理学高分子物理绪论.pptxVIP

第1页/共81页?高分子物理研究的内容 研究聚合物的微观结构； 研究聚合物的宏观性能； 研究聚合物的分子运动； 通过上述研究，阐明聚合物结构与性能之间的内在关系，发现其基本规律，从而为高分子材料的合成、成型加工、性能检测和材料应用提供理论和实验依据。第2页/共81页聚合物结构的特点具有长链状大分子结构；结构不均一性——分子量不均一性、共聚组成的不均一性、结构单元连接顺序、空间构型不均一性……；分子链的柔顺性——大部分高分子链具有一定的内旋转自由度，导致大分子链卷曲并且空间形态多变，表现出一定的柔性；分子链之间的排列堆积可以形成多种凝聚态结构——结晶结构、非晶结构……；第3页/共81页聚合物性能的特点可塑性、成纤性、成膜性——容易成型加工；刚性、韧性——可作为结构材料使用；高弹性、粘弹性——弹性体和特殊材料；化学稳定性——耐腐蚀材料；优良的隔热和绝缘性能——绝缘和保温材料；有限的使用温度范围——耐热性差；有限的使用寿命——容易老化；第4页/共81页结构与性能关系的纽带——分子运动 聚合物微观结构的特点通过分子运动在宏观性能上表现出来。 由于聚合物结构的复杂性和不均匀性，聚合物分子运动的形式是多种多样的。当聚合物的结构不同、所处的环境不同时，它所具有的运动方式也不相同，因此表现出的宏观性能也就不同。 通过研究聚合物的分子运动，可以了解并且建立聚合物的微观结构与其宏观性能之间的关系。第5页/共81页高分子物理在高分子科学中的作用和地位聚合物合成聚合物成型和应用聚合物结构与性能的关系高分子物理 高分子物理在高分子科学和工程的各个学科都起着非常重要的作用，它是高分子设计和聚合物材料设计的重要基础。第6页/共81页如何学习高分子物理具有比较扎实的理论基础具有学好高分子物理的强烈愿望和决心养成良好的学习习惯准确掌握基本概念，学会分析和推理第7页/共81页课程说明1、教材与参考书（1）《高分子物理》——金日光教授主编，化工出版社（2）《高分子物理》——何曼君教授主编，复旦大学出版社；（3）《高分子科学教程》——韩哲文教授主编，上海华东理工大学出版社；2、授课方法 课堂教学为主，自学为辅；第8页/共81页课程说明3、答疑时间 每周四下午 4、成绩评定 平时成绩 期中考试 期末考试 第9页/共81页第一章 高分子链的结构第10页/共81页聚合物的结构层次聚合物整体结构高分子的链结构高分子聚集态结构近程结构（一级结构）远程结构（二级结构）三级结构高级结构第11页/共81页本章教学§1-1. 高分子的近程结构§1-2. 高分子的远程结构——构象§1-3. 高分子链的构象统计第12页/共81页§1-1 高分子的近程结构 ——组成高分子的最基本微观结构 (1). 聚合物分子链的组成——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 (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。第13页/共81页一、分子链的化学组成 主链主要由碳、氧、硅、氮、硫等原子组成 1. 碳链高分子 ~~~~~~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。2. 杂链高分子 ~~~~~C-C-O-（N，S，Si…）-C~~~ 杂链聚合物的耐热性明显提高，但化学稳定性较差。芳香族杂链聚合物机械强度较高，可作为工程塑料使用。第14页/共81页3. 元素有机高分子 ~~~~~Si-（O，P，Al，Ti，)~~~~ 大分子主链上没有碳原子，侧基为有机基团。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，可以在一些特殊埸合使用。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。第15页/共81页分子链的端基 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。 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。 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。第16页/共81页二、结构单元的键接方式单烯烃聚合时的键接方式主要有两种： 一般情况下，头-尾相连占主导优势，而头-头相连占较低比例。第17页/共81页双烯烃的键接方式比较复杂以2-氯丁二烯为例： Cl 1，4加成： ~~~-CH2-C=CH-CH2~~~~~头-尾； 头-头； Cl 1，2加成： ~~~-CH2 -C-~~~~~~~