第一章高分子的几何形状和结构汇总

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(完整版)高分子物理重要知识点

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高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。

相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。

一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。

英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。

前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。

这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。

与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。

(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。

高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。

此外,高分子不能气化,常难溶,粘度大等特性也与结构特点密切相关。

1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类:(1)碳链高分子,主链全是碳以共价键相连:不易水解(2)杂链高分子,主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子:由缩聚或开环得到,因主链由极性而易水解、醇解或酸解(3)元素有机高分子,主链上全没有碳:具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性(4)梯形和螺旋形高分子:具有高热稳定性由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链。

高分子物理重要知识点

高分子物理重要知识点

高分子物理重要知识点(1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档高分子物理重要知识点(1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。

相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。

一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。

英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。

前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。

这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。

与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。

(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。

高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容名称内容备注链结构一级结构(近程结构)结构单元的化学组成键接方式构型(旋光异构,几何异构)几何形状(线形,支化,网状等)共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构(远程结构)构象(高分子链的形状)相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构(聚集态结构、聚态结构、超分子结构)晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上,许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。

高分子物理-1-构象详解

高分子物理-1-构象详解

t 伸展 g 弯曲
• 内旋转能力强,足以克服t与g之间的位垒
旁式多
构象数多
分子链卷曲
柔性好
• 内旋转能力弱,不足以克服位垒
反式多
构象数少
分子链伸展
柔性差(刚性好)
柔顺性 平衡态柔顺性(静态柔性) 动态柔顺性
• 平衡态柔顺性 (Flexibility at equilibrium state)是 指热力学平衡条件下的柔性,取决于反式与旁式构 象之间的能量差utg(构象能)。
答案:否!
实际聚合物链的内旋转存在障碍,即不同聚 合物链的内旋能力不同。
4. 内旋转障碍
单键的内旋转是导致高分子链呈卷曲构象的原 因,但内旋转并不是完全自由的。
(1)键角的限制 单键内旋转时,各个键之间的键角保持不变。
(2)立体位阻 当碳链上不带有任何其它原子或基团时,C-C键的内 旋转应该是完全自由的。但碳链上总要带有其它原子或 基团,内旋转必然受到阻碍,旋转时需要消耗一定的能 量,因此旋转不自由。
(2) 外力
(3) 溶剂
* 内因
(1) 主链结构 :决定性因素,影响最显著
(a) 主链全部由单键组成的 C-C, C-O, C-N, Si-O
由于每个单键都能旋转,因此一般柔性较好
规律:
* 键长和键角增大,近邻非键合原子少,都使内旋转容 易,柔性增加 * 主链上O,Si原子的存在会增大非近邻原子之间的距离, 使内旋转容易,柔性增加
CH3 H
CH3
C
H
H
H
CH3
H
H
C
H
H
CH3
CH3
CH3
H
C
H
H
H
顺式

第一章__高分子链的结构 011022

第一章__高分子链的结构 011022

第一章高分子链的结构10学时概述§1.1 高分子链的近程结构高分子链的化学结构高分子链的立体化学结构§1.2 高分子链的远程结构高分子链的构象与柔顺性高分子链构象的统计理论和柔性的定量描述掌握内容:1、高分子结构特点、各层次结构的主要内容及链结构与性能的关系2、构象、构型、柔顺性和链段等基本概念及定量描述3、影响柔顺性的因素,并能根据分子结构判断柔顺性的大小理解内容:1、几何算法、高斯统计法计算几种均方末端距的假设、计算过程2、静态柔顺性与动态柔顺性概述1 高聚物的特点:①分子量很大。

比小分子高出好几个数量级。

②链式结构:由很大数目的结构单元(103-105)以共价键相连接而构成。

③链的柔顺性:主链有一定的内旋转自由度,并由于热运动,链的形状可以不断改变。

(产生非常多的构象:DP=100的PE,构象数1094。

)④分子量和分子尺寸的多分散性。

各个分子的分子量和结构都存在或多或少地差异。

所以,高分子的分子量和分子尺寸只能是某种意义上的统计平均值。

我们只能通过某种测量手段知道这种统计平均值。

⑤由于分子量很大,所以分子间的相互作用对凝聚态结构和物理性能有着重要影响。

⑥物质结构的多层次性。

如链结构、凝聚态结构、织态结构等许多层次。

凝聚态的有序程度变化很大,依赖于加工条件。

2. 高分子结构的层次:物质的结构:指在平衡态分子中原子之间或平衡态分子间在空间的几何排列。

Short-range structure(1)高分子链的近程结构:又称化学结构或一级结构,指的是单个分子的结构和形态,它研究的是单个分子链中原子或基团的几何排列情况。

近程结构研究的范围为高分子的构造和构型。

指的是单个高分子内结构单元的化学结构(构造)和立体化学结构(构型)。

Long-range structure(2)高分子链的远程结构:又称二级结构。

研究的是分子的大小和形态,链的柔顺性和分子的构象。

例如:是伸直链、无规线团还是折叠链、螺旋链等。

高物第一章

高物第一章

80~100
120
135
32
1.1.3 共聚物的序列结构
无规共聚物 Random copolymer, Poly(A-ran-B)
— A—B—A—A—B—A—A —A—B—B—A—B—
例:
丁苯橡胶 (SBR)
33
交替共聚物 Alternating Copolymer, Poly(A-alt-B)
X
X C CH2
H H
C CH2
X H C
X X
C CH2
H
CH2
CH2
CH2
55
Application in biochemistry
淀粉
同一 方向 连接
-linkage up-up-up-up configuration
纤维素
Glucose葡萄糖
旋转 180° 连接
-linkagedown-up-down-up configuration
H Cl H Cl H Cl H Cl H Cl -CH2-C-CH2-C-CH2-C-CH2-C-CH2-C -
头尾连接
H Cl H H Cl Cl H Cl H
-CH2-C-CH2-C-C-CH2-C-CH2-C-CH2 -
Cl
42
头头(尾尾)连接
1.2.2 几何异构
由双键产生
H
H C=C R R H C=C H R
56
旋光异构的理想情况
M H M H M H M H M H M H M H
C
C CH2
C
CH2
C
CH2
C
CH2
C
CH2
C
CH2 CH2
全 同

高分子教程第一章-绪论-3

高分子教程第一章-绪论-3

2、二级结构
• 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。 • 构象:高分子链由于单键内旋转而产生的分子在 空间的不同形态称为构象(或内旋转异构体),属 于二级结构。 • 构象与构型的根本区别:构象通过单键内旋转可 以改变,而构型无法通过内旋转改变。
高分子链的基本构象
无规线团
伸直链
1,4加成,反式
1,2加成,间同
1,2加成,全同
• 3)分子构造
• 构造是指聚合物分子的各种形状。 • 一般为线形,还有支化高分子、接技梳形高分子、星形高 分子、交联网络高分子、树枝状高分子、“梯形” 高分 子、双螺旋型高分子等。
线形高分子
无规支化 梳型支化 星型支化 交联网络
• 线形高聚物可以在适当溶剂中溶解,加热可以熔融,易于 加工成型;如大多数的热塑性高分子 • 支化对物理机械性能的影响有时相当显著: • 支化程度越高,支链结构越复杂,影响高分子材料的使用 性能越大;支化点密度或两相临支化点之间的链的平均分
高,以利于结晶,从而有较高的强度,便于拉伸和取向。 • 用作维尼仑的聚乙烯醇(
CH2 CH OH
),只有头-尾
键接时,其上的羟基才可以与甲醛缩合生成聚乙烯醇缩甲
醛,当为头-头键接时,羟基不易缩醛化,使其上保留过
多的羟基,这是造成纤维缩水性强、强度低的主要原因。
• 2)构型 • 是指分子中由化学键 所固定的原子在空间的排列。 这种排列是稳定的, 要改变构型必须经过化学键 的断裂和重组。
锯齿链
折叠链
螺旋链
3、三级结构和四级结构
• 三级结构指在单个大分子二级结构基础上,许多这样的大
分子聚集在一起而形成的结构,也叫聚集态结构或超分子

高分子的构型和构象

高分子的构型和构象

高分子的构型和构象
高分子化合物的构型和构象是理解其物理性质和化学性质的关键所在。

下面我将自创一些关于高分子构型和构象的描述,以帮助您更好地掌握这两个概念。

首先,让我们谈谈高分子的构型。

构型是指分子中原子的空间排列方式,它是固定的,不随时间和环境的变化而改变。

对于高分子来说,由于其链状结构的特点,构型通常涉及链段之间的相互关系和整个分子链的弯曲、折叠等形态。

高分子的构型决定了其空间占据方式和与其他分子的相互作用方式,进而影响其溶解性、熔点、机械强度等物理性质。

例如,线性高分子和支化高分子的构型差异会导致它们在溶液中的行为截然不同。

接下来,我们讨论高分子的构象。

构象是指分子中原子或基团在空间中的相对位置和取向,它不同于构型,是可以随时间和环境的变化而改变的。

对于高分子而言,由于其链状结构的长度和复杂性,构象的变化尤为丰富。

高分子链可以在不同的能量状态下呈现出不同的构象,如卷曲、伸展、螺旋等。

这些构象的变化不仅影响高分子的物理性质,还与其化学反应活性密切相关。

例如,某些高分子在特定构象下可能更容易与其他分子发生反应,从而改变其化学性质。

综上所述,高分子的构型和构象是两个相互影响、相互制约的因素。

通过深入理解和掌握这两个概念,我们可以更好地揭示高分子的结构和性质之间的关系,为高分子材料的设计和应用提供有力支持。

高分子物理课件1高分子链的结构

高分子物理课件1高分子链的结构

分 子
(一根 高分子)
二次(远程)结构:大分子链的构象,即 空间结构,以及链的柔顺性等。

三次结构:高分子之间通过范德华力
构 高分子聚

集态结构 (一群高
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、液晶态 等。
次 分子)
高次结构:三次结构的再组合。
➢在加工成型中,可以形成分子的取向和织态结构,从
1 高分子链的结构
元素高分子
✓ 分子主链含Si,P, Al, Ti, As, Sb, Ge等元素的高分 子。如硅橡胶:
CH3
Si
O
n
CH3
➢这类高聚物的特点是具有无机物的热稳定性, 有机物的弹性和塑性。但强度较低。
1 高分子链的结构
梯形聚合物
✓ 分子主链不是单链而是象“梯子”或“双股 螺旋线”。如聚丙烯晴纤维加热时,升温过 程中环化,芳构化形成梯形结构(进一步升 温可得碳纤维),可作为耐高温高聚物的增 强填料。
而改变高聚物的原有性能。
1 高分子链的结构
教学内容: 一根高分子链的化学组成、结构单元(重复 单元)之间的键合方式(构型)、形状(构造)、形态 (构象)。
教学目的: 通过本章的学习全面掌握高分子的组成、结合 方式、形状及形态,建立起长链大分子的概念、无规线团 概念和链段的概念,初步了解高分子链的结构与性能之间 关系。
1 高分子链的结构
CH2
CH2
CH2
CH
CH
CH
C
C
C
聚合
N
N
N
CH2 CH2 CH2
CH CH CH 脱氢
环化
C
C
C
N
N

第一章高分子的几何形状和结构汇总

第一章高分子的几何形状和结构汇总

第一章:高分子的几何形状和结构(1)问答题:0 。

高分子结构的内容?答:高分子结构的内容可分为链结构和聚集态结构两个组成部分。

链结构又分为近 程结构和远程结构。

近 程结构包括构造与构型。

近程结构属于化学结构,又称一 级结构。

远程结构包括分子的大小与形态。

链的 柔顺性及分子在各种环境中所采 取的构象。

远程结构又称二级结构。

链结构指单个分子的结构和形态。

聚 集结构 是指高分子材料整体的内部结构,包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态 结 构以及织态 结构。

前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的,又称 三级结构。

织态结构和高分子在生物 体中得结构则属于更高级的结构。

1 。

线形,枝化,胶联高聚物的异同点?答:一般高分子都是线形的,分子长链可以蜷曲成团,也可以伸展成直线。

线形高 分子的分子间没有化学 键结合,在受热或者受力情况下分子间可互相移动,因此 线形高聚物可以在适当溶剂中溶解,加热时可以 熔融,易于加工成型。

枝化高分子的化学性质与线形分子相似,但枝化对物理机械性能的影响有时相 当的显著。

支化程度越高,支链结构越复杂,则影响越大。

例如无规支化往往降低高聚物 薄膜的拉伸度。

以无规支化高分子制成的橡胶,其抗张强度及伸长率均不及线形分子制成的橡胶。

交连与支化是有本质区别的,支化的高分子能够溶解,而交联的高分子是不溶 不熔的,只有当交联度 不太大时能在溶剂中溶胀。

高分子的交联度不同,性能也 不同,交联度小的橡胶弹性较好,交联度大的橡 胶弹性就差,交联度再增加,机 械强度和硬度都将增加,最后将失去弹性而变脆。

2 。

二元共聚物的共聚方式?交替共聚物,无规共聚物,嵌段共聚物,接枝共聚物。

3 。

分子结构对高分子链柔顺性的影响? p18主链结构:侧基:链的长短: (2)名词解释:1 。

构型 : 指某一原子的取代基在空间的排列。

2 。

构象 : 由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象。

(构造: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。

高分子物理 第一章 高分子链结构 课件

高分子物理  第一章  高分子链结构  课件

型的高分子,每个结构单元都有一个不对称碳 原子(手性中心(Chiral center),按不对称碳 原子上取代基的排列方式,可得到三种不同的 旋光异构体: 全同 间同立构 无规立构
(有规立构)
问 题
(1) 高分子链是有规立构还是无规立构 取决于什么? (2) 有同学说:化学键C—C是可以内旋 转的,那么可以通过C—C键的旋转来 改变立构规整性,此提法对不对,为什 么?
二、结构单元的键接方式
键接结构是指结构单元在聚合中是按什么方式键接 成长链高分子的。
问 题
对缩聚物有无此问题? 对PE有无此问题? 对单取代烯类单体,有无此问题? 键接方式有那两种方式?
三、构型与构象: 构型(Configuration):
指分子中由化学键所固定的原子或基团在 空间的几何排列。 要改变构型必须通过化学键的断裂和重组。
1、空间:原子、分子、球晶、块体 2、时间:折叠链 伸直链 不稳定 稳定 几千年
由 折叠链 → 伸直链
分子运动时间:几秒 → 几千年 3、浓度: 极稀 、 亚浓 、 浓
二、高聚物结构的主要特点
• 大分子链由许多结构单元组成。 • 共价键组成的大分子分子间力很大(远大于共价键键 能),高聚物无气态。 • 大分子链具有内旋自由度,因此高分子链具有刚柔性 之分。 • 凝聚态结构包括:晶态、非晶态、取向态、织态、液 晶态。
(3)实际高分子链 既有键角限制、又有位垒限制 柔性比前两种都差。
二、高分子链的构象统计:
(The Statistical Conformation of Polymer Chain) 长链分子主链单键的内旋转赋予高分子以柔性, 致使高分子链可任意取不同的卷曲程度,高分子链的 卷曲程度可以用高分子链的末端距来度量。

高分子物理第1章

高分子物理第1章

优点: (1)大多数都具有好的可塑性; (2)通常来讲加工成型比较容易; (3)原料来源比较丰富,成本低; 缺点: (1)大多数都容易燃烧; (2)耐热性比较差; (3)容易老化;
2.1 主链的化学组成
② 杂链高分子 主链除C原子外还有其它原子如O、N 、S等,并以共价键 联接,缩聚反应而得,如聚对苯二甲酸乙二脂(涤纶) 聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等
实际上
由于C带有其他的原子或基团,电子云间的排斥作用使 C-C单键内旋转受到阻碍,导致高分子链在空间可能有 的构象数远小于自由内旋转的情况,数目相当多,同样 呈线团状卷曲状态
3. 构象
极端情况:
当高分子链上每个键都能完全自由旋转(自由联接 链),“链段”长度就是键长——理想的柔性链(不 存在)。 当高分子链上所有键都不能内旋转——理想的刚性 分子(不存在),“链段”长度为链长。
CH2
CH
CH
CH
n
反式
nH2C
CH
CH
n CH2
间同 无规
顺式
CH
CH2
③键接异构: 结构单元在高分子链中的连接方式 单烯类单体中,除乙烯分子是完全对称的,其结构单 元在分子链中的键接方法只有一种外,其它单体因有 不对称取代,故有3种连接方式:头-头,尾-尾,头-尾
2.2 高分子链的构型
─ CH 2
O C ─ O ─ C ─ O ─ │ H │ C │ H ─ H │ C │ H ─ O
涤纶
耐热性和强度性能都比纯粹的碳链高聚物要高一些,通 常可以作为工程塑料。 主链带有极性,容易水解、醇解或者酸解。
2.1 主链的化学组成
2.4 共聚物的序列结构

第1章高分子链的结构

第1章高分子链的结构
第1章 高分子链的结构
高分子结构
链结构(单个高分子) 一级结构(近程结构) 结构单元的化学组成、构型、 构造和共聚物序列结构 二级结构(远程结构) 高分子链的构象、高分子的大 小(分子量及分布)
凝聚态结构(许多高分子) 三级结构 高分子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、液晶态及织态等。
1.2.3 高分子链的构象统计
高分子由于单键的内旋转,分子具有许多不同的构象。
由于热运动,高分子以及它的链段在不停地运动着,即所谓
微布朗运动。
h
末端距:线形高分子链的一端 至另一端的直线距离,用 h 表
示。
由 于 h 的 方 向 是 任 意 的 , 故 h 0 ,而末端距统计值
对于合成橡胶,希望得到高顺式结构。
1.1.2 高分子链的构型
键接异构
H2C CH
1 2X
RH2C CH
X
RH2C CH CH2 CH
X
X
H2C CH
X
CH2 CH CH CH2
XX
RH2C CH CH2 CH nCH2 CH
X
X
X
CH2 CH CH CH2 CH2 CH
XX
X
1.1.2 高分子链的构型
聚合物的立构规整性影响聚合物的结晶能力。聚合物的立 构规整性好,分子排列有序,有利于结晶。高结晶度导致 高熔点、高强度、高耐溶剂性。
-烯烃聚合物 无规PP,非结晶聚合物,蜡状粘滞体,用途不大 。 全同PP和间同PP,是高度结晶材料,具有高强度、高耐 溶剂性,用作塑料和合成纤维。全同PP的Tm为175oC,可 耐蒸汽消毒。
注:对高分子来说,关心的不是具体构型(左旋或右旋),而 是构型在分子链中的异同,即全同(等规)、间同或无规。

高分子物理总结

高分子物理总结

含双键聚合物 定义:C=C上的取代基在双键两侧排列的方式不同而 形成的顺式、反式构型。 e.g. 聚异戊二烯 1,2或3,4加成 有头-尾,头-头,顺序异构 1,4加成 有几何异构
CH2 C CH3 顺式 C
CH2 H
CH2 C CH3 反式 C
H CH2
支化和交联
高分子链的几何形状
温度 温度增加,柔顺性增加 外力 (动态柔顺性)

外力作用速度缓慢时,柔顺性容易显示 外力作用速度快时,柔顺性无法体现 (分子链来不及内旋转, 从而不能改变构象)
溶剂
溶剂对分子链间的相互作用,对高分 子的形态有十分重要的作用
第二章

基本概念:
物质的凝聚态与相态;高聚物分子间作用力;高聚物的结 晶形态和结构、凝聚态结构模型、高聚物的结晶过程、结 晶对高聚物物理机械性能的影响;结晶热力学;高聚物的 取向态和结晶态结构



极性↑ 柔性↓ 非极性 弱极性 强极 性 取代基沿分子链的排布距离对柔顺性的影响 排布距离↓ 柔顺性↓ 聚1,2-二氯乙烯 ﹤ PVC ﹤ 氯化PE ﹤ PE

取代基在主链上的对称性 对称分布:分子链间距↑、分子偶极距减小→ 分子间作用力↓,内旋转较易
X CH2 C X n

1.4 分子间作用力
链结构:规整性、分子间作用力影响聚集态
结构 1.4.1分子间作用力的类型 范德华力 静电力、诱导力、色散力 没有 方向性和饱和性,作用范围小于1nm,作用 能比化学键小1-2个数量级 氢键
内聚能密度
描述分子间作用力大小的参数 内聚能:为克服分子间的作用力,把1mol液体或固 体分子移到其分子间的引力范围之外所需要的能量。 (2-27) E H ΔE:内聚能 v RT ΔHν:摩尔蒸发热(或摩尔升华热ΔHs) RT:转化为气体时所做的膨胀功 内聚能密度(CED): 单位体积的内聚能。

第1章 高分子链结构

第1章  高分子链结构

1.2.1 高分子链的内旋转构象
乙烷分子,假若视线在C-C键 方向,则两个碳原子上键 接的氢原子重合时为顺式, 相差60°时为反式。
丁烷分子,中间的那个C-C键, 每个碳原子上连接着两个 氢原子和一个甲基。
图中,φ=-180°时,为反 式 交 错 构 象 ; φ = -60° 和 60° 时 , 为 旁 式 交 错 构 象 ; φ = -120° 、 120° 时 , 为 偏 式 重 叠 构 象;φ=0°时,两个甲 基完全重叠,分子势能最 高,为顺式重叠构象。
• 如: PE、PS、PP、PVC 等 • 2、杂链高分子
CH2 CH2
• 主链由二种或更多原子以共价键联结 • 主要是C、O、N、S等原子 • 如:尼龙6、尼龙66、PET等
CH2 CH Cl
N (CH 2)5 C
C
H
O
O
C O CH2 CH2 O O
第1章 高分子链的结构
• 3、元素有机高分子
B B BBBBB
1.1.4 共聚物的序列结构
• 不同序列结构的特点
• 无规、交替——它们都属于短序列共聚物。 改变了结构单元的相互作用状况,因此其性能与相应 的均聚物有很大差别 如:PE 和 PP 均为塑料;乙烯 丙烯的无规共聚物是乙丙橡胶
• 嵌段、接枝——它们都属于长序列共聚物。 保留了部分原均聚物的结构特点,因而其性能与相应 的均聚物有一定联系 如:HIPS 高抗冲聚苯乙烯
不同分子构造聚合物的性能特点
• 分子构造对聚合物的性能有很大影响。 • 线形聚合物,可以在适当溶剂中溶解,加热时可以熔
融,易于加工成型。 • 支化聚合物的化学性质与线形聚合物相似,但其物理
机械性能、加工流动性能等受支化的影响显著。 • 一般的无规交联聚合物是不溶不熔的,只有当交联程

高分子结构.ppt

高分子结构.ppt

1-4高分子链的支化与交联
• 大分子链的形式有:
线型(linear) 支化(branching) 网状(network)
1-4-1线型大分子链
• 一般高分子是线型的。它是由含二官能团的反应
物反应的,如前所述的聚氯乙烯和聚酯,分子长 链可以卷曲成团,也可以伸展成直线,这取决于 分子本身的柔顺性及外部条件。
C
C
C
聚 合 C
C
C
环 化 C
C
C
NN N
NNN
NNN
这类聚合物的特点:热稳定性好,因 为受热时链不易被打断,即使几个链 断了,只要不在同一个梯格中不会降 低分子量。
1-2 键接结构
• 1-2-1单烯类(CH2=CHR) (P6 ) • 头-头 • 尾-尾 • 头-尾 • 无规键接
1-2-2 双烯类单体
• 交联点密度:交联的结构单元占总
结构单元的分数,即每一结构单元 的交联几率。
应用:
• 橡胶硫化就是在聚异戊二烯的分子间产生
硫桥
CH3
CH2C CHCH2
S
CH3
CH2C S
CHCH2
S CH2C CHCH2
CH3
应用
• 另外一种交联PE,它是经过辐射交联,使
得软化点和强度均大大提高,大都用于电 气接头,电缆的绝缘套管等
• 优点:耐热性好,强度高 • 缺点:易水解 • 这类聚合物主要用作工程塑料
1-1-3元素高分子
• 分子主链含Si,P, Al, Ti, As, Sb,
Ge等元素的高分子。如硅橡胶:
CH3
Si
O
n
CH3
• 这类高聚物的特点是具有无机物的热
稳定性,有机物的弹性和塑性。但强

高分子物理1-4资料整理

高分子物理1-4资料整理

第一章高分子的链结构一、名词解释1、高分子链结构:单个高分子的结构和形态。

高分子的聚集态结构:高分子凝聚在一起形成的高分子材料本体的内部结构。

2、近程结构:是构成高分子的最基本微观结构,包括其组成和构型。

远程结构:大分子链的构象,即空间结构,以及链的柔顺性等。

3、链段:高分子链可看作是由多个包含i个键的段落自由连接组成,这种段落称为链段。

链节:重复单元4、静态链柔性:高分子链处于热力学稳定状态时的蜷曲程度。

动态链柔性:高分子链从一种平衡构象状态转变到另一种平衡构象状态的难易程度。

5、均方末端距:线形高分子链的一端到另一端的直线距离,以h表示,h2即为均方末端距。

均方回转半径:旋转半径的平方值的平均。

(旋转半径——支化大分子链的质量中心到各个链段的质量中心的距离,是向量。

)6、自由结合链:键长l固定,键角Φ固定,内旋转自由的理想化的模型。

(键角不固定,同时不考虑内旋转位垒障碍)自由旋转链:假定链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动,不考虑空间位阻对转动的影响。

(键角固定,同时不考虑内旋转位垒障碍)等效自由结合链:将真实大分子链中的链段等同于自由结合链中的化学键,这种由ne个链段组成的高分子链就是一个自由结合链。

高斯链:等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数的高分子链。

7、刚性因子(又称空间位阻参数,刚性比值):为实测的无扰均方末端距与自由旋转链的均方末端距比值的平方根。

分子无扰尺寸:在θ条件下测得的高分子尺寸称为无扰尺寸。

(单位分子量均方末端距的平方根)等效链段长度:以等效自由结合链描述分子尺寸。

特征比:无扰链与自由链接链均方末端距的比值。

二、名词解释1、P12、P33、LDPE是低密度聚乙烯,又叫高压聚乙烯,是高压状态下自由基聚合得到的。

HDPE是高密度聚乙烯,又叫低压聚乙烯。

相比LDPE,密度大,强度高,硬度好。

LLDPE是线性低密度聚乙烯,线性低密度聚乙烯在结构上不同于一般的低密度聚乙烯,因为不存在长支链。

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第一章:高分子的几何形状和结构
(1)问答题:
0。高分子结构的内容?
答:高分子结构的内容可分为链结构和聚集态结构两个组成部分。链结构又分为近 程结构和远程结构。近 程结构包括构造与构型。近程结构属于化学结构,又称一 级结构。远程结构包括分子的大小与形态。链的 柔顺性及分子在各种环境中所采 取的构象。远程结构又称二级结构。链结构指单个分子的结构和形态。聚 集结构 是指高分子材料整体的内部结构,包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态 结
10。高斯链:因为等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数,故称等效自由结构 链。
11。高分子柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质。
12。无规线团:单键的内旋转是导致高分子链呈蜷曲构象的原因,内旋转愈是自由, 蜷曲的趋势就愈大。我 们称这种不规则的蜷曲的高分子链的构象为无规线团。 第二章:高分子的聚集态结构
结晶温度的影响: 晶片厚度的影响: 拉伸条件的影响: 高分子结构的影响: 杂质的影响:
3。**结晶度大小对高聚物性能的影响(力学性能,度与光学性质:
热性能: 其它性能:
4。**密度法测结晶度的原理(原理)?
p78其中最常用的和最经典的简单的方法就是比溶法(也叫密度法)这种方法的依据是 :分子在结晶种作有序密堆积,是晶区的密度高于非晶区的密度,或者晶区的比容小 于 非晶区的比容。。。。。。
枝化高分子的化学性质与线形分子相似,但枝化对物理机械性能的影响有时相 当的显著。
支化程度越高,支链结构越复杂,则影响越大。例如无规支化往往降低高聚物 薄膜的拉伸度。以无规
支化高分子制成的橡胶,其抗张强度及伸长率均不及线形分子制成的橡胶。 交连与支化是有本质区别的,支化的高分子能够溶解,而交联的高分子是不溶 不熔的,只有当交联度 不太大时能在溶剂中溶胀。高分子的交联度不同,性能也 不同,交联度小的橡胶弹性较好,交联度大的橡 胶弹性就差,交联度再增加,机 械强度和硬度都将增加,最后将失去弹性而变脆。
链的类型和长度等。)
3。支化度:以支化点密度或两相邻支化点之间的链的平均分子量来表示支化的程度。
4。胶联度:通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量来表示。
5。胶联结构:高分子链之间通过支链连结成一个三维空间网形大分子时即称为胶联 结 构。
6。立构方式(三种):无规(两种旋光异构单元完全无规键接);间同(由两种旋 光
构以及织态 结构。前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的,又称 三级结构。织态结构和高分子在生物 体中得结构则属于更高级的结构。
1。线形,枝化,胶联高聚物的异同点?
答:一般高分子都是线形的,分子长链可以蜷曲成团,也可以伸展成直线。线形高 分子的分子间没有化学 键结合,在受热或者受力情况下分子间可互相移动,因此 线形高聚物可以在适当溶剂中溶解,加热时可以 熔融,易于加工成型。
5。**结晶高聚物会出现边熔融边升温的现象,结晶温度,晶片厚度,拉伸条件,高 分 子的结构,
杂质对熔点的影响?
p85发生变熔融,边升温的现象,而不象低分子那样,几乎保持在一个恒定的温度下。
这种现象的存在,是因为结晶高聚物中含有完善程度不同的晶体的缘故。结晶时, 随温度降低。熔体的粘度迅速增加,分子链的活动性减小,来不及做充分的位置调 整, 使得结晶停留在不同的阶段,比较不完善的晶体将在较低的温度下熔融,而比较完善 的 晶体则需要在较高的温度下才能熔融。因而在通常的升温速度下,便出现较宽的熔融 温 度范围。在上述那种缓慢的得升温条件下,如不完善的晶体在较抵的温度下被破坏 时, 允许更完善的,因而更稳定的得晶体的生成,或者说,在这种缓慢升温的条件下,提 供 了充分的再结晶的机会。最后,所有较完善的晶体都在较高的温度下和较窄的温度范 围 内被融化,因而比容--温度曲线在熔融过程的末了出现了急剧的变化和明显的转折。
2。二元共聚物的共聚方式?
交替共聚物,无规共聚物,嵌段共聚物,接枝共聚物。
3。分子结构对高分子链柔顺性的影响?p18
主链结构:
侧基:
链的长短:
(2)名词解释:
1。构型:指某一原子的取代基在空间的排列。
2。构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象。
(构造: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
(1)问答题:
1。avrami方程,结晶速度方程?(计算)
(P71)
2。结晶速度跟温度的关系,最大结晶温度,为什么有这个关系(定性解释)?p72-73
高聚物本体结晶速度--温度曲线都呈单峰形,结晶温度范围都在其玻璃化温度与熔 点之间。
高聚物的结晶速率于温度的这种关系,是其晶核生成速度和晶体生长速度存在不同 的温度依赖性共同作用的结果。成核过程的温度依赖性与成核方式有关,异相成核可 以 在较高的温度下发生,而均相成核只有在稍低的温度下才能发生。因为温度过高,分 子 的热运动过于剧烈,晶核不易形成,或生成的晶核不稳定,容易被分子热运动所破 坏。 随着温度的降低,均相成核的速度逐渐增大,。结晶的生长过程则取决于链段向晶核 扩 散和规整堆积的速度。随温度的降低,熔体的粘度增大,链段的活动能力降低,晶体 生 长的速度下降。因此,高聚物的结晶速度随着熔体温度的逐渐降低,起先由于晶核生 成 的速度极小,结晶速度很小;之后,由于晶核形成速度增加,并且晶体生长速度有很 大 ,结晶速度迅速增大;到某一适当的温度时,晶核形成和晶体生长都有较大的速度, 结 晶速度出现最大值;此后,虽然晶核形成的速度仍然很大,但是由于晶体生长速度逐 渐 下降。结晶速度也随之下降。在熔点以上晶体将被熔融,而在玻璃化温度以下,链段 被 冻结,因此通常只有在熔点与玻璃化温度之间,高聚物的本体结晶才能发生。
异构单元交替键接); 全同(高分子全部由一种旋光异构单元键接而成)。
7。等规高聚物:全同立构的和间同立构的高聚物有时通称为等规高聚物。
8。等规度:是指高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数。
9。等效自由结构链:我们就把有若干个键组成的一段链算作一个独立的单元,称他 为
“链段”,令链段与链 段自由结合,并且无规取向,这种链称为 “等效自由结构 链”。
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