高分子链的形态.
《高分子科学概论》习题及参考答案
《高分子科学概论》习题及参考答案聚合物结构与性能的基本理论1、高分子链有哪三种不同的几何形态？分别各举一例线型（HDPE）、支链型（LDPE）和交联型（硫化橡胶、固化的环氧树脂）。
2、比较高分子与小分子在相对分子质量及其分布上的差异小分子的相对分子质量一般在1000以下，高分子的相对分子质量一般在104~106；小分子有确定的相对分子质量，高分子的相对分子质量具有多分散性，是由一系列相对分子质量不等的同系物组成的混合物，通常用平均相对分子质量和分散系数来表示。
3、什么是聚集态结构？按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为哪三种？典型的结晶性（或非结晶性）聚合物有哪些（至少6例）？什么是高分子合金？高分子链与链之间的排列或堆砌结构。
按有序性不同，高分子的聚集态结构主要分为晶态、非晶态和取向态。
典型的结晶性聚合物有：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚甲醛、尼龙6、尼龙66、聚四氟乙烯等。
由两种或两种以上聚合物混合在一起得到的多组分聚合物体系，称共混聚合物，又称“高分子合金”。
4、聚合物的主要性能包括哪些方面的性能？（至少六种）表征聚合物力学性能和电学的指标主要有哪些？力学性能、电性能、热性能、耐化学介质性、耐老化性、加工性能、溶液性质、燃烧性质等。
表征力学性能的指标主要有：拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量、硬度、冲击强度等。
表征电学性能的指标主要有：介电常数、介电损耗、介电强度、表面电阻、体积电阻率。
5、什么是玻璃化（转变）温度？什么是熔融指数？玻璃化温度：是非晶态聚合物的玻璃态与高弹态之间的热转变温度，是链段运动状态由冻结到解冻的转变温度。
室温下用作塑料的聚合物，其玻璃化温度高于室温；玻璃化温度是塑料使用的上限温度。
室温下用作橡胶的聚合物，其玻璃化温度低于室温，玻璃化温度是其使用的下限温度。
熔融指数：在一定温度下，熔融状态的聚合物在一定负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量（克数），单位g/10min。
聚合物的结构与性能知识讲解
聚合物的结构与性能
（2）球晶
聚合物结晶最常见的结晶形态，是一种圆球状的晶体，尺 寸较大，一般是由结晶性聚合物从浓溶液中析出或由熔体冷却 时形成的。球晶在正交偏光显微镜下可观察到其特有的黑十字 消光或带同心圆的黑十字消光图象。
6.2 高分子的聚集态结构
高分子的聚集态结构也称三级结构，或超分子结构， 它是指聚合物内分子链的排列与堆砌结构。
聚合物的结构与性能
虽然高分子的链结构对高分子材料有显著影响，但由 于聚合物是有许多高分子链聚集而成，有时即使相同链结 构的同一种聚合物，在不同加工成型条件下，也会产生不 同的聚集态，所得制品的性能也会截然不同，因此聚合物 的聚集态结构对聚合物材料性能的影响比高分子链结构更 直接、更重要。
差；如：
C2 H CH H
C2 HCH C3 H
C2 H CH
柔 顺 性 ： 聚 乙 烯 > 聚 丙 烯
> 聚 苯 乙 烯
聚合物的结构与性能
对称性侧基，可使分子链间的距离增大，相互作用减弱， 柔顺性大。侧基对称性越高，分子链柔顺性越好。如：
CH2 CH CH3
CH3 CH2C
CH3
柔顺性： 聚丙烯 < 聚异丁烯
（1）主链结构 当主链中含C-O，C-N，Si-O键时，柔顺性好。 这是因为O、N原子周围的原子比C原子少 ，内旋转的
位阻小；而Si-O-Si的键角也大于C-C-C键，因而其内旋转 位阻更小，即使在低温下也具有良好的柔顺性。 如：
聚合物的结构与性能
O COC
聚 酯
OH CNC
聚 酰 胺
高分子常见知识点
第一份一、填空题（30分）1、聚丙烯酰胺的结构式是----，括号内的部分又称结构单元-、-单体单元、--重复单元--、-链节-，n表示—聚合度。
2、 Carothers将聚合反应分为加聚反应和缩聚反应是依据聚合后是否生成小分子副产物，而Flory将聚合反应分为链式聚合和逐步聚合则是从反应机理-角度分析的。
对一般的链式聚合，可采用的聚合方法有-定向聚合、-异构化聚合、-开环聚合、-环化聚合。
3、按系统命名法，聚氯乙烯称为-聚1-氯代亚乙基。
4、从聚合热力学分析，异丁烯的聚合热比乙烯的聚合热----------（高或低），原因是-----------；苯乙烯的聚合热比乙烯的聚合热-----------（高或低），原因是----------；偏二氯乙烯的聚合热比乙烯的聚合热-------（高或低），原因是-------。
5、自由基聚合的基元反应包括- 链引发、链增长、-链转移--、链终止-，其中反应活化能最大的是链引发。
6、推导自由基聚合动力学方程时用了三个基本假设，分别是------、-------、-------。
如果Rp对[I]的反应级数为0.8，说明-------，Rp对[M]的反应级数为1.5，说明-------。
7、自由基聚合常用的引发剂可分为-------和-------两大类，判断引发剂的活性大小可用、、和为标准。
除用引发剂引发外，其它的引发方式有。
8、阳离子聚合的特点是-快引发、--快增长-、-难终止-、-易转移-。
9、高相对分子质量聚异丁烯的合成要求低温聚合的原因是。
10离子聚合过程中活性中心离子旁存在着反离子，它们之间可以是-----------------、-----------------、-----------------、-----------------四种结合形式。
11、离子聚合中溶剂的极性加大，反应速率----------，原因是-------。
12、 Lewis酸通常作为-------型聚合的引发剂，Lewis碱可作为-------型聚合的引发剂。
高分子的链结构答案
高分子的链结构一、概念1、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
2、构象：由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化3、链段：高分子链上划分出的可以任意取向的最小单元或高分子链上能够独立运动的最小单元称为链段。
4、柔顺性：分子链能够改变其构象的性质。
5、H31螺旋体：每三个链节构成一个基本螺圈。
末端距6、末端距：线行高分子链的一端至另一端的直接距离。
均方末端距：2二、简答1、构型不同的异构体有哪些？旋光，几何，键接。
2、试举例总结影响高分子柔性的因素有哪些？有何影响？（1）主链结构：a.柔性大小-Si-O->-C-N->-C-O->-C-C- b.含双键（非共轭）的高分子有较好的柔性c.含共轭双键或苯环的高分子柔性差（2）取代基：a.极性取代基：1.取代基极性越大，柔性越差 2.取代基密度越大，柔性越差 3.取代基在主链上的分布有对称性，柔性越好 b.非极性取代基：1.取代基增加空间位阻，柔性越差 2.削弱了分子间作用力，柔性越好。
最终决定与哪一方面起主要作用。
（3）支化、交联，柔性越差（4）分子链长，柔性越好，但一定限度后，分子链长短无影响（5）分子间作用力大，柔性越差，有氢键存在，则柔性越差（6）分子越规整，柔性越差（7）温度升高，柔性越好（8）外力作用时间越长，柔性越易显示（9）溶剂：溶剂对大分子运动的影响3、写出自由连接链、自由旋转链、受阻旋转链，等效自由连接链的均方末端距表达式。
自由连接链：自由旋转链：受阻旋转链：等效自由连接链的均方末端距：4、聚合物在溶液中通常呈什么构象？但对于聚乙烯晶体而言，其分子链在晶体中为什么构象？等规聚丙烯晶体的分子链呈什么构象？无规线团；聚乙烯晶体：平面锯齿形构象；等规聚丙烯晶体：H31螺旋构象5、高分子链的柔顺性越大，它在溶液中的构象数多还是少？其均方末端距呢？构象数多；均方末端距小6、构型和构象有何区别？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C单键）内旋转把“全同”变为“间同”？为什么？构型事指分子中有化学键所固定的原子在空间的几何排列。
高分子的链结构
高分子链的扩散
线型高分子链在溶液或熔体中可以 进行扩散运动，扩散速率与分子链 的柔顺性、溶剂性质等因素有关。
03 支化高分子链结构
支化高分子链结构概述
支化高分子链定义
在主链上带有支链的高分子化合物， 其支链长度、数量、分布等结构特征 对高分子性能产生重要影响。
优缺点
红外光谱具有操作简便、快速、无损检测等优点， 但对于复杂的高分子链结构，其解析可能存在一 定的困难。
核磁共振波谱在高分子链结构表征中应用
核磁共振波谱原理
核磁共振波谱是利用原子核在外磁场中的自旋能级跃迁产 生的共振信号，获取高分子链中的原子种类、数量以及相 邻原子关系等信息。
应用实例
例如，聚苯乙烯的核磁共振氢谱中，可以看到不同化学环 境下的氢原子具有不同的共振信号，从而推断出聚苯乙烯 的链结构。
布，推断出高分子链的尺寸、形状以及聚集态结构等信息。
03
电子显微镜技术
利用电子束与高分子样品的相互作用，获取高分子链的微观形貌、尺寸
以及聚集态结构等信息，具有高分辨率和高放大倍数的特点。
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02 线型高分子链结构
线型高分子链结构特点
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由长链分子组成，链上原子或 基团以共价键连接。
分子链呈线型排列，无支链或 交联结构。
分子链间相互缠绕，形成一定 的空间构象。
高分子链的柔顺性较好，易于 改变构象。
线型高分子链构象分析
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无规线团构象
分子链在空间中以无规则 方式排列，形成无规线团 状。
第2章高分子链的结构与形态.
• 2、结构的不均一性，尤其是分子量的多分散 性。由子还 的于量包 不高（分分括 均子子结 匀聚链合长构 性机 度单。理或所聚元决合的定度，）键同，接一这高种次聚特物性序中称、的为各多共个分聚分散子性序有。列不同结的构分 等
• 网状分子：(与前两者有质的区别）不溶，不熔， 耐热、耐溶剂等性能好，抗蠕变性（制品尺寸稳 定性）好，强度、硬度高，但交联度过大，则材 料变脆，断裂伸长率下降 。 （“热固性”塑料 如酚醛、脲醛等属此类）
• 注意：交联结构分子的加工只能在形成网状结构 之前，一旦交联为网状，便无法再加工。
三种PE薄膜的性能
5.端基
• 高聚物结构的一部分，来自单体、引发剂、溶剂 或分子量调节剂，其化学性质与主链可能有很大 差别。含量虽小，但其性质会对高分子的性能带 来影响。
• 缺点：热稳定性差，会引发链从端基开始断裂。 如聚甲醛的羟端基、聚碳酸酯的羟端基和酰氯端 基。处理：对活泼端基进行封端（如酯化）；
• 优点：端基分析进行分子量和支化度测定；利用 端基进行改性；通过端基研究得到聚合机理信息。
RR
RR
C2HCHC2HCH
R
R
• 这种由结构单元间的连接方式不同所产生的 异构体也称为顺序异构体。
影响因素：
1.由于能量与位阻效应，高聚物分子链大 多数是头-尾键接。
一般认为：位阻效应小时 ，聚合温度增高 时，都会增加h-h含量；有卤素取代时， h-h比例也高；
2.离子聚合反应中，产生h-h键接比自由基 聚合少。
2.2.2 键接结构（：结构单元在高分子链
中的连接方式）
第1章高分子的链结构
第1章高分子的链结构高分子是由许多重复单元组成的大分子，其链结构对于其物理性质和化学性质都具有重要影响。
高分子的链结构取决于单体的选择和聚合反应的方式。
高分子链结构可以分为直线链、支化链和交联链三种类型。
直线链是最简单的链结构，所有的单体按照线性方式连接起来。
例如，聚乙烯就是一种直线链的高分子。
直线链的性质通常比较均匀，易于处理和加工。
但是，直线链在固态时的流动性较差，降低了材料的韧性。
支化链是直线链上的一种变形，其在链的其中一部分上有分支。
分支可以是直线的或者是环状的。
支化链能够提高高分子材料的流动性，增加其韧性和热稳定性。
例如，聚丙烯是一种支化链的高分子。
交联链是由两个或更多直线链相互连接形成的链结构。
交联可以是通过化学交联剂引起的，也可以是热交联或辐射交联引起的。
交联链增加了高分子材料的硬度、强度和耐久性，但同时也降低了其可加工性和可回收性。
例如，橡胶就是一种交联链的高分子。
高分子的链结构还可以通过链的排列方式来描述。
如果链呈无序排列，则称为无定形链。
无定形链的性质通常比较均匀，但是其熔点较低，易于变形。
如果链呈有序排列，则称为有定形链。
有定形链的性质通常比较有规律，具有较高的熔点和结晶性。
有定形链通常需要经过热处理才能形成。
总之，高分子的链结构对其物理性质和化学性质具有重要影响。
不同类型的链结构决定了高分子的流动性、韧性、硬度和稳定性等特性。
通过控制和调整链结构，可以改变高分子材料的性质，满足不同的应用需求。
高分子物理知识点
高分子物理知识点高分子物理是研究聚合物分子在物理场中的行为和性质的学科。
聚合物是由一些单体分子通过化学键结合而成的巨大分子，其分子量多数达到百万或以上。
高分子物理的研究范围主要包括聚合物的物理结构、热力学性质、电学性质、机械性质、输运性质、光学性质等方面。
一、聚合物的物理结构聚合物的物理结构是指聚合物高分子链的构象状态。
聚合物高分子链的构象状态受到其化学结构、聚合反应的条件、处理温度等多种因素的影响。
根据高分子链形态的不同，可将聚合物的物理结构分为直线型、支化型和交联型。
1. 直线型聚合物物理结构直线型聚合物是高分子链结构较为简单、规则的聚合物。
它通常由一根直线型链构成，其中的结构单元重复出现，链端没有分支或交联结构。
高分子的线密度、分子量和分子结构对其物理性质有很大的影响。
2. 支化型聚合物物理结构支化型聚合物指非直线型、分子链有分支结构的聚合物。
分支结构对于聚合物的物理性质有很大的影响，由于支化结构的存在，使得聚合物高分子链的平均距离更大，聚合物的分子间距离变大，导致其性能发生变化。
支化型聚合物化学结构和分支类型的不同，会对聚合物的物理性质产生巨大的影响。
3. 交联型聚合物物理结构交联型聚合物是由互相交联的高分子链构成的聚合物。
它们通常具有三维结构，分子间有交联点连接。
交联型聚合物的物理性质比支化型聚合物更为复杂。
不同交联密度、交联桥、交联方式等会对其物理性质产生很大的影响。
二、热力学性质聚合物的热力学性质主要包括相变、热力学函数、相平衡、玻璃化转变等方面。
1. 相变相变是指物质从一个物理状态到另一个物理状态的变化。
聚合物相变通常指聚合物高分子间和高分子和外界环境间的相变。
聚合物的相变通常与聚合物的物理结构、温度和压强等相关。
2. 热力学函数热力学函数是描述物质宏观性质的基本物理量，它包括熵、焓、自由能等，具体热力学函数的选择取决于所研究的问题和体系。
3. 相平衡聚合物在不同温度和压强下处于不同的相态平衡中，可以通过研究相平衡来揭示聚合物的热力学性质。
高分子结构与性能名词解释
高分子结构与性能名词解释高分子结构与性能名词解释第一章高分子的链结构1、化学组成：高分子中结构单元或重复单元的所含的原子种类与数量。
按化学组成的不同，高分子可分为——碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子、梯形高分子和双螺旋高分子。
2、侧基：主链上的取代基团。
3、端基：聚合物主链两端的基团，主要来自单体、引发剂、溶剂或分子量调节剂，其化学性质与主链很不相同。
4、线型高分子：高分子链呈线型，没有支链或交联。
5、支化：在缩聚反应中存在三官能团单体，或在加聚反应中，如自由基聚合存在链转移反应，或二烯烃聚合物上的双键活化，或在射线辐射下，则都可能形成枝状的非线形结构高分子，称为支化。
6、支化度：以支化点密度或两相邻支化点之间的连平均相对分子质量来表示支化的程度。
7、交联：高分子链之间借助于多官能团单体的反应或某种助剂（如硫、过氧化物等）将大分子链之间通过支链或化学键键接形成三维空间网络结构的过程。
8、键接结构：结构单元在分子链中的连接方式。
9、构型：分子中通过化学键所固定的原子或基团在空间的相对位置和排列。
10、几何异构：双烯类单体1,4 –加成聚合的高分子主链上存在双键，由于取代基不能绕内双键旋转，因而内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式（cis）构型和反式（trans）构型之分，称为几何异构。
11、旋光异构：饱和碳氢化合物分子中由于存在不同取代基的不对称碳原子，形成两种互为镜像关系的构型，表现出不同的旋光性，分别用d和l表示。
12、全同立构：如果将聚合物分子链拉成平面锯齿状，每一结构单元的取代基可以全部位于平面的一侧，即高分子链全部由一种旋光异构的结构单元组成，称为全同立构。
13、间同立构：结构单元的取代基交替位于平面的两侧，即高分子链由两种旋光异构的结构单元交替键接而成，称为间同立构。
14、规整度：规整度用来表示有规立构的程度，可用聚合物中全同立构和间同立构的总的百分含量来表示。
高分子物理-名词解释
真题回转半径特征黏度（数）亚稳相分离不良溶剂亚浓溶液原力显微镜非牛顿流体交联嵌段共聚物聚电解质第一章高分子链的结构链结构：指单个分子的结构和形态。
近程结构（一级结构）：包括化学组成、结构单元间接方式、支化、交联、构型（包括几何异构和旋光异构）远程结构（二级结构）：包括高分子链的大小（相对分子质量、均方末端距、均方回转半径）和高分子链的形态（柔顺性、构象）聚集态结构（三级结构）：通过范德华力和氢键形成具有一定规则排列的聚集态结构。
包括晶态、非晶态、取向态、液晶态、织态。
近程相互作用：分子链内非键合原子质检电子云的相互或排斥作用远程相互作用：因柔性高分子链弯曲所导致的沿分子链远距离的原子或基团之间的空间相互作用无扰链：只受近程相互作用不受远程相互作用的高分子链构象：由于σ单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
包括顺式构象、偏式构象、反式构象、左旁氏构象、右旁氏构象。
构型：是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。
构造：是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等。
几何异构（顺反异构）：由于主链双键的碳原子上的取代基不能绕双键旋转，当组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，即可形成顺式、反式两种构型，它们称作几何异构。
键接异构（顺序异构）：是指结构单元在高分子链中的连接方式。
旋光异构：具有不对称C原子的这种有机物，能构成互为镜象的两种异构体，表现出不同的旋光性，称为旋光异构体。
但是含不对称C的高分子没有旋光性的，原因是多个不对称C原子的内消旋或外消旋的作用。
有规立构：有两种旋光异构单元完全是全同立构或间同立构的高分子。
全同立构：高分子链全部由一种旋光异构单元键接而成。
取代基排列在同一侧，无旋光性间同立构：高分子链由两种旋光异构单元交替键接而成。
取代基交替排列，有旋光性无规立构：高分子链由两种旋光异构单元无规键接而成。
取代基无规排列，有旋光性交联：高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网状大分子，交联高分子不溶不熔，交联度较小时可溶胀交联度：用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Mc来表示。
高分子物理知识点总结
高分子物理知识点总结高分子物理是研究高分子物质物理性质的科学。
下面店铺给你分享高分子物理知识点总结，欢迎阅读。
高分子物理知识点总结高分子链的构型有旋光异构和几何异构两种类型。
旋光异构是由于主链中的不对称碳原子形成的，有全同、间同和无规三种不同的异构体(其中，高聚物中全同立构和间同立构的总的百分数称为等规度。
)。
全同(或等规)立构：取代基全部处于主链平面的一侧或者说高分子全部由一种旋光异构单元键接而成间同立构：取代基相间地分布于主链平面的两侧或者说两种旋光异构单元交替键接无规立构：取代基在平面两侧作不规则分布或者说两种旋光异构单元完全无规键接几何异构是由于主链中存在双键而形成的，有顺式和反式两种异构体。
构象：原子或原子基团围绕单键内旋转而产生的空间分布。
链段：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元链节(又称为重复单元)：聚合物中组成和结构相同的最小单位高分子可以分为线性、支化和交联三种类型。
其中支化高分子的性质与线性高分子相似，可以溶解，加热可以熔化。
但由于支化破坏了高分子链的规整性，其结晶能力大大降低，因此支化高分子的结晶度、密度、熔点、硬度和拉伸强度等，都较相应的线性高分子的低。
交联高分子是指高分子链之间通过化学键形成的三维空间网络结构，交联高分子不能溶解，只能溶胀，加热也不能熔融。
高分子链的构象就是由单键内旋转而形成的分子在空间的不同形态。
单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的根本原因，内旋转越自由，卷曲的趋势就越大。
这种不规则的卷曲的高分子构象称为无规线团。
高分子链的内旋转并不是完全自由的，有键角和空间位阻的限制。
自由结合链的内旋转没有键角和位垒限制;自由旋转链有键角限制，但没有空间位阻的限制。
自由结合链和自由旋转链都是假想的理想链，实际中是不存在的。
实际的高分子链既不是自由结合链，也不是自由旋转链，但可以看作是一个等效的自由结合链。
柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质末端距：线性高分子的一端到另一端的距离内聚能：克服分子间的作用力，把1mol液体或者固体移到其分子间的引力范围之外所需要的能量(单位体积内的内聚能则称为内聚能密度)聚合物在不同的条件下结晶，可以形成不同的形态。
高分子链的几何形态
高分子链的几何形态
高分子链几何形态是一种结构，以高分子链状分子为基础，由稳定的原子（或离子）构成的键、空间构型和由不同键联系而形成的网络能够形成的聚集体的性质。
它的形态主要有双螺旋、螺旋状分支、直状分支和团簇束。
双螺旋形态是普遍存在的，它是一种特殊的螺纹状结构，可以由两个螺旋状的线圈由同一轴向成锥形而形成，这种双螺旋模式可以解释许多蛋白质的结构。
螺旋状分支形态可以用两个相互渐变的螺旋结构组成，一个螺纹接着另一个螺旋线圈，这类结构更有利于部分高分子在空间上分布。
直状分支形态的链状分子结构更简单，它由一个基本构型（称为主轴），以及从主轴上伸出的平行支裂而成。
最后是团簇束形态，这种模式是由多个类似轴状分子组成，它们聚集成一个聚集体，这种聚集体的模式被用来描述某些环型高分子的结构。
高分子螺旋结构
高分子螺旋结构
高分子螺旋结构是一种在高分子化合物中常见的结构形态，它的独特性质使得高分子材料在各个领域中得到广泛应用。
在这个以人类视角创作的文章中，我将为您详细介绍高分子螺旋结构的特点和应用。
高分子螺旋结构是由高分子链的排列方式所决定的。
在一定的条件下，高分子链会以螺旋的形式排列，形成稳定的螺旋结构。
这种结构不仅使高分子链之间的相互作用增强，还赋予了高分子材料良好的机械性能和热稳定性。
高分子螺旋结构的特点之一是其空间排列的有序性。
在高分子链螺旋排列的过程中，链与链之间会相互纠缠，形成一种紧密的空间结构。
这种有序的排列使得高分子材料具有较高的强度和刚性，同时也增加了材料的耐热性和耐候性。
高分子螺旋结构还赋予了高分子材料特殊的性质。
例如，一些高分子材料在螺旋结构下表现出光学活性，即具有旋光性质。
这种旋光性质在医药和化妆品等领域中得到广泛应用，例如用于药物合成中的手性催化剂和光学材料的制备。
高分子螺旋结构还使得高分子材料具有良好的电学性能。
一些具有共轭结构的高分子材料在螺旋排列下表现出良好的导电性和光电性能，这使得它们在光电器件的制备和应用中具有重要地位。
总的来说，高分子螺旋结构是高分子材料中一种常见的结构形态，它赋予了高分子材料独特的性质和应用价值。
通过研究和控制高分子螺旋结构，我们可以进一步开发出具有特殊功能的高分子材料，为各个领域的应用提供新的可能性。
希望这篇文章能够让读者对高分子螺旋结构有更深入的了解，并对高分子材料的发展前景充满期待。
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2.高分子链的柔顺性
• 高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。在一个高分 子链中，由于包含着大量的σ键，因此其可取的构象数仍 然是很大的。 • 从统计热力学的角度，熵是量度体系无序程度的热力学函 数，体系的构象数W与熵值S之间的关系服从波尔兹曼公 式： S=klnW k为波尔兹曼常数
高分子链的柔顺性
• 以主链为碳原子为例，假若碳原子上不带有其他原子或基 团时，C-C键的内旋转应该是自由的，实际上，完全自由 的C-C键是不存在的，碳原子上带有的其他原子的外层电 子之间会产生排斥力，使C-C键 旋转受到阻碍，旋转时需 要消耗一定的能量。
高分子链的内旋构象
• 由于高分子链中存在着许多可以进行内旋转的单键，因此 高分子链的分子构象是非常多的，由分子的构造和构型决 定，与分子所处的温度和高分子同周围环境的相互作用有 关。因而高分子链在溶液、熔融、结晶等各种聚集状态中 的分子构象不同。
• 温度是影响高分子链柔顺性最重要的外因之一。温度升高 分子热运动能力增加，内旋转变易，构象数增加，柔顺性 增加。
• 例如：聚苯乙烯，室温下链的柔顺性差，聚合物可作为塑 料使用，但加热至一定温度时，也呈现一定的柔性；顺式 聚1，4-丁二烯，室温下柔顺性好可用作橡胶，但冷却至120°C，却变得硬而脆了。
（2）外力
• 当外力作用速度缓慢时，柔性容易显示；外力作用速度快， 高分子链来不及通过内旋转二改变构象，柔性无法体现出 来，分子链显得僵硬。
（3）溶剂
溶剂分子和高分子链之间的相互作用对高分子的形态也有 着十分重要的影响。
3.高分子链的构象统计
• 分子的热运动使高分子的构象不停地发生变化，因此高分 子链的构象是统计性的。由于高分子构象的改变将引起高 分子尺寸的变化，因此可以用分子链的末端聚来表征其尺 寸。末端距是指线形高分子链的一段至另一端的直线距离， 用h表示。如图：
（2）取代基
• 分子链中极性取代基的分 布对柔顺性亦有影响，如 聚偏二氯乙烯的柔顺性大 于聚氯乙烯，这是由于前 者取代基对称排列，分子 偶极矩减小，内旋转较易 所致。 • 对于非极性取代基，基团 体积越大，空间位阻越大， 内旋转越困难，柔顺性越 差。如聚苯乙烯分子链的 柔顺性比聚丙烯小，后者 柔顺性又比聚乙烯小。
（6）分子链的规整性
• 分子结构越规整，结晶能力越强，高分子一旦结晶，链 的柔顺性就表现不出来，聚合物呈现刚性。例如：聚乙 烯的分子链是柔顺的，但由于结构规整，很容易结晶， 所以聚合物具有塑料的性质。 除高分子链结构对柔顺性影响之外，外界因素对链的柔 顺性也有很大影响: 温度 、外力、溶剂
•
(1)温度
（3）支化、交联
• 若支链很长，阻碍链的内旋转起主导作用时，柔顺性下降。
• 对于交联结构，当交联程度不大时，如含硫2~3%的橡胶， 对链的柔顺性影响不大，当交联程度达到一定程度时，如 含硫30%以上，则大大影响链的柔顺性。
（4）分子链的长短
一般分子链越长，构象数目越多，链的柔顺性越好。
（5）分子间作用力
链结构影响因素：
主链结构、取代基 、支化、交联 、分子链的长短 、分 子间作用力、分子链的规整性
（1）主链结构
• 若主链全部由单键组成，一般链的柔性较好。例如：聚乙 烯、聚丙烯、乙丙橡胶等。但是，不同的单键，柔性也不 同。其顺序如下：-Si-O->-C-N->-C-O->-C-C-。 • 若主链含有孤立双键时，大分子的柔顺性也较大。例如： 顺势聚1，4-丁二烯，双键旁的单键内旋转容易，链的柔 顺性好。如果主链为共轭双键，则分子链呈刚性，如聚乙 炔，聚苯等聚合物。 • 主链含有芳杂环结构时，由于芳杂环不能内旋转，所以， 这样的分子链的柔顺性差，例如，芳香尼龙的分子链刚性 大。
（2பைடு நூலகம்取代基
• 取代基的极性大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重， 柔顺性变差。如聚丙烯腈分子链的柔顺性比聚氯乙烯差， 聚氯乙烯分子链的柔顺性又较聚丙烯差。
• 极性取代基的比例越大，即沿分子链排布距离小或多数量， 则分子链内旋转越困难，柔顺性越差。例如：聚氯丁二烯 的柔顺性亦有影响。如聚氯丁二烯的柔顺性大于聚氯乙烯， 聚氯乙烯的柔顺性又大于聚1，2-二氯乙烯。
分子间作用力较大，聚合物分子链所表现出的柔顺性较小。 例如：单个分子链柔顺性相近时，非极性主链比极性主链 柔顺，极性主链又比能形成氢键的柔顺。又如：当某些柔 性非极性取代基的体积增大时，分子间作用力减弱，链的 柔顺性提高。再有：短支链时，分子间距离加大，作用力 减小，链的柔顺性增加，支链过长，阻碍链的内旋转起主 导作用，链的柔顺性下降。
• 高分子链的柔顺性可以分为平衡态柔性和动态柔 性：
• 平衡态柔性是指热力学平衡条件下的柔性，它可由稀溶液中高分子链 的形态反映出来。 • 动态柔性是指在外界条件影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构 象转变的难易程度。
高分子链的柔顺性
• 高分子链的柔性受到多方面的因素的影响，高分子的链结 构是其影响因素中最重要的因素，一般而言，凡是有利于 单键旋转的因素，都会使链的柔性提高。
高分子链的远程结构--高分子 链的形态
高分子链的形态
• 高分子的主链虽然很长，但通常并不是伸直的，它可以 卷曲起来，使分子采取各种形态。这些形态可以随条件 和环境的变化而变化。
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高分子链的内旋构象 高分子链的柔顺性 高分子链的构象统计 高分子链柔顺性的表征
1.高分子链的内旋构象
• 在大多数的高分子主链中，都存在着许多的单键，单键是 σ电子组成的σ键，以σ键相连的两个原子可以相对旋转， 导致分子在空间中呈现不同形态称为构象。
• 当高分子长链取伸直形态时，构象只有一种，构象熵等于 零。如果高分子长链取蜷曲形态，那么分子可取的构象数 将很大。构象数越大，相应的构象熵就越大，分子链蜷曲 越厉害。
• 由熵增原理，孤立高分子链在没有外力作用下总是自发地 采取蜷曲形态，使构象熵趋于最大，这就是高分子长链柔 性的实质。
高分子链的柔顺性
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卷曲的和伸直的高分子链的末端距
高分子链的构象统计
• 由于分子的热运动，构象在不断地变化，因此末端距只是 能是某种统计意义上的平均值。在数学处理上，常求末端 距的平方的平均值（均方末端距，h2 ）。