第1章 高分子链的结构ppt课件.ppt

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1、第1章高分子链的结构齐齐哈尔大学材料科学与工程学院高分子材料与工程系高分子链的结构是指单个高分子的结构和形态化学组成单体单元键合近程结构单个高分子链的键接（交联与支化）单体单元主体构型（空间排列）高分子链结构高分子的大小（分子量）远程结构高分子的形态（构象）晶态（Crystalline）非晶态（Non—crystalline）高分子聚集态结构取向态（orientatim）液晶态（Liquidcrystals）织态（texture）1.1组成和构造（一次结构or近程结构）——高分子的基本微观结构(1).聚合物分子链的组成

2、——组成(2).结构单元的键接方式——构型(3).共聚组成及序列分布——组成+构型(4).线型、支化和交联———构造(5).取代基空间排列方式——构型􀁺高分子的近程结构属于化学结构范畴，它对聚合物的基本性能具有决定性的影响，近程结构一旦确定，聚合物的基本性能也就随之确定。1.1.1结构单元的化学组成主链主要由碳、氧、硅、氮、硫等原子组成1、碳链高分子：主链由C原子以共价键连接~~~~~~C-C-C-C-C-C-C-C~~~~~~~一般可塑性较好，化学性质稳定，但强度一般，耐热性较差，可作为通用高分子使用。例：PE、PS

3、、PP、PVC等2.杂链高分子：主链由二种或更多原子以共价键连接，主要是C、O、N、S等原子~~~~~C-C-O-（N，S，Si…）-C~~~相对于碳链聚合物，耐热性和机械强度明显提高，但化学稳定性较差。芳香族杂链聚合物可做工程塑料使用例：尼龙6、尼龙66、PET等3.元素有机高分子：主链中含有Si、P、B等无机元素的高分子链~~~~~Si-（B，P，Al，Ti，)~~~~大分子主链上没有碳原子，侧基上具有有机基团。该类聚合物具有较好的可塑性和弹性，还具有优异的耐热性，可以在一些特殊场合使用，但强度较低，脆性大。例：聚

4、二甲基硅氧烷4.无机高分子大分子链（主链和侧基）完全由无机元素组成，没有碳原子。无机高分子一般具有极好的耐热性，强度低。例：氯化磷腈分子链的端基􀁺------分子链的端基主要影响聚合物热稳定性，因为聚合物的降解一般从分子链的端基开始。例1：聚甲醛（POM）的端羟基受热后容易分解释放出甲醛，所以聚甲醛合成需要用乙酸酐进行酯化封端，从而消除端羟基，提高热稳定性。􀁺例2：聚碳酸酯（PC）的端羟基和酰氯端基都可以促使聚碳酸酯在高温下降解。如果用苯酚进行封端则可以明显提高PC的耐热性。具有不同化学结构的聚合物应用举例应用最广泛的

5、高分子材料：PE、PP、PS聚乙烯PE化学结构相同构造不同的PE性能比较􀁺PE：高密度HDPE（低压LPPE）低密度LDPE（高压HPPE）交联PE•Ultra-highmolecularweightpolyethylene–UHMWPE超高分子量聚乙烯聚丙烯PP聚苯乙烯PS聚氯乙烯PVC聚甲基丙烯酸甲酯PMMA水族馆的PMMA幕墙聚四氟乙烯PTEF（商品名特氟纶Teflon）聚丙烯腈PAN碳纤维（梯形结构）梯形结构聚丙烯晴纤维加热时，升温过程中环化，芳构化形成（进一步升温可得碳纤维），可作为耐高温高聚物的增强填料。碳

6、纤维电热服碳纤维宝马车顶荷兰碳纤维桥聚对苯二甲酸乙二酯PET聚已二酰已二胺PA66（尼龙66）聚已内酰胺PA6（尼龙6）关于尼龙的发明者CarothersWallaceHumeCarothers(1896-1937)DuPond公司科学家聚碳酸酯PC聚苯醚PPO+=聚酰亚胺PI电热膜聚二甲基硅氧烷聚异戊二烯PIP聚丁二烯PB—[—CH2—CH=CH—CH2—]n—聚异丁烯PIB（丁基橡胶）1.1.2高分子链的构型（Configuration）1.定义：构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。􀁺2.特性：要改

7、变构型，必须经过化学链的断裂和重组。􀁺3.构型不同的异构有：旋光异构几何异构键接异构1.1.2.1旋光异构以乳酸分子为例，回忆有机化学中关于不对称C（手性C）的基本概念􀂋♦不对称C﹡原子：有机物中C原子，以四个共价键与四个原子或基团相连，形成一个四面体，四个基团位于四面体的顶点，C原子位于中心，当四个基团都不相同时，该C原子称为不对称C﹡原子。◆旋光异构体：具有不对称C﹡原子的这种有机物，能构成互为镜象的两种异构体，表现出不同的旋光性，称为旋光异构体◆高分子中的C﹡：结构单元为：—CH2—C﹡HR—由于C﹡两端的链节不

8、完全相同，C﹡是不对称碳原子，这样每个链节就有两种旋光异构体，三种键接方式。高分子中的C﹡及旋光异构体高分子链全部由一种旋光异构单元键接而成高分子链由两种旋光异构单元交替键接而成高分子链由两种旋光异构单元无规键接而成全同与间同聚丙烯的构型※注意一、等规聚合物：指全同立构和间同立构的高分子二、等规度：是指聚合物中全同立