高分子链的结构.pptVIP

全同立构： 高分子全部由一种旋光异构单元键控而成 ——取代基全在平面的一侧 全同立构的聚苯乙烯结构比较规整，能结晶，熔点为240℃。不易溶解 全同立构聚丙烯（i-PP）， ，坚韧可纺丝，也可作高结晶性工程塑料 实例 高分子链的结构 * 第30页，共72页。 间同立构： 由两种族光异构单元交替键接 ——取代基间接分布在平面两侧 间同立构PS（s-PS）为工程塑料 实例 高分子链的结构 * 第31页，共72页。 无规立构： 两种旋光异构单元完全无规键接——取代基无规则分布在平面两侧 无规立构的聚苯乙烯结构不规整不能结晶，软化温度为80 ℃ 。溶于苯 实例 高分子链的结构 * 第32页，共72页。 Cis-顺式 Trans-反式 几何异构： 分子中含有碳碳双键，故形成顺反异构（因为内双键中键是不能旋转的）。 高分子链的结构 * 第33页，共72页。 用钴、镍和钛 催化系统可以得到顺式构型含量大于94％的顺丁橡胶。用钒和醇烯催化剂可以得到反式聚丁二烯 实例 高分子链的结构 * 第34页，共72页。 高分子链的结构 高分子近程结构 小结： 一、链的原子种类 碳链高分子 杂链高分子 元素有机高分子 * 第35页，共72页。 高分子链的结构 链结构单元键接方式 头－头 头－尾 共聚物序列结构的变化会导致材料的性能发生明显变化 注意两个相近概念：构象、构型 支化和交联 * 第36页，共72页。 高分子链的结构 高分子结构 链结构 （单个高分子的结构和形态） 聚集态结构 （三级结构） 近程结构 （一级结构） 远程结构 （二级结构） 指大分子之间的几何排列（如何堆砌的）包括晶态结构，非晶态，取向态，液晶态，织态等结构。是在加工过程中形成的，是由微观结构向宏观结构过渡的状态。 构成聚合物最基本的微观结构，是高分子基本的结构单元的化学结构，包括高分子链的原子种类，排列，取代基和端基的种类，单体单元的链接方式，支链的类型和长度等。构型：是指原子的取代基在空间的排列：包括几何异构和立体异构。 指单个大分子的大小和在空间的存在的各种形状（形态，构象）例如：伸直链，无规线团，折叠链。构象：由于单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态 直接影响Tm,ρ,溶解性，粘度等 赋予高分子链柔性，致使高聚物有高弹性。 决定制品使用性能的主要因素。 * 第37页，共72页。 第 3 章 高分子链的结构 3.3 高分子链远程结构 高分子的大小的问题? 化合物 聚合物 分子量 平均分子量 聚合度 3.3.1 相对分子质量及相对分子质量分布 * 第38页，共72页。 第 3 章 高分子链的结构 分子量分布对于高分子材料的加工和使用也有很大的影响，例如： 1.合成纤维：平均分子量小，如果分子量分布宽，小分子量的组分含量高，对纺丝性能和机械强度不利。 2.天然橡胶：平均分子量很大，加工困难，因此常常要经过塑炼，使分子量降低，而且分布变宽，其中的分子量物质本身粘度小，还可以起增塑作用，便于加工成型。 * 第39页，共72页。 第 3 章 高分子链的结构 临界聚合度：聚合物的分子量达到一定的数值后才会显示出适用的机械强度，这一数值叫做临界聚合度 图1.聚合物的聚合度对机械强度的影响 极性聚合物 非极性聚合物 机械强度 100 200 300 400 500 聚合度 对极性高的聚合物：～40 非极性聚合物～80 弱极性的聚合物：临界聚合度介于两者之间 * 第40页，共72页。 高分子具有链状结构。没有外力作用，不可能自动伸直，而是蜷曲起来，使大分子采取各种形态，例如，伸直链、折叠链、螺旋形、无规线团等。 Why?大分子链有蜷曲的倾向？ 第 3 章 高分子链的结构 * 第41页，共72页。 一、高分子链内旋转 1、单键的内旋转： C－C单键是 ? 键的电子云分布具有轴对称性，即以? 键相连的两个原子可以相对的旋转，而不影响电子云的分布。因此，高分子在运动时链中C－C单键可以绕轴旋转——称内旋转。 3.3.2 高分子链的构象 这种由于单键的内旋转导致的不同构象的分子叫内旋转异构体 第 3 章 高分子链的结构 * 第42页，共72页。 C1 C2 C3 C4 图2.高分子链中单键的内旋转 下面以图表示单键内旋转过程：假定高分子链的碳原子上不带有H原子和取代基，C－C单键内旋转完全自由，旋转过程中没位阻效应。 原子或原子团围绕单键内旋转的结果，将使原子在空间的排布方式（位置）不断的变化。 第 3 章 高分子链的结构 * 第43页，共72页。 定义：是指分子中的原子或原子团由于C－C单键内旋转而形成的空间排布(位置、形态)。 2. 构 象 （即C－C单键内旋转产生每种排布就是一种构象，所以高分子链有无穷多个构象）。由于