聚合物的结构
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2.4聚合物的取向态结构 聚合Fra Baidu bibliotek分子链或链段在外力作用下沿外力方向上的优势平行 排列称为取向。
当取向的聚合物处于其Tg以下时，这种优势平行排列就被 “冻结”，所得的局部有序结构称为聚合物的取向态。
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（3） 无规立构高分子（atactic polymer)：主链上相 邻重复结构单元中C*的立体构型是随机的，紊乱无规则 连接。
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1.3 共轭双烯聚合物的分子结构 丁二烯：CH2=CHCH=CH2
1,2-加成结构 反式1,4-加成结构 顺式1,4-加成结构 其中1,2-加成结构又存在1,2-全同立构、1,2-间同立构和1,2-无 规立构。
聚合物是由许多单个聚合物分子堆砌 而成的，因而其结构可从三方面来说 （1）一次结构---构型； （2）二次结构---构象； （3）三次结构/聚集态结构/超分子结 构。
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一、 一次结构
1.1 单体单元的连接方式 对于结构不对称的单体，其单体单元在高分子链中的连接
方式可有三种基本方式。 以单取代乙烯基单尾 体CH2=C首H(X头为) 例，其单体单元结构如下：
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丙烷
重叠构象
丁烷的稳定构象
交叉构象 （稳定构象）
反式交叉构象（t) 旁式交叉构象(g) 旁式交叉构象（g’）
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由于不同构象之间的旋转势垒不大，可由分子的热运动所克 服，因此聚合物分子链的原子或原子团可绕其中的单键发生 自由旋转，使聚合物分子表现出多种构象，从而使聚合物分 子表现为不同的形状。
b、两相球粒模型
又称折叠链缨状胶束粒子模型， 该模型认为非晶态聚合物并不 是完全无序的，而是存在着局 部有序区域，即非晶态聚合物 包含有无序和有序两部分。
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3.3、聚合物的液晶态结构
液晶态是晶态向液态转化的中间态，既具有晶态的有序性 （导致各向异性），又具有液态的连续性和流动性。
（1）近晶型液晶：又可细分为9类， 共同特点是分子链中的棒状介晶单 元相互平行排列成层状结构，具有 二维以上的有序性，介晶单元可在 层内运动，但不能在不同层间穿越， 因此层与层之间可发生相互滑动， 但难以发生垂直于层面方向的流动。
单体单元连接方式可有如下三种：
首(头)-尾连接
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首-首连接
尾-尾连接
1.2 高分子的立体异构 （1） 全同立构高分子：任何两相邻重复结构单元中 C*的立体构型相同，全部为D型或L 型： DDDDDDDDDD或LLLLLLLLLLL
（2） 间同立构高分子（syndiotactic polymer)：主链上相 邻重复结构单元中C*的立体构型互不同, 即D型与L型相间连接 LDLDLDLDLDLDLD；
（2) 近邻松散折叠链模型 与近邻规整折叠链模型不同的
是，该模型认为虽然分子链再进 入折叠结构时也是发生在相邻位 置，但其曲折部分并不是短小和 规整的，而是松散和不规则的， 它们构成了结晶聚合物中的非晶 区。
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3.2 聚合物的非晶态结构
a、无规线团模型
非晶态聚合物中，每条分子链 都取无规线团构象，不存在有 序性，因此非晶态聚合物在聚 集态结构上是均匀的.
研究掌握聚合物的聚集态结构与性能的关系，对选择合适 的加工成型条件、改进材料的性能，制备具有预期性能的聚 合物材料具有重要意义。
聚合物的聚集态结构主要包括晶态结构、非晶态结构、 液晶态结构和取向态结构。
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2.1聚合物的晶态结构
聚合物的结晶态是一种三维长程有序结构 。 a、缨状胶束模型
缨状胶束模型：结晶聚合物中晶区 与非晶区紧密混合，互相穿插，同 时存在。晶区的分子链相互平行排 列成规整结构，而非晶区分子链的 堆砌完全无序。其中晶区尺寸较小， 分子链长度远大于晶区长度，因此 一条分子链可同时穿越数个晶区和 非晶区。
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b、折叠链模型
（1) 近邻规整折叠链模型: 聚合物晶体中分子链以反复平行
折叠的形式排列，折叠时相连的链 段在晶片中的空间排列总是相邻的， 分子链折叠时其曲折部分所占的比 例很小，结晶聚合物中的非晶区是 由分子链折叠时的曲折部分、分子 链的末端以及分子链的一些错位结 构所组成。
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随分子链三种稳定构象（t, g, g’)的相对含量及连接顺序 不同，分子链可表现为伸直链、无规线团、折叠链和螺旋 链等宏观构象：
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三、 三次结构
聚合物的聚集态结构也称超分子结构，是指聚合物内分子 链的排列与堆砌结构。
相同链结构的同种聚合物，在不同加工成型条件下，也可 能产生不同的聚集态结构，所得制品的性能也会截然不同。
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而异戊二烯则可形成四种不同的单体单元： 异戊二烯:
3,4-加成 1,2-加成 反式1,4-加成 顺式1,4-加成
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二、聚合物的二次结构
2.1 聚合物分子链的构象
与小分子有机化合物相似，聚合物分 子链中的单键也可以发生旋转。 分子中的原子或原子团因围绕单键旋 转而产生的不同空间排列顺序称为构 象。 分子中所含的单键数越多，能形成的 稳定构象数也越多。
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（2）向列型液晶：刚性介晶单元 虽然也平行排列，但不分层次， 其重心排列是无序的，只有一维 有序性，介晶单元可沿其长轴方 向运动而不影响液晶结构，因此 很容易在外力作用下沿长轴方向 流动，是三种液晶结构中流动性 最好的，其高分子熔体或高分子 溶液的黏度最小。
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（3）胆甾型液晶：能够形成胆甾型 液晶的高分子必须含有不对称碳原子。 胆甾型液晶结构中，棒状介晶单元分 层平行排列，在每个单层内介晶单元 的排列与向列型相似。由于伸出在层 面平面外的光学活性基团的作用，相 邻两层中介晶单元的长轴依次有规则 地扭转一定角度，层层累加形成螺旋 堆砌结构，介晶单元的长轴在旋转 360o 后 复 原 ， 两 个 介 晶 单 元 取 向 相 同的层之间的距离称为胆甾型液晶的 螺距。
2.4聚合物的取向态结构 聚合Fra Baidu bibliotek分子链或链段在外力作用下沿外力方向上的优势平行 排列称为取向。
当取向的聚合物处于其Tg以下时，这种优势平行排列就被 “冻结”，所得的局部有序结构称为聚合物的取向态。
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（3） 无规立构高分子（atactic polymer)：主链上相 邻重复结构单元中C*的立体构型是随机的，紊乱无规则 连接。
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1.3 共轭双烯聚合物的分子结构 丁二烯：CH2=CHCH=CH2
1,2-加成结构 反式1,4-加成结构 顺式1,4-加成结构 其中1,2-加成结构又存在1,2-全同立构、1,2-间同立构和1,2-无 规立构。
聚合物是由许多单个聚合物分子堆砌 而成的，因而其结构可从三方面来说 （1）一次结构---构型； （2）二次结构---构象； （3）三次结构/聚集态结构/超分子结 构。
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一、 一次结构
1.1 单体单元的连接方式 对于结构不对称的单体，其单体单元在高分子链中的连接
方式可有三种基本方式。 以单取代乙烯基单尾 体CH2=C首H(X头为) 例，其单体单元结构如下：
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丙烷
重叠构象
丁烷的稳定构象
交叉构象 （稳定构象）
反式交叉构象（t) 旁式交叉构象(g) 旁式交叉构象（g’）
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由于不同构象之间的旋转势垒不大，可由分子的热运动所克 服，因此聚合物分子链的原子或原子团可绕其中的单键发生 自由旋转，使聚合物分子表现出多种构象，从而使聚合物分 子表现为不同的形状。
b、两相球粒模型
又称折叠链缨状胶束粒子模型， 该模型认为非晶态聚合物并不 是完全无序的，而是存在着局 部有序区域，即非晶态聚合物 包含有无序和有序两部分。
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3.3、聚合物的液晶态结构
液晶态是晶态向液态转化的中间态，既具有晶态的有序性 （导致各向异性），又具有液态的连续性和流动性。
（1）近晶型液晶：又可细分为9类， 共同特点是分子链中的棒状介晶单 元相互平行排列成层状结构，具有 二维以上的有序性，介晶单元可在 层内运动，但不能在不同层间穿越， 因此层与层之间可发生相互滑动， 但难以发生垂直于层面方向的流动。
单体单元连接方式可有如下三种：
首(头)-尾连接
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首-首连接
尾-尾连接
1.2 高分子的立体异构 （1） 全同立构高分子：任何两相邻重复结构单元中 C*的立体构型相同，全部为D型或L 型： DDDDDDDDDD或LLLLLLLLLLL
（2） 间同立构高分子（syndiotactic polymer)：主链上相 邻重复结构单元中C*的立体构型互不同, 即D型与L型相间连接 LDLDLDLDLDLDLD；
（2) 近邻松散折叠链模型 与近邻规整折叠链模型不同的
是，该模型认为虽然分子链再进 入折叠结构时也是发生在相邻位 置，但其曲折部分并不是短小和 规整的，而是松散和不规则的， 它们构成了结晶聚合物中的非晶 区。
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3.2 聚合物的非晶态结构
a、无规线团模型
非晶态聚合物中，每条分子链 都取无规线团构象，不存在有 序性，因此非晶态聚合物在聚 集态结构上是均匀的.
研究掌握聚合物的聚集态结构与性能的关系，对选择合适 的加工成型条件、改进材料的性能，制备具有预期性能的聚 合物材料具有重要意义。
聚合物的聚集态结构主要包括晶态结构、非晶态结构、 液晶态结构和取向态结构。
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2.1聚合物的晶态结构
聚合物的结晶态是一种三维长程有序结构 。 a、缨状胶束模型
缨状胶束模型：结晶聚合物中晶区 与非晶区紧密混合，互相穿插，同 时存在。晶区的分子链相互平行排 列成规整结构，而非晶区分子链的 堆砌完全无序。其中晶区尺寸较小， 分子链长度远大于晶区长度，因此 一条分子链可同时穿越数个晶区和 非晶区。
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b、折叠链模型
（1) 近邻规整折叠链模型: 聚合物晶体中分子链以反复平行
折叠的形式排列，折叠时相连的链 段在晶片中的空间排列总是相邻的， 分子链折叠时其曲折部分所占的比 例很小，结晶聚合物中的非晶区是 由分子链折叠时的曲折部分、分子 链的末端以及分子链的一些错位结 构所组成。
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随分子链三种稳定构象（t, g, g’)的相对含量及连接顺序 不同，分子链可表现为伸直链、无规线团、折叠链和螺旋 链等宏观构象：
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三、 三次结构
聚合物的聚集态结构也称超分子结构，是指聚合物内分子 链的排列与堆砌结构。
相同链结构的同种聚合物，在不同加工成型条件下，也可 能产生不同的聚集态结构，所得制品的性能也会截然不同。
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而异戊二烯则可形成四种不同的单体单元： 异戊二烯:
3,4-加成 1,2-加成 反式1,4-加成 顺式1,4-加成
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二、聚合物的二次结构
2.1 聚合物分子链的构象
与小分子有机化合物相似，聚合物分 子链中的单键也可以发生旋转。 分子中的原子或原子团因围绕单键旋 转而产生的不同空间排列顺序称为构 象。 分子中所含的单键数越多，能形成的 稳定构象数也越多。
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（2）向列型液晶：刚性介晶单元 虽然也平行排列，但不分层次， 其重心排列是无序的，只有一维 有序性，介晶单元可沿其长轴方 向运动而不影响液晶结构，因此 很容易在外力作用下沿长轴方向 流动，是三种液晶结构中流动性 最好的，其高分子熔体或高分子 溶液的黏度最小。
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（3）胆甾型液晶：能够形成胆甾型 液晶的高分子必须含有不对称碳原子。 胆甾型液晶结构中，棒状介晶单元分 层平行排列，在每个单层内介晶单元 的排列与向列型相似。由于伸出在层 面平面外的光学活性基团的作用，相 邻两层中介晶单元的长轴依次有规则 地扭转一定角度，层层累加形成螺旋 堆砌结构，介晶单元的长轴在旋转 360o 后 复 原 ， 两 个 介 晶 单 元 取 向 相 同的层之间的距离称为胆甾型液晶的 螺距。