金属液态成型第九篇 聚合物的力学性能.pdfVIP

第 九 章 聚合物材料的力学性能 第一节 聚合物材料的结构 ★ 概述 ★ 高分子链的近程结构－构型 ★ 高分子链的远程结构－构象 ★ 聚合物聚集态结构－晶态·非晶态及取向 ◆ 聚合物定义 －相对分子质量大于10000以上的有 机化合物称为高分子材料，它是由许 多小分子聚合而得到的，故又称为聚 合物或高聚物。 ◆聚合物的结合键 －聚合物的原子之间由共价键结合， 称为主价键；而分子之间由范德瓦尔 键连接，称为次价键。分子间次价键 力之和远远超过单个分子中原子间主 价键的结合力，因此，聚合物在拉伸 时常常先发生原子键的断裂，而不是 分子链之间的滑脱。这是聚合物具有 较高强度，并可以作为结构材料使用 的根本原因。 聚合度： 聚合度： 聚合物的小分子化合物称为单体，组成聚 合物长链的基本结构单元则称为链节。例 如，聚乙烯的单体为乙烯(CH ＝CH)，其 2 2 链节为—CH —CH — 。聚合物长链的重复 2 2 链节数目，称为聚合度 。 天然聚合物： 天然聚合物： 天然的聚合物有木材、橡胶、黄麻、棉 花、丝、毛、发和角等。 聚合物的结构与性能 聚合物的结构与性能 聚合物的性能主要取决于其巨型分子的组 成与结构。聚合物的结构是多层次的，包括高 分子链的近程结构、远程结构、聚集态结构和 织态结构、液晶结构。 一、高分子链的近程结构——构型 高分子链的近程结构是指 由化学键所固定的几何形状， 即指高分子链的化学组成、键 接方式和立体构型等。 由一种结构单体合成的聚 合物称为均聚物。均聚物中的 分子链之间若不发生联接，则 为线型均聚物或支链型均聚物 ，低密度聚乙烯分子链及支化( 指高分子长链上有一些长短不 一的支链) 。 图9— l 低密度聚 乙烯分子链及支化 若分子链由化学键联接，则为交联均聚 物或网络型均聚物 (三维交联分子链)(图9—2)。 图9— 2 聚合物的三种典型结构 a)线状非交联的纤维分子 b)三维交联的分子链 c)部分晶化非交联分子链的配置 二、高分子链的远程结构——构象 高分子链的 远程结构是指一 根巨分子长链在 空间的排布形 象，称为巨分子 链的构象。 图9—4 单键内旋转示意图 实 际 聚 合 物巨分子链 的构象除呈 无规则线团 链 外，还可 以呈伸展链、 折叠链、螺 旋链 等构象。 图9— 5 单个高分子的几种构象示意图 三、聚合物聚集态结构—— 晶态、非晶态及取向 聚合物的聚集态结构包括晶态结构、非晶 态结构及取向。