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第二章1节高分子近程结构


(2)特有的链柔性 :
由单键键合而成的高分 子主链一般具有一定的 内旋转自由度,分子链 段可卷曲,这种特性赋
予高分子崭新的性能。
(3)结构的多分散性: 对于同一种高分子而言: 分子量、 键合顺序、 空间构型、 支化度、 交联度、 共聚物的序列分布等不 均一
(4)高分子分子量巨大,分子内、分子间作用力十 分显著。对高分子的聚集态与物理性质有重要的影 响。
OH CN
H
N
n
O C O CH2 CH2 O
n
特种工程塑料
聚醚醚酮
PEEK Polyether ether Ketone
聚碳酸酯
PC Polycarbonate
聚酰亚胺 Polyimide
O
O C N C O
O
C
CH3 C
CH3
O C
N C O
O
O
n
O
OC
n
O
n
橡胶类
聚异戊二烯 PIP Polyisoprene
(2) 结构规整性可能影响聚合物的某些化学性能 聚乙烯醇缩甲醛:头尾易缩醛化 聚氯乙烯脱氯反应:头尾,头头
试验表明,在自由基聚合或离子型聚合的产物 中,大多数是头尾键接的。
定义:
R
CH2
CH
顺序异构体
二、 键接结构
头尾键接 头头键接 无规键接
head-to-tail structure
head-to-head or tail-to-tail
structure
键接结构对聚合物的性能有重要影响。
例:
(1)结构的规整性影响材料的结晶性能,从而影响材 料强度。 一般纤维高聚物要求键接结构具有较高规整性
第一节 高分子链的近程结构
——单个高分子链的构型或化学结构
一、结构单元的化学组成
二、 结构单元的键接结构
三、支化与交联
链的化学结构
四、共聚物结构单元的序列结构
五、高分子链的空间构型
重点及要求:掌握单个高分子链近程结构的内容 及相关概念;深入理解高分子近程结构对高分子 性能的影响。
知识框架:
PIB Polyisobutylene
聚甲基丙烯酸甲酯
Polymethyl methacrylate
聚丙烯腈 PAN Polyacrylonitrile
CH3
CH2 CH
n
CH3 CH2 C
n
CH3 O C O CH3 CH2 C
n
CH3
C CH2 n CN
纤维
聚己二酰己二胺 Polyhexamethylene adipamide Nylon6-6
CH3 Si CH3
CH3
Si O
n
CH3
CH3
Si O n
CH3
知识点:按化学组成的高分子分类:
碳链高分子:分子主链全部由碳原子以共价键 相连接而组成,多由加聚反应制得。
杂链高分子:如聚酰胺类 元素高分子:主链不含碳原子,而由硅、磷等
元素 以共价键结合而成的高分子,如聚硅氧 烷。 无机高分子
H2C CH
n
Cl
聚合度
化学组成不同,宏观表现为不同的高分子材料,对高分子的 性能具有直接影响。?
化学组成不同,分子内、分子间作用力,链柔性、链尺寸、形态, 聚集态等均会不同。分子运动能力与宏观性能也会不同。
不同化学组成直接决定了材料种类与性能
塑料类 聚丙烯
PP Polypropylene
聚异丁烯
化学组成 键接结构、
近程结构(一级):
支化、交联
链结构
(链的化学结构)
序列结构
(一根高分子)
空间立构
高 分 子
远程结构(二级): 分子链大小(分子量及其分布) 单个分子链的大小, 尺寸(均方半径、均方末端距)

尺寸与形态
分子链的形态(构象与链的柔性)


聚集态结构

(一群高分子:彼此之
间通过分子间力形成具
第二章 高分子链结构
高分子结构概述
高分子的结构特征 高分子结构层次
1.高分子的结构特征
(1)数目巨大的结构单元组成的大分子 :分子形态复 杂。
结构单元可以是一种或几种; 结构单元彼此以主价键结合(主要为共价键) ; 分子形态复杂。 (线状、支化、网状、梯状、星
状)。
分子形态复杂
交联网状结构: 为橡胶弹性体与热固性聚合物所特有,对 材料的力学性能、热性能等有重要影响。
[ CH2
CH ]n Cl
例 P4,表1-2 图1-1
(5)凝聚态结构的复杂性:晶态与非晶态共存, 微观结构复杂
(6)高聚物存在织态结构-混合物的结构 高聚物材料在制备过程中需加入各种填料,助 剂;或者几种聚合物共混加工。 由此存在高聚物的织态结构,这是高分子的 重要结构形态,对材料的性能有重要影响
第四章 聚合物的结晶态(聚集态结构之二)
第五章 高分子的溶液性质
第六章 高分子的多组分体系(聚集态结构之三)
第七章
第八章 第九章
聚合物宏观性能,不调整
第二章 高分子的链结构
第一节 高分子链的近程结构 第二节 高分子链的远程结构:
1.分子量与分子量分布 第三节 高分子链的远程结构:
2.高分子链的构象与构象统计
非晶态
晶态
取向结构
有一定规则排列的聚集 态结构)
液晶态 织态结构--共混
高分子溶液(从单链到群体状态皆有)
实际课程讲解顺序:
第一章 概论
第二章 高分子的链结构
第一节 高分子链的构型
近程结构
第二节 高分子的分子量与分子量分布 第三节 高分子链的构象与构象统计
远程结构
第三章 聚合物的非晶态(聚集态结构之一)
聚丁二烯 PB Polybutadiene
聚四甲基对亚苯基硅氧 烷 TMPS Poly(tetramethyl psilphenylene) siloxane
聚二甲基硅氧烷
Polydimethyl silioxane or ‘silCH CH3 n CH3
CH2 CH CH CH3 n
从两个方面入手掌握: (1)结构内容, (2)结构对性能的影响及原因;
指导性规律:结构不同,分子内、分子间作 用力,链柔性、链尺寸、形态,聚集态等均会 不同。分子运动能力与宏观性能也会不同。 具体问题需结合具体材料分清原因主次,因 果,切实分析。
一、 结构单元的化学组成
结构单元 主链
侧链基团 或 取代基
聚己内酰胺
Poly(-caprolactam) or caprone i.e Nylon 6
H
HO
O
N
CH2 6 N C
CH2 4 C
n
O
H
C
CH2 5 N
n
纤维
对苯二甲酰对苯二胺
O
Kevlar Poly(p-phenylene-
C
terephthalamide)
O
聚对苯二甲酸乙二酯
C
PET Polyethylene terephthlate
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