高分子物理部分(print).doc

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1、高分子物理部分第八章聚合物结构8.1聚合物的多层结构分类近程结构结构单元的化学组成(C,N,O,Si,S,H)结构单元的键合(方式:头-头,头-尾；序列分布)链结构结构单元的立体构型(全同、间同；顺、反)链的键合(线形,支链,星形,交联,体型)聚合物结构远程结构分子量及其分布大分子构象(锯齿链、螺旋链*、无规线团)聚集态结构晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构、织态结构螺旋结构表示方法：31——一个等同周期中沿螺旋轴旋转一周有三个结构单元。如：PPPB72——一个等同周期中沿螺旋轴旋转二周有七个结构单元。如：聚-4-甲基-1-戊烯；PTFE41——一个等同周期中沿螺旋轴旋

2、转一周有四个结构单元。如：聚-4-甲基-1-丁烯8.2聚集态结构8.2.1分子间的作用力范德华力：⑴静电力(永久偶极间)m=q·r；⑵诱导力(永久偶极和诱导偶极间)m=a·F；⑶色散力(瞬间偶极间)；(4)氢键：内聚能——把一摩尔液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需的能量。△E=△Hn-P△V=△Hn-RT内聚能密度(CED)——单位体积的内聚能线形高聚物的内聚能密度：聚合物PEPIBNRPBPSPMMAPVAcPVCPETPA-66PANCED/260272281276306348368381477775992MJ/m3橡胶<280塑料400<纤维8.2.2.1晶态结构物质

3、内部的质点在三维空间成现周期性重复排列的物质状态称作晶体。Ⅰ晶胞结构由X-射线衍射测定：晶胞边长(a,b,c)；晶轴夹角(a,b,g)Ⅱ聚合物的结晶形态⑴单晶—具有规则几何外形的薄片状晶体。厚度10nm左右，长宽为几到几十mm。一般在浓度千分之一以下的极稀溶液中缓慢结晶时生成。⑵球晶—外观成球状，由许多径向生长的片晶形成的多晶聚集体。从浓溶液中或从熔体中冷却结晶时得到。(3)纤维晶和串晶在搅拌、拉伸或剪切应力作用下可形成纤维状的晶体。长度大大超过分子链的实际长度。有时片晶复合到纤维晶周围，形成串晶。(4)伸展链晶：聚合物在非常高的压力下形成的结晶，可以得到分子链完全伸展的片状晶体

4、。（分子链不折叠）Ⅲ结晶度——结晶部分占聚合物的分率(体积分率XCV；质量分率XCW)r=Xcvrc+(1-Xcv)raXcv=(r-ra)/(rc-ra)Xcw=(rc/r)Xcv测定方法：密度法；X-射线衍射法；IR8.2.2.2非晶态结构8.2.2.3取向态结构取向态——在某外场(拉伸应力或剪切应力)作用下，高分子链、链段、微晶沿外场有序排列。取向特点：各向异性取向分类：单轴取向绳，双轴取向膜，解取向——取向态自发趋向无序化的过程。取向态是热力学的非平衡态，取向后，温度骤降至Tg以下。8.2.2.4液晶态结构液晶态——物质在熔融或溶液状态下形成的有序流体液晶态分类：近晶型、

5、向列型、胆淄型液晶的特性及应用：流动性：纺丝：高浓低粘、经凝固液时在高温下拉伸取向(获得强度)，之后短时喷蒸汽解取向(获得弹性)。记忆功能：液晶显示：向列型液晶薄膜/导电玻璃板，加电压则不透明测温度检测痕量物质的存在8.2.2.5高聚物织态结构高聚物的高次结构或称多相交织结构。(1)高分子合金的织态结构高分子混合时，DG=DH-TDSDH——混合热>0DS——混合熵>0(小)DG>0P1、P2热力学不相容，达不到分子水平的混合，宏观上呈均相，亚微观呈非均相。(2)高分子——填充剂的织态结构填充剂/P称复合材料加入填充剂的目的：增强、耐磨，橡胶中加炭黑补强，(活性填料)降低成本，（

6、降低强度：惰性填料）赋予材料特殊性：导电、阻燃等复合材料的性质取决于：各组分的性质；填充粒子的形态；粒子大小、比表面积、粒度分布；粒子聚集状态和分散程度；聚合物与粒子界面状态(3)聚合物发泡体系的织态结构PVC、PE、PS、PU、UF性能：绝热、隔音、防震泡沫塑料：开孔：吸音、缓冲闭孔：低导热、吸水性小。第九章聚合物的力学状态及转变P结构®¬性能，决定结构与性能关系的内在因素是分子运动，分子运动方式不同，力学状态不同，因而性能不同。9.1高分子热运动的特点9.1.1运动单元的多重性高分子的结构是多层次的，不同的高分子的主链结构或侧基之间存在差别，高分子链可以是线链、支链或网链，分

7、子量具有多分散性，还可能形成非晶，结晶、取向、共混等不同的聚集态结构。使高分子的分子运动单元具有多重性可概括为以下几个方面。晶区运动指结晶性高分子晶区的局部松弛、折叠链的呼吸运动、晶型转变，晶区缺陷运动等。侧基运动如侧基相对主链的摆动，转动以及侧基自身的内旋转等运动。链节运动指高分子主链上的几个化学键的协同运动、杂链高分子的杂链节运动等。链段运动指众多个链节的协同运动，即高分子链的—部分相对于其它部分的运动。整链运动指高分子各部分链段的协同运动，使高分子链作为一个整体发生质心的位