环状高分子支化高分子：分子链为一维结构，只向两端伸展，不含分支：线形高分子链首尾连接成环状：主链上至少含有一个支化点2.1.4聚合物分子链的形态2.1聚合物的分子链结构梳形高分子梯形高分子星形高分子：支化高分子的一种，主链只含三功能支化点（带三条支链），且支链为线形分子链：支化高分子的一种，只含一个支化
5、点，带多条线形分子链（臂）：为双股高分子，由不间断的环组成，相邻的环含有两个或两个以上的共同原子2.1聚合物的分子链结构网状高分子体型高分子：多条分子链相互连接成网状，为二维高分子：多条分子链相互连接成三维高分子2.1聚合物的分子链结构聚合物由许多单个聚合物分子所组成，化学组成相同的同种聚合物中，所含聚合物分子的聚合度也可能各不相同，很多情况下，聚合物是由聚合度不同的聚合物分子所组成的混合物，这种同种聚合物分子大小不一的特征称为聚合物的多分散性。I.聚合物的多分散性2.1聚合物的分子链结构2.1.5聚合物分子链的大小及其多分散性聚合物分子链的大小可用分子量或聚合度来
6、描述。但聚合物的分子量与小分子化合物分子量的特性不同。2.1聚合物的分子链结构由于聚合物具有多分散性，因此不能用其中某单个聚合物分子的分子量（聚合度）来表征该种聚合物分子的大小。通常所讲的聚合物的分子量（聚合度）是一个统计平均值，叫平均分子量（聚合度）。II.平均分子量（聚合度）平均分子量的统计可有多种标准，其中最常见的是重均分子量和数均分子量。2.1聚合物的分子链结构假设某一聚合物样品中所含聚合物分子总数为n摩尔，总质量为w，其中，分子量为Mi的分子有ni摩尔，所占分子总数的数量分数为Ni，则Ni=ni/n，其质量为wi=niMi，其质量分数为Wi=wi/w，∑n
7、i=n,∑wi=w,∑Ni=1,∑Wi=1。数均分子量∑niMi聚合物的总质量Mn=∑NiMi==w/n=∑ni聚合物分子的物质的量按分子数统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子的数量分数Ni与其分子量Mi乘积的总和,以Mn来表示。2.1聚合物的分子链结构数均聚合度定义为聚合物中聚合度为Xi的分子的数量分数Ni与其聚合度Xi乘积的总和,以Xn来表示。重均分子量与重均聚合度按质量统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子所占的质量分数Wi与其分子量Mi的乘积的总和。以Mw表示。∑wiMi∑niMi2Mw=∑WiMi==∑wi∑niMiWi=wi/w，wi=ni
