高分子论文

奇特的结构特点造就奇特的高聚物
——有感于《高分子概论》 自人类诞生以来,高分子化合物与人们的生活息息相关。漫长的人类发展史,人们都在不知不觉地接触和使用着各类高分子,无论是人类自身的肌体,还是食用的淀粉和蛋白质,甚至是御寒和装饰的服装,都是由各种高分子构成的。
直到20世纪20年代,高分子科学的神秘面纱才被世人所揭晓。自开创高分子科学以来,高分子以迅猛的速度飞速发展。到目前,高分子科学已经发展成为一门独立的学科,一方面,有着广阔的应用前景,不仅金属材料、无机材料、高分子材料在材料结构中三足鼎立,而且无机化工、有机化工、高分子化工在化工工艺中也平分秋色;另一方面,高分子化学逐渐发展为基础学科,与无机化学、有机化学、分析化学、物理化学并列,成为第五大化学。由于高分子材料品种多,产量大,应用广,经济效益高,在国民经济、国防工业和高新技术各领域中越来越凸显重要的地位,显示出强大的促进作用。
那么,究竟何谓高分子呢?其实,高分子是指分子量很高的一类分子,又称高聚物。高分子化合物可以分成两类,一类是分子量很高,但无重复结构单元的高分子量物质。另一类是聚合物,它的特点不仅分子量高,而且具有重复结构。在高分子化学领域中涉及的绝大部分是聚合物,所以高分子化合物和聚合物两词常常混用,当说到高分子化合物时往往指的就
[1]是聚合物。
这些聚合物有什么用途呢?高聚物可以制造柔软的塑料,富有弹性的橡胶,高强度的薄膜和纤维等。这些高聚物的形态、功能不尽相同,这是由它们本身不同的结构决定的,同时也强烈地依赖于外界的温度和作用时间。作为化学学科重要分支之一的高分子科学,其基本任务之一就是探求高聚物的结构与性能关系,揭示结构与性能之间的内在联系及其基本规律,以期对高聚物材料的合成、加工成型、测试、选材和开发更多的高分子材料提供理论依据。因此,我们当前紧要的任务,是更深入地研究两者的内在联系和基本规律。
结构决定性能。从微观角度看高分子,它们的分子链是很庞大的,并且大部分组成是不均一的。为了方便研究,人们把高分子结构分成四个不同的层次组成。高分子的链结构也称为一级结构,指单个大分子内与基本结构单元有关的结构,包括结构单元的化学组成、链接
[2]方式、构型、支化和交联以及共聚物的结构。研究的对象是单个分子链中一个或者几个结
构单元的化学结构和立体化学结构。二级结构指的是若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。具有一定

构象的高分子链通过范德华力或氢键的作用聚集成一定规则排列的高分子聚集体,其构象包括无规线团、伸直链、折叠链、锯齿链和螺旋链。三级结构是指在单个大分子二级结构基础上,许多这样的大分子聚集在一起而成的结构,也叫聚集态结构或超分子结构,与这些微观结构相应的宏观结构有结晶结构、非结晶结构、液晶结构和取向结构。如何描述高分子聚集体中分子之间的堆砌属于四级结构,是不同高分子之间或高分子与添加剂分子之间的排列或堆砌的更层次的结构,又称织态结构。
由这些结构所决定的高分子的性能种类繁多,如反应功能的高分子、分离高分子、膜用高分子、电功能高分子、光功能高分子、液晶高分子等。
聚合物的结构,包括不同功能团、侧基、端基、分子构造、高分子链的骨架、高分子的聚集态等都造就了高分子的性能,并对其产生很大的影响。
首先,高分子的特点决定了它的与众不同,高分子的分子量相对小分子大很多,使得它能够完成很多以往小分子没有办法完成的重任。
其次,高分子的结构对它的性能起着重要的作用。
一级结构中,高分子官能团对其性能起着决定性的作用。官能团是化合物的身份证明,

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