ⅰ分子链的结构.PPTVIP

高分子材料 3 高分子化合物的结构特点 1）化学组成简单，分子结构有规律性：组成大分子的原子数目成千上万，但以C、H、O、N最为普遍，也有S、Cl、P、Si、F。 2）主要为共价键： 主链的元素大都以共价键相互连结； 极少数聚合物的主链含有配位键； 一些聚合物的分子侧基或侧链上有离子键或配位键。 3）分子量较大：不同聚合物，具备高分子特性所必需的分子量下限相去甚远。例如一般缩聚物在1万左右；而一般加聚物1万、有些100万。 4）分子形态多样化：绝大多数合成聚合物的大分子均为长链线型的 ，还有支链型、体型结构、星形等，同分异构体。 5）分子量的多分散性：一般聚合物实际上是由分子量大小不等的同系物组成的混合物。 低分子化合物有确定而均一的分子量。 例：H2O，18；CO2，44。 高分子化合物总是由不同大小的分子组成，这一现象称为高分子化合物的分子量的多分散性。 平均分子量具有统计概念。 平均分子量和分布宽窄（分散性大小）影响高聚物的物理、力学性能。 M越大，强度越高，硬度越高，但融熔粘度增大，流动性差。分散性大；熔融温度范围变宽，有利于加工成型，但抗撕裂性差。 生产中，通过控制产品的分子量大小和分布 情况，改善性能以满足不同的需要。 4 高分子化合物的性能特点 性能：聚合物分子量很大，因而具有与低分子同系物完全不同的物理性能。 如聚合物具有高软化点、高强度、高弹性、其溶液和熔体具有高粘度等性质。 乙烯与PE比较：气体固体 性能与结构相关：相同组成和分子量的高分子，如果结构形态不同，其性能有很大差异，如： 全同立构PP：结晶度高，熔点为160℃ 无规立构PP：结晶度低，熔点为75℃ 4 高分子化合物的性能特点 高性能：聚合物分子量很大，因而具有与低分子同系物完全不同的物理性能。 如聚合物具有高软化点、高强度、高弹性、其溶液和熔体具有高粘度等性质。 乙烯与PE比较：气体固体 性能与结构相关：相同组成和分子量的高分子，如果结构形态不同，其性能有很大差异，如： 全同立构PP：结晶度高，熔点为160℃ 无规立构PP：结晶度低，熔点为75℃ 高分子材料的应用 以塑料、纤维、橡胶、胶粘剂、涂料等形态广泛应用于日常生活、航空航天、医学、建筑、纺织等各领域。 日常生活：塑料袋、容器、农膜； 建筑：胶粘剂、涂料、洁具、给排水管、门窗； 航空航天：FRP零件、内饰、智能高聚物、隐身涂料 汽车工业：零件、内饰、轮胎、油漆； 医用：医疗、医药； 纺织工业：化学纤维； 体育娱乐：球、拍、艇、渔具、娱乐设施、赛车； 电子信息：计算机、集成线路板、液晶显示器、锂离子电池膜 1 高分子的分子结构 高聚物的性能是自身结构和分子运动的反映。 1）与低分子相比较 相似性：结构单元的化学组成相同或相似 →相近的结构特征和化学性质；如燃烧产物。 不同性：大的分子质量使高聚物 →特殊的结构特点。如构型、构象、结晶等。 3 高分子链的构型 构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。 这种排列是稳定的，要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。 类型：构型不同的异构体有： 1．旋光异构 2．几何异构 3．键接异构 第三节 3、结晶对高聚物性能的影响： （1）熔点、密度、刚性、硬度、耐热性、化学稳定性提高。 原因：聚集状态紧密，增强了分子间的作用力。 （2）弹性、断裂伸长率、冲击韧性降低。 高分子性能 一、高聚物力学性能与温度的关系 此类聚合物在恒定应力下的变形-温度曲线如图。 Tb：脆化温度； Tg：玻璃化温度； Tf ：粘流温度； Td：化学分解温度。 （一）线形非晶态高聚物的力学性能： Tg 温度 形变 玻璃态 粘流态 高弹态 Tf TbTTg 1. 玻璃态： ⅰ、特点：应力与应变成正比，符合虎克定律， 具有一定的刚度。 ⅱ、机理：大分子链整体不能运动，链段也不 能运动，仅做微弱的热振动。 ⅲ、塑料：室温下处于玻璃态的高聚物叫塑料。 例：聚氯乙烯：Tg=87℃ 聚苯乙烯：Tg=80℃ 有机玻璃：Tg=100℃ TgTTf 2. 高弹态： ⅰ、特点：a、可回复的弹性变形量高达100～1000%。 b、弹性模量小，一般100MPa,比普通弹性材料小 3～4数量级。 c、变形时生热，回弹时吸热。 ⅱ、机理：链段可绕主链上的单键进行内旋转运动， 但分子链之间不能运动。 ⅲ、橡胶：室温下处于高弹态的高聚物，叫