3、 按主链结构
（1）碳链高分 子材料 （2）杂链高分 子材料
（3）元素有机 高分子材料 （4）无机高分 子材料
大分子主链完全由碳原子组成，绝大部分烯类、二烯类 高分子材料属于这一类。如：PE，PP，PS，PVC。
大分子主链中除碳原子外，还有O、N、S等杂原子。 如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚。
大分子主链中没有碳原子，主要由Si、B、Al、O、N、S、P 等原子组成，侧基则由有机基团组成。如：硅橡胶
第三章 高分子材料的结构
第一节 第二节 第三节 第四节
高分子材料概述 高分子链的结构及构象 高分子的聚集态结构 高分子材料的性能与结构
第一节 概述
自然界中出现的天然高分子材料来自植物、动物和矿物。这些材料包括木材、橡 胶、棉花、羊毛、皮革、丝绸、沥青、地蜡等。一些天然高分子材料例如蛋白质、酶、 淀粉和纤维素的分子结构，从有机小分子合成角度出发开发制备大量高分子高分子材 料成为可能。许多有用的塑料、橡胶和纤维材料都是合成高分子材料。由于合成高分 子材料的出现，材料领域发生了巨大的革命。合成材料生产比较便宜，而且可以进行 一定程度的控制得到相对于自然物质优越的性质。合成高分子材料在很多应用场合， 代替了金属、水泥、陶瓷和木材。
-164 -88.6 -42.1 -0.5 36.1 69.0 235/1mmHg 243/0.3mmHg 分解
200碳聚乙烯
脆性固体
分解
2000碳聚Байду номын сангаас烯
坚韧塑料
分解
熔点（℃）
66 81 104 106 110
族系 醇 醚 酸 醛
芳香族碳氢化合物
典型的单体 乙二醇、丙三醇 烷基乙烯基醚
己二酸 戊二醛 苯乙烯
表3-2 一些常 用的碳 氢基团
表3-1 部分烷烃化合物的分子结构和组成
名称
组成
室温下的外观
沸点（℃）
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 30碳聚乙烯 40碳聚乙烯 120碳聚乙烯
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C30H62 C40H82
气体 气体 气体 气体 液体 液体 软蜡状 软蜡状 蜡状固体
大分子主链中没有碳原子，主要由Si、B、Al、O、N、S、P 等 原子组成，侧基也没有碳原子的有机基团组成。如：二氧化硅等。
4、 按反应机理分类： 连锁反应机理、 逐步聚合反应机理； 加聚物与缩聚物； 均聚物与共聚物；
5、 按高分子材料分子链形状：
线型、 支化型、 星型、 梳型、 梯型、 交联型。
2.空间构型
3D1.tif
三、高分子链的几何形状
图3-5 高分子链的结构形态 a)线型 b)支化 c)梳形 d)星形 e)交联 f)体型
一）、线型高分子材料
线型高分子材料是指单个的链中单体单元首尾相接形成的高分子材料。
二）、支化高分子材料
主链上带有侧链的高分子材料，称为支化高分子材料。
三）、交联高分子材料
大多数高分子材料都来源于有机物，多数有机物质是碳氢化合物，是 由碳和氢组成的。他们内部分子的连接的键是共价键。每个碳原子由 四个电子可以参与共价键，而每个氢原子只有一个成键电子。当每个 键合原子都贡献一个电子时一个单键共价键才能存在，。两个碳原子 间的双键和三键分别涉及到共享2个和3个电子对。每个分子的共价键 都很强，但分子间只有弱的氢键和范德华键，因此这些碳氢化合物有 着相对低的沸点。不过，沸点随相对分子质量的增高而上升。
在交联高分子材料中， 相邻线型高分子材料链 被共价键在很多位置上 连结在一起，如图9-7c 所示。
四）、网状高分子材料
三官能单体单元，即有三 个活性共价键的单体，形 成三维网状，被称为网状 高分子材料。
图9-7分子结构示意图 a）线型 b）支化 c）交联 d）网状（三维）
四、高分子链的构象及柔顺性
第二节 高分子链的结构及构象
一、高分子链的化学组成
图3-4 高分子链构象
图3-5单个高聚物链分子由于键旋 转而存在大量随机的弯曲和缠绕
图3-6碳数100的链构象模拟图
二、结构单元的键接方式和构型 1.键接方式
图3-３ 二元共聚物单体的连接方式 a)无规共聚 b)交替共聚 c)嵌段共聚 d)接枝共聚 (黑球代表一种重复单元，白球代表另一种重复单元)
1.无序结构模型
图3-10 高分子材料的几种非晶态结构模型 a)无规线团模型 b)折迭链缨状胶粒模型
2.局部有序结构模型
图3-11 聚合物的Hosemann模型
三、聚合物的结晶度与玻璃化温度
图3-12 有结晶倾向的聚合物由熔点冷却时比体积与温度的关系 A—液态 B—液态(有某些弹性反应) C—过冷液体(橡胶态) D—玻璃态
E—微晶在过冷液体的基体中 F—微晶在玻璃基体中 G—完全晶态
第四节 高分子材料的性能与结构
一、序列结构
高分子链的微结构复杂。在高分子链中，结构单元的化学组成相同时，连接方式和空 间排列也会不同。对于有不止一个侧基或侧原子的高分子材料，其侧基排列的不得规 整度和对称性对性能有显著的影响。 多数高分子材料是首尾构型为主；通常在头头构型的R基团间会出现极性相斥。 具有取代基的乙烯基单体可能存在头－尾或头－头或尾－尾连接。有取代基的碳原子 为头，无取代基的碳原子为尾。
材料”
只能是非晶态高聚物，处于高弹态； 涂胶TT料粘gf 是是是剂使使涂是用用布指的的于具下物有上限体 良限表好温温面的度度能粘，；结合T成性g应坚能低韧，于保可室护将温膜两的种70涂相℃装同以材或上料不；相同的物体
粘接在一起的连接材料
功大能部高分分纤子维是是指在晶高态分高子聚主物链，和T侧m应枝上高带于有室反温应1性50功℃能以基上团；，并 具也有有可非逆晶或态不高可逆聚的物物，理分功子能排或列化要学有活性一的定一规类则高和分取子向；
1.高分子链的构象 2.高分子链的柔顺性
图3-6 单键内旋示意图
图3-7 柔性高分子链的末端距和链段示意图
第三节 高分子的聚集态结构
一、晶态聚合物的结构
1.缨状胶束结构模型
图3-8 缨状胶束结构模型 a)未受外力拉伸 b)受外力拉伸
2.折迭链结构模型
图3-9 折迭链结构模型
二、非晶态聚合物的结构
结构 -OH -O--OH COH
代表物质 甲醇
二甲基醚 乙酸 甲醛 苯酚
高分子材料的分类
天然高分子、 1、 按来源： 合成高分子、
半合成高分子材料；
2、 按用途
表9-4高分子材料按应用温度分类
塑料
塑料 橡胶
橡纤维胶
涂料 胶粘剂
功纤能维高
分子
晶态高聚物表，9-处3 高于分部子分材结料晶按态用，途T分m类是使用的上限温度； 产非量晶最态大高，聚与物国民，经处济于、玻人璃民态生，活T关g是系使密切用，的故上称限为温“度三；大合成