四川大学内部高分子物理课件
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2
=
1 Z
∑ r
i
2
ri r1
S2越大，即线团愈疏松，柔顺性越小。
质心
S 对线型高分子：
2
1 2 = h 6
1.4.1 h2几何法计算
1、伸展链（全反式链）
θ
PE主链
a
设键长为L，键角为α，键数为N
h 伸展
h
2 伸展
= NL
sin — a
α
2
= NL
2
cos
θ
2
2
= NL sin
α
学习方法：
1、牢固树立结构决定性能，性能反映结构 的观点 2、掌握和理解分子运动的桥梁作用 3、掌握和记忆一些曲线图 4、理论联系实际 5、创造性的或开拓性的学习
1.1.2 1、概念
聚合物结构的特点
2、聚合物结构的特点
⑴ 分子量高 ⑵ 线链状结构 ⑶ 分子间相互作用力大 ⑷ 结构、分子量和分子尺 寸都 具有多分散性 ⑸ 聚合物结构的多层次性
（二）侧基
1、极性
极性：PP<PVC<PAN 柔性： PP>PVC>PAN PBD<NR<CR PBD>NR>CR
3、空间排布
柔性： PVC<氯化PE PVC<PVDC PVC<CR PP<PＩB Ｉ
2、非极性侧基的体积
柔性：PVK<PS<PP<PE
H2 H C C O H3C C CH3 CH3
第一章：高分子链的结构
第一节：概 论
高分子物理的内容、 1.1.1 高分子物理的内容、任务及目的
高分子化学
结构 合成
合成工艺 高分子物理
高分子加工
应用
加工工艺
性能
高分子科学
高分子科学至少有三个分支： 高分子化学 高分子物理 合成工艺及设备 高分子工程 成型工艺及设备
高分子化学
合成——加工——应用的依据
1.2—二氯乙烷的构象：
U(φ)
△E △E
0
60
120
180
240
300
Φ
u（φ）～ φ的关系
交叉式： 对位交叉式 φ=180° 位能最低 反式 T 左右交叉式φ=60°300°位能较低 旁式 G,G′ 重叠式： 对映重叠式 φ=0° 位能最高 顺式 左右重叠式 φ=120°、240°位能较高
内旋转异构体（互变异构体） 内旋转异构体（互变异构体） 内旋转异构体的特点：
1、本质上是单键内旋转而产生、在一定温度下是 不断变化的。 2、变化速度非常快，存在时间为10-11～10-12S 3、处在液态或气态内的物质是各种内旋转异构体 的混合物 4、不能用化学方法分离
5、T和外力能改变内旋转异构体的相对含量， 特别是力的作用使构象很容易改变，从而得到与 外力相适应的构象
4、聚合物分子的形态是由高分子结构和分子所处 的环境所决定。在非晶态中一般为无规线团链，在晶 相中，分子链通常采取比较伸展的构象，即锯齿形构 象或螺旋形构象。 5、内旋转运动是最基础的分子运动 基团、结构单元、支链运动 内旋转 运动 链段运动 大分子运动 熔融转变 粘流化转变
次级转变
玻璃化转变
1.3.3 高分子链柔性与刚性
构型： 1、碳链高分子 2、杂链高分子
头–头（尾–尾） 单烯类 加聚物 结构 不对称 键接 方式 顺序异构 头–尾
等
无 规
规 度
等规（全同）立构 均 聚 物 非极性的 α–烯烃 加聚物 有手性 其头尾 间规（间同）立构 旋光异构 原子 键接 无规（杂同）立构 1.2–加成 烯类 加聚物 3.4 –加成 无规（杂同）立构 （ 键） 子 顺式异构 （ 1.4 –加成 式异构 异构 键） 等规（全同）立构 其头尾 间规（间同）立构 键接
∴ hfj 2 < hfr 2 < hrr 2
h 2 = KNL2
K = 1 − −10
1.4.2 h2的统计计算
1、自由连接链的末端距 直链构象：h=NL 末端重合构象：h=0 大量构象：0<h<NL 在h的定义域内，出现某一特定数值的几率有多 大？ 对于自由连接链，它是三维空间的无规飞行问 题。
一个C—C内旋转有三个比较稳定的构象（T， G，G′），假设高分子链有n个碳原子，则其 空间构象数3n（3n-3,平面构象数为2n-3）。如 无支链的PE，假设Xn=100，就有200个C原 子，可有相对稳定的构象3200-3≈1094,这是一 个非常可观的数字！
（三）晶体中的构象
平面锯齿形构象： PE 螺旋形构象： T、G相间 T、G′相间 左螺旋 右螺旋
高分子链构象随： 温度 分子间相互作用 高分子—溶剂的相互作用；外力场 而变化！
小结：
1、高分子具有许多可旋转的单键，其构象数目众 多，变化不定，形态各异。 2、每种高分子链都可以画出u（φ）～ φ曲线。 3、 u（φ）～ φ曲线的形状由近程结构所决定，反 映了内旋转受阻的程度，表明了内旋转时几种主要 构象之间的能量差别。
1.2.2
侧基与端基
1、侧基 侧基的种类、体积、极性、柔性 可发生离子化的侧基 2、端基 端基来自：⑴ 单体本身 ⑵ 引发剂 ⑶ 终止剂、分子量调节剂或溶剂
1.2.3 结构与性能的分析
1、BD + St 75% 25% 20% 80% 无序共聚— 无序共聚—丁苯橡胶 接枝共聚—耐冲击PS 接枝共聚—耐冲击PS 单相（均相）结构 两相结构
3、助剂
第四节：高分子链的构象统计
1.4.0 分子链尺寸的表示方法
1、均方末端距 末端距 h h h2 h2
平均末端距 均方末端距
均方根末端距（h2）1/2 h越大，构象数越少，分子链呈刚性
2、均方旋转半径
假定柔性高分子由Ｚ个链段组成 ●表示每个链段的质量中心称质点 ○表示整个高分链的质量中心 ri为质心至第i个质点的距离，它是一个矢量。 则： S
第二节：高分子链的近程结构
单个高分子链结构分为：局部和整链层次 局部层次：分子链的片断、链的部份结构、一 个或几个链节（或结构单元）的结构。 主要内容：结构单元的化学组成 组成单元间间位置关系 分子构型 交联与支化、端基等
1.2.1
结构单元的化学组成、 结构单元的化学组成、连接 方式、 方式、异构体和性能
MMA接枝在CR上
4、乙丙橡胶
PE 塑料 Tg=-68℃ Tg=-10 ℃
全同PP 塑料
第三节：高分子链的ຫໍສະໝຸດ Baidu程结构
关于整个高分子链（孤立的高分子链）的结构 主要内容： 高分子质量——M和MWD 高分子的构象 小分子没有的一个结构层次
1.3.1 高分子链的内旋转
PＩB： 长度 L=2.5x104nm 直径 D=0.5nm M=5.6x106 L/D=5x104 相当于一根D=1mm，L=50m的钢丝， 在无外力作用下，总是呈自然的蜷曲状 态 一、小分子的内旋转
n n
θ=180°－109°28′=70°32′ cosθ=1/3 (1+cosθ)/(1-cosθ)=2
h
fr
2
= 2 NL
2
2
h 伸展 2 h fr
=
2 2 2 N L N 3 = 2 2 NL 3
h伸展 2 hfr 2
1 2
最大拉伸比（倍数） 弹性极限，理论弹性限度
n
<
H2 H C C O CH2 H3C C H
<
H2 H C C O
n
C4H9 CH3
PMA<PEA<PBA
（三）分子链的长短 （四）分子间的作用
分子间的作用力大，柔性↓ 分子链的柔性与实际材料的柔性 马克的三角形原理
结晶
强度 耐热性 交联 链刚性
（五）外界因素 1、温度 2、外力
静态柔性（平衡态柔性） 动态柔性 外力作用速度慢，呈柔性 外力作用速度快，呈刚性
h2f,j=2L2 -2L2cosα cosα=0 h2
f,j
L a h
=2L2 h2
f,j
2→N
=NL2
L
3、受限链
⑴自由旋转链 其内旋转时只受键角限制,不受位垒影响。每个键 在固定键角所允许的方向上旋转是自由的。hf,r
h fr
2
r r 2 1 + cos θ = ∑ ∑ L i L j = NL 1 − cos θ i j
同类单元之间存在顺序异 共 构、旋光异构、几何异构 聚 问题 物 不同单元之间存在序列异 构问题
无序共聚 单相结构 交替共聚 序列异构 嵌段共聚 两相结构 接枝共聚
均缩聚 杂链高 分子 共缩聚 结构对称 无手性原子 不存在键接顺序、异构等问题
线型高分子 长、短支链 支化点密度 支化程度 无论是 加聚物 或缩聚 物均可 形成 支链型高分子 梳型 星型 树枝型 梯型、螺旋型高分子 Mc 体型（网状）高分子 交联度 网链密度 交联点密度 Mc
内旋转位垒（ 内旋转位垒（△E） （内旋转活化能） ） 内旋转活化能）
△E越高，内旋转越困难。
二、高分子的内旋转
在高分子主链中，存在许多单键，如PE、PP、PS 等主链完全由C—C键组成，在PBD和PＩB的主链中有 3/4的单键。
（一）自由内旋转
当C原子不带氢原子及取代基时， C—C键的内 旋转应该是完全自由的。其φ无论发生怎样的变化，也 不消耗能量而使位能保持不变，不难想象高分子空间的 形态有无穷多个 （如图）
U
90
180
270
360
φ/（°）
自由内旋位能图
Φ-内旋转角 U-内旋转位能
（二）受阻内旋转
内旋转完全自由的C—C键不存在 近程作用：高分子链节内或链节间的非键合作 用，主要为斥力 远程作用：相距较远的原子（团）间，由于内 旋转使其距离小于范德华半径表现为斥力，大于范 德华半径表现为引力。
高分子链的构象数比自由旋转时要少。
一、定义
柔（顺）性 充要条件 根源： 单键的内旋转
链段 构象变化 柔性
柔性是聚合物许多性质不同于小分子物质子的主要原因 柔性与刚性无本质的区别
二、影响因素 （一）主链结构
1、碳—碳键主链的高分子都具有较大的柔性 2、含C＝C双键的高分子、分两种情况 ⑴、含共轭双键的高分子刚性大 ⑵、含孤立双键的高分子柔性好 3、杂链高分子柔性好 4、含环状结构的高分子刚性较大
2
= N
2
L
cos
2
θ
2
若α=109°28′，θ=70°32′，cosθ=1/3, cos2θ/2=(1+cosθ)/2=2/3
h 伸展
2
2 2 2 = N L 3
2、自由连接（理想连接）
其内旋转时不受键角和位垒的限制，链任意取 向，且是等几率的。h2f,j
两个键的末端距，可由余弦定理求之：
性能
聚合物结构 链结构 聚集态结构 合成 加工
高分子物理
物构——物化——物性 结构～性能的研究是合成与应用之间的桥梁 中心内容： 结构～～～大分子运动～～～性能 微观 宏观 基础、本质 桥梁 表现 多层次 多模式 多种多样
根本任务： 结构～ 性能
分子设计
目
的： 1、正确选用材料
2、改造结构→改進性能 3、合理控制成型加工条件 4、进行高分子设计和材料设计，合成 具有指定性能的聚合物
⑵ 受阻旋转链（真实大分子链）
其内旋转时既受键角的限制，又受位垒的限制， 即键的内旋转不是自由的。内旋转角φ的取值 不是等几率的。h2r,r 以PE为例，理论计算：
hrr
2
1 + cos θ 1 + cos ϕ = NL = 1 − cos θ 1 − cos ϕ
2
如果 cos ϕ = 0, 就是 Q自由旋转链 Q 1 + cos θ >1 1 − cos θ 1 + cos ϕ >1 1 − cos ϕ 1 1 + cos θ k = 1 − cos θ 1 + cos θ • 1 + cos ϕ 1 − cos θ 1 − cos ϕ 表示高分子的刚性
C—C C—O C—N
内旋转
构象： 构象能：分子处于一定的构象状态所具有的位 能，称为构象能。用u表示。 u=f（N，L，键角，旋转角φ） 如果构象发生变化时，其键长、键角变化很小， 可以忽略，则构象能只是旋转角（ φ）的函数， 称之为内旋转位能函数u(φ)。
乙烷分子仅有两种可能的构象：
重叠式（顺式）：氢原子间距离最小，排斥 力最大，位能高 交叉式（反式）：氢原子间距离最大，排斥 力最小，位能低 反式→顺式 其u（φ）～ φ的关系
物质结构 分子结构 聚集态结构
1.1.3 聚合物结构的内容
结构单元化学组成 近程结构 高分子 链结构 结构单元键接方式 结构单元键接序列 结构单元立体结构 支化与交联、端基 高分子大小 高 聚 物 结 构 高分 子聚 集态 结构 远程结构 高分子形态 单链单晶 单链凝聚态结构 单链玻璃态 物理结构 非晶态结构 晶态结构 多链凝聚态结构 取向态结构 液晶态结构 织态结构（多相结构） 化学结构
S
硬段 分散相 室温 塑料
B
软段
S
M=4x104 M=1.5x104
连续相 橡胶
两相结构 弹性体 热弹性 热塑性
起交联作用 呈现弹性
高温时可流动成型
思考：BSB？
2、ABS
无序共聚物和接枝共聚物相结合 A：AN 提供硬度、抗张强度、抗腐蚀性 B：BD 提供韧性 S：St 提供流动性，改善加工性
3、CR
=
1 Z
∑ r
i
2
ri r1
S2越大，即线团愈疏松，柔顺性越小。
质心
S 对线型高分子：
2
1 2 = h 6
1.4.1 h2几何法计算
1、伸展链（全反式链）
θ
PE主链
a
设键长为L，键角为α，键数为N
h 伸展
h
2 伸展
= NL
sin — a
α
2
= NL
2
cos
θ
2
2
= NL sin
α
学习方法：
1、牢固树立结构决定性能，性能反映结构 的观点 2、掌握和理解分子运动的桥梁作用 3、掌握和记忆一些曲线图 4、理论联系实际 5、创造性的或开拓性的学习
1.1.2 1、概念
聚合物结构的特点
2、聚合物结构的特点
⑴ 分子量高 ⑵ 线链状结构 ⑶ 分子间相互作用力大 ⑷ 结构、分子量和分子尺 寸都 具有多分散性 ⑸ 聚合物结构的多层次性
（二）侧基
1、极性
极性：PP<PVC<PAN 柔性： PP>PVC>PAN PBD<NR<CR PBD>NR>CR
3、空间排布
柔性： PVC<氯化PE PVC<PVDC PVC<CR PP<PＩB Ｉ
2、非极性侧基的体积
柔性：PVK<PS<PP<PE
H2 H C C O H3C C CH3 CH3
第一章：高分子链的结构
第一节：概 论
高分子物理的内容、 1.1.1 高分子物理的内容、任务及目的
高分子化学
结构 合成
合成工艺 高分子物理
高分子加工
应用
加工工艺
性能
高分子科学
高分子科学至少有三个分支： 高分子化学 高分子物理 合成工艺及设备 高分子工程 成型工艺及设备
高分子化学
合成——加工——应用的依据
1.2—二氯乙烷的构象：
U(φ)
△E △E
0
60
120
180
240
300
Φ
u（φ）～ φ的关系
交叉式： 对位交叉式 φ=180° 位能最低 反式 T 左右交叉式φ=60°300°位能较低 旁式 G,G′ 重叠式： 对映重叠式 φ=0° 位能最高 顺式 左右重叠式 φ=120°、240°位能较高
内旋转异构体（互变异构体） 内旋转异构体（互变异构体） 内旋转异构体的特点：
1、本质上是单键内旋转而产生、在一定温度下是 不断变化的。 2、变化速度非常快，存在时间为10-11～10-12S 3、处在液态或气态内的物质是各种内旋转异构体 的混合物 4、不能用化学方法分离
5、T和外力能改变内旋转异构体的相对含量， 特别是力的作用使构象很容易改变，从而得到与 外力相适应的构象
4、聚合物分子的形态是由高分子结构和分子所处 的环境所决定。在非晶态中一般为无规线团链，在晶 相中，分子链通常采取比较伸展的构象，即锯齿形构 象或螺旋形构象。 5、内旋转运动是最基础的分子运动 基团、结构单元、支链运动 内旋转 运动 链段运动 大分子运动 熔融转变 粘流化转变
次级转变
玻璃化转变
1.3.3 高分子链柔性与刚性
构型： 1、碳链高分子 2、杂链高分子
头–头（尾–尾） 单烯类 加聚物 结构 不对称 键接 方式 顺序异构 头–尾
等
无 规
规 度
等规（全同）立构 均 聚 物 非极性的 α–烯烃 加聚物 有手性 其头尾 间规（间同）立构 旋光异构 原子 键接 无规（杂同）立构 1.2–加成 烯类 加聚物 3.4 –加成 无规（杂同）立构 （ 键） 子 顺式异构 （ 1.4 –加成 式异构 异构 键） 等规（全同）立构 其头尾 间规（间同）立构 键接
∴ hfj 2 < hfr 2 < hrr 2
h 2 = KNL2
K = 1 − −10
1.4.2 h2的统计计算
1、自由连接链的末端距 直链构象：h=NL 末端重合构象：h=0 大量构象：0<h<NL 在h的定义域内，出现某一特定数值的几率有多 大？ 对于自由连接链，它是三维空间的无规飞行问 题。
一个C—C内旋转有三个比较稳定的构象（T， G，G′），假设高分子链有n个碳原子，则其 空间构象数3n（3n-3,平面构象数为2n-3）。如 无支链的PE，假设Xn=100，就有200个C原 子，可有相对稳定的构象3200-3≈1094,这是一 个非常可观的数字！
（三）晶体中的构象
平面锯齿形构象： PE 螺旋形构象： T、G相间 T、G′相间 左螺旋 右螺旋
高分子链构象随： 温度 分子间相互作用 高分子—溶剂的相互作用；外力场 而变化！
小结：
1、高分子具有许多可旋转的单键，其构象数目众 多，变化不定，形态各异。 2、每种高分子链都可以画出u（φ）～ φ曲线。 3、 u（φ）～ φ曲线的形状由近程结构所决定，反 映了内旋转受阻的程度，表明了内旋转时几种主要 构象之间的能量差别。
1.2.2
侧基与端基
1、侧基 侧基的种类、体积、极性、柔性 可发生离子化的侧基 2、端基 端基来自：⑴ 单体本身 ⑵ 引发剂 ⑶ 终止剂、分子量调节剂或溶剂
1.2.3 结构与性能的分析
1、BD + St 75% 25% 20% 80% 无序共聚— 无序共聚—丁苯橡胶 接枝共聚—耐冲击PS 接枝共聚—耐冲击PS 单相（均相）结构 两相结构
3、助剂
第四节：高分子链的构象统计
1.4.0 分子链尺寸的表示方法
1、均方末端距 末端距 h h h2 h2
平均末端距 均方末端距
均方根末端距（h2）1/2 h越大，构象数越少，分子链呈刚性
2、均方旋转半径
假定柔性高分子由Ｚ个链段组成 ●表示每个链段的质量中心称质点 ○表示整个高分链的质量中心 ri为质心至第i个质点的距离，它是一个矢量。 则： S
第二节：高分子链的近程结构
单个高分子链结构分为：局部和整链层次 局部层次：分子链的片断、链的部份结构、一 个或几个链节（或结构单元）的结构。 主要内容：结构单元的化学组成 组成单元间间位置关系 分子构型 交联与支化、端基等
1.2.1
结构单元的化学组成、 结构单元的化学组成、连接 方式、 方式、异构体和性能
MMA接枝在CR上
4、乙丙橡胶
PE 塑料 Tg=-68℃ Tg=-10 ℃
全同PP 塑料
第三节：高分子链的ຫໍສະໝຸດ Baidu程结构
关于整个高分子链（孤立的高分子链）的结构 主要内容： 高分子质量——M和MWD 高分子的构象 小分子没有的一个结构层次
1.3.1 高分子链的内旋转
PＩB： 长度 L=2.5x104nm 直径 D=0.5nm M=5.6x106 L/D=5x104 相当于一根D=1mm，L=50m的钢丝， 在无外力作用下，总是呈自然的蜷曲状 态 一、小分子的内旋转
n n
θ=180°－109°28′=70°32′ cosθ=1/3 (1+cosθ)/(1-cosθ)=2
h
fr
2
= 2 NL
2
2
h 伸展 2 h fr
=
2 2 2 N L N 3 = 2 2 NL 3
h伸展 2 hfr 2
1 2
最大拉伸比（倍数） 弹性极限，理论弹性限度
n
<
H2 H C C O CH2 H3C C H
<
H2 H C C O
n
C4H9 CH3
PMA<PEA<PBA
（三）分子链的长短 （四）分子间的作用
分子间的作用力大，柔性↓ 分子链的柔性与实际材料的柔性 马克的三角形原理
结晶
强度 耐热性 交联 链刚性
（五）外界因素 1、温度 2、外力
静态柔性（平衡态柔性） 动态柔性 外力作用速度慢，呈柔性 外力作用速度快，呈刚性
h2f,j=2L2 -2L2cosα cosα=0 h2
f,j
L a h
=2L2 h2
f,j
2→N
=NL2
L
3、受限链
⑴自由旋转链 其内旋转时只受键角限制,不受位垒影响。每个键 在固定键角所允许的方向上旋转是自由的。hf,r
h fr
2
r r 2 1 + cos θ = ∑ ∑ L i L j = NL 1 − cos θ i j
同类单元之间存在顺序异 共 构、旋光异构、几何异构 聚 问题 物 不同单元之间存在序列异 构问题
无序共聚 单相结构 交替共聚 序列异构 嵌段共聚 两相结构 接枝共聚
均缩聚 杂链高 分子 共缩聚 结构对称 无手性原子 不存在键接顺序、异构等问题
线型高分子 长、短支链 支化点密度 支化程度 无论是 加聚物 或缩聚 物均可 形成 支链型高分子 梳型 星型 树枝型 梯型、螺旋型高分子 Mc 体型（网状）高分子 交联度 网链密度 交联点密度 Mc
内旋转位垒（ 内旋转位垒（△E） （内旋转活化能） ） 内旋转活化能）
△E越高，内旋转越困难。
二、高分子的内旋转
在高分子主链中，存在许多单键，如PE、PP、PS 等主链完全由C—C键组成，在PBD和PＩB的主链中有 3/4的单键。
（一）自由内旋转
当C原子不带氢原子及取代基时， C—C键的内 旋转应该是完全自由的。其φ无论发生怎样的变化，也 不消耗能量而使位能保持不变，不难想象高分子空间的 形态有无穷多个 （如图）
U
90
180
270
360
φ/（°）
自由内旋位能图
Φ-内旋转角 U-内旋转位能
（二）受阻内旋转
内旋转完全自由的C—C键不存在 近程作用：高分子链节内或链节间的非键合作 用，主要为斥力 远程作用：相距较远的原子（团）间，由于内 旋转使其距离小于范德华半径表现为斥力，大于范 德华半径表现为引力。
高分子链的构象数比自由旋转时要少。
一、定义
柔（顺）性 充要条件 根源： 单键的内旋转
链段 构象变化 柔性
柔性是聚合物许多性质不同于小分子物质子的主要原因 柔性与刚性无本质的区别
二、影响因素 （一）主链结构
1、碳—碳键主链的高分子都具有较大的柔性 2、含C＝C双键的高分子、分两种情况 ⑴、含共轭双键的高分子刚性大 ⑵、含孤立双键的高分子柔性好 3、杂链高分子柔性好 4、含环状结构的高分子刚性较大
2
= N
2
L
cos
2
θ
2
若α=109°28′，θ=70°32′，cosθ=1/3, cos2θ/2=(1+cosθ)/2=2/3
h 伸展
2
2 2 2 = N L 3
2、自由连接（理想连接）
其内旋转时不受键角和位垒的限制，链任意取 向，且是等几率的。h2f,j
两个键的末端距，可由余弦定理求之：
性能
聚合物结构 链结构 聚集态结构 合成 加工
高分子物理
物构——物化——物性 结构～性能的研究是合成与应用之间的桥梁 中心内容： 结构～～～大分子运动～～～性能 微观 宏观 基础、本质 桥梁 表现 多层次 多模式 多种多样
根本任务： 结构～ 性能
分子设计
目
的： 1、正确选用材料
2、改造结构→改進性能 3、合理控制成型加工条件 4、进行高分子设计和材料设计，合成 具有指定性能的聚合物
⑵ 受阻旋转链（真实大分子链）
其内旋转时既受键角的限制，又受位垒的限制， 即键的内旋转不是自由的。内旋转角φ的取值 不是等几率的。h2r,r 以PE为例，理论计算：
hrr
2
1 + cos θ 1 + cos ϕ = NL = 1 − cos θ 1 − cos ϕ
2
如果 cos ϕ = 0, 就是 Q自由旋转链 Q 1 + cos θ >1 1 − cos θ 1 + cos ϕ >1 1 − cos ϕ 1 1 + cos θ k = 1 − cos θ 1 + cos θ • 1 + cos ϕ 1 − cos θ 1 − cos ϕ 表示高分子的刚性
C—C C—O C—N
内旋转
构象： 构象能：分子处于一定的构象状态所具有的位 能，称为构象能。用u表示。 u=f（N，L，键角，旋转角φ） 如果构象发生变化时，其键长、键角变化很小， 可以忽略，则构象能只是旋转角（ φ）的函数， 称之为内旋转位能函数u(φ)。
乙烷分子仅有两种可能的构象：
重叠式（顺式）：氢原子间距离最小，排斥 力最大，位能高 交叉式（反式）：氢原子间距离最大，排斥 力最小，位能低 反式→顺式 其u（φ）～ φ的关系
物质结构 分子结构 聚集态结构
1.1.3 聚合物结构的内容
结构单元化学组成 近程结构 高分子 链结构 结构单元键接方式 结构单元键接序列 结构单元立体结构 支化与交联、端基 高分子大小 高 聚 物 结 构 高分 子聚 集态 结构 远程结构 高分子形态 单链单晶 单链凝聚态结构 单链玻璃态 物理结构 非晶态结构 晶态结构 多链凝聚态结构 取向态结构 液晶态结构 织态结构（多相结构） 化学结构
S
硬段 分散相 室温 塑料
B
软段
S
M=4x104 M=1.5x104
连续相 橡胶
两相结构 弹性体 热弹性 热塑性
起交联作用 呈现弹性
高温时可流动成型
思考：BSB？
2、ABS
无序共聚物和接枝共聚物相结合 A：AN 提供硬度、抗张强度、抗腐蚀性 B：BD 提供韧性 S：St 提供流动性，改善加工性
3、CR