高分子物理第一章 高分子链的结构ppt课件.ppt

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1、高分子物理——第一章高分子链的结构(1)POLYMERCHAINSTRUCTURE要求掌握：1、高分子链近程结构和远程结构的主要内容，并能举例说明各自对性能的影响；2、构象、构型、柔顺性和链段等基本概念；3、影响柔顺性的因素有哪些?并能判断不同分子链间柔顺性的大小。要求理解：1、平衡态柔顺性的表征方法（θ状态测量法、几何算法和高斯统计法）及异同；2、自由联接链、等效自由联结链和高斯链异同要求了解：1、几何算法计算自由旋转链的末端距；2、高斯统计算法计算高斯链的假设、计算过程及几种末端距的结果。本章的主要内容是介绍链的近程结构和远程结构

2、。其中近程结构介绍了高分子链结构单元的化学组成、键接方式、立体构型、支化与交联和端基等内容；远程结构包括高分子的大小及柔顺性，着重介绍柔顺性的成因、影响因素和定量描述。性能结构决定高分子的结构指什么含有1000个碳原子组成的高分子链的结构示意图高分子的结构高分子链的结构（三次结构）高分子聚集态结构近程结构（一次结构）远程结构（二次结构）化学组成构型分子构造共聚物序列结构柔顺性大小近程结构：直接影响Tm、ρ、溶解性、粘度、粘附性。凝聚态结构：决定Polymer制品使用性能的主要因素。远程结构（小分子没有，大分子独有）：赋予高分子链柔性，

3、致使聚合物有高弹性。聚合物结构决定其性能：结构单元的化学组成高分子链的构型分子构造共聚物的连接序列一次结构结构单元的化学组成碳链高分子杂链高分子元素高分子结构单元主链侧链基团或取代基聚合度碳链高分子主链全部由碳原子以共价键连接而成，大多由加成反应得到特点：不溶于水，可塑性（可加工性）但耐热性差。杂链高分子元素高分子主链中不含有C，含有Si,P,Ti,Al等元素的高分子特点：具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。主链中除C，还有其他原子(O,S,N)以共价键连接而成，大多由缩聚或开环反应得到特点：具有极性，易水解、醇解，耐热性比较好

4、，强度高。可用作工程塑料。元素有机高分子无机高分子聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚氯乙烯（PVC）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）聚四氟乙烯（PTFE）聚酰胺（尼龙，锦纶）PA聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶）PET聚氨酯（PU）聚碳酸酯（PC）聚二甲基硅氧烷（硅橡胶）PDMS加入封端，以提高PET耐热性和控制分子量，以排除小分子来调节分子量。端基端基对polymer的力学性能没有影响，但对热稳定性影响最大，要提高耐热性，一般要对高分子链进行封端。高分子链的构型高聚物不同的异构体旋光异构几何异构键接异构旋光异构体（opticali

5、sometrism）正四面体的中心原子上4个取代基不对称而产生的异构体，这样的中心原子叫不对称原子。右旋（dextro）左旋（laevo）*CH3CHOHCOOH乳酸分子*聚合物中的不对称C原子是在聚合过程中形成的高分子中不关心具体的构型，只关心连接过程构型的异同全同立构（Isotactic）高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。分子链结构规整，可结晶。两种旋光异构单元交替键接而成。分子链结构规整，可结晶。间同立构（Syndiotactic）两种旋光异构单元无规键接而成。分子链结构不规整，不能结晶。无规立构（Atactic）全同立构等

6、同周期：沿分子主链方向空间结构重复最小距离0.254nm间同立构等规度：高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数。等同周期越小，规整性越强画出聚丙烯的旋光构型几何异构（顺反异构）由双键产生Cis-顺式Trans-反式顺式结构0.816nm等同周期聚1,4—丁二烯反式结构0.48nm聚1,4—丁二烯Cis-顺式：结晶困难　橡胶Trans-反式：结晶，Tm=148℃塑料聚1,4—丁二烯键接异构单烯类单体CH2＝CHX双烯类单体：CH2=CH-CH=CH21,2或者3,4加成1,4加成习题：讨论异戊二烯聚合可能产生哪些不同的构型，假定不考

7、虑键接结构分子构造(Architecture)：聚合物分子的形状1.线形高分子（linearpolymer）：分子长链可以蜷曲成团。线形的分子间没有化学建键结合，在受热或者受力的情况下分子间可以相互移动，因此线型高聚物可以在适当的溶剂中溶解，加热时可以熔融，易于加工成型。支化和交联高分子：缩聚过程中有3个或3个以上官能度的单体存在加聚过程中有自由基链转移发生双烯类单体中第二双键的活化2.支化高分子（branchingpolymer）：与线形高分子的化学性质相似，但物理机械性能不同，线形分子易于结晶，故密度，熔点，结晶度和硬度方面都高于

8、前者。支化破坏了分子的规整性，故结晶度大大降低。3.交联（networkpolymer）:高分子链之间通过支链连接成一个空间三维网状结构支化与交联的性能差异:支化的高分子可以溶解;交联的高分子不溶解,在交联度不大的情况下