聚合物结构与性能1.ppt

教材： 《聚合物的结构和性能》马德柱 等编，科学出版社，1999年，第二版 参考书： 《高分子物理》何曼君 等编，复旦大学出版社，1990年修订版 《高聚物的结构与性能》，陈平、唐传林 编，化学工业出版社，2005年7月，第一版 《高分子物理》刘凤岐、汤心颐编，高等教育出版社，2004年第二版 绪论 一、高聚物的基本概念 1. 高分子化学这门科学是从有机化学发展起来的，迄今，绝大多数高聚物都是有机高聚物，可简单地以高分子链的组成分类入下 绪论 高聚物以链命名，是由于它们的分子是长链结构的，称为分子链。 若分子链是以化学结构相同的重复单元（也称链节）连接而成的，称为均聚物。 若分子链由2种或2种以上的结构单元组成的，称为共聚物。（缩聚物例外） 化学结构相同的链节可以有不同的异构体。 第一章 高分子链的近程结构 高分子物理的基本内容是研究高聚物结构与性能间的关系。 性能取决于结构。 为了合成具有指定性能的高分子材料，人们总是从化学结构开始设想。为了改进高分子材料的某种性能，人们也总是首先从改变其结构入手。 无数的事实表明，人们无时无刻不在利用高聚物结构与性能间的关系，根据需要选择高分子材料，改性高分子材料，创造高新的高分子材料。 高聚物结构与性能间的关系是高分子材料设计的基础，同时也是确定高分子材料加工成型工艺的依据。 高分子结构特点： 链式结构：分子量大、结构单元多、彼此以共价键连接、结构具有多样性。 链的柔顺性：由?单键键而成的高分子主链一般都有一定的内旋转自由度，结构单元的相对转动使得分子链呈卷曲状，这种现象称为高分子链的柔性。由内旋转而形成的原子空间排布称为构象。 不均一性（多分散性）：包括分子量分布、结构单元的键合顺序、空间构型的规整性、支化度、交联度、共聚物的组成和序列结构等的不均一性。 高分子结构特点： 聚集态结构的复杂性： 高分子链依靠分子内和分子间的范德华相互作用堆砌在一起，可呈现晶态和非晶态。 高聚物的晶态比小分子的晶态有序程度差得多，但高聚物的非晶态却比小分子物质的液态的有序程度高。 高分子链具有特征的堆砌方式，分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的，还可以形成某种螺旋状结构。 如果高分子链由两种以上不同的结构单元所组成，那么化学结构不同的高分子链的链段由于相容性的不同，可形成多种多样的微相结构。 聚集态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素。 高分子结构特点： 交联网状结构：高分子链之间以化学键相互连接而成的高分子网络，是橡胶弹性体或热固性聚合物材料所特有的，它即不能被溶剂所溶解，也不能通过加热使其熔融。 显然交联程度对这类材料的力学性能有重要影响。 化学组成 单体单元的键合（键合方式、序列） 近程结构 高分子的构型（结构单元空间排列）  单个高分子链的键接（交联与支化） 高分子链结构  高分子的大小（分子量及其分布） 远程结构 高分子链的尺寸（末端距、旋转半径） 高分子的形态（构象、柔性、刚性） 晶态（Crystalline） 非晶态（Non—crystalline） 高分子聚集态结构 取向态（Orientation） 液晶态（Liquid crystals）  织态（Texture） 第二节 高分子内和高分子间的相互作用 物质的结构是指物质的组成单元（原子或分子）之间在相互吸引和排斥作用达到平衡时的空间排布。因此，为了认识高聚物的结构，首先应了解高聚物分子内和分子间的相互作用。 2-1 化学键 构成分子的原子间的作用力有吸引力和排斥力，吸引力是形成分子的结合力，叫主价键