高分子材料结构特点及形成原因
高分子材料的结构及其性能PPT(36张)
B、高弹性 随着温度的升高，当T＞Tg 时，分子的动能增加，使链段的自由旋转成为可能，此时，试
样的形变明显增加，在这一区域中，试样变成柔软的弹性体，称为高弹态。 高弹态时，弹性模量显著降低，外力去除后，变形量可以回复，有明显的时间依赖性。由
如图16-7，在间同立构高聚物中， 原子或原子团会交替分布在主链两侧； 在全同立构高聚物中，原子或原子团 则全部排列在主链同一侧；而在无规立构高聚物中，主链两侧原子分布是随机的。
这种化学成分相同，但由于不对称取代基沿分子主链分布不同的现象，就叫做 高分子的立体异构现象。
2、大分子链的构象及柔性 高聚物结构单元是通过共价键重复连接形成线型大分子，共价键的特点是键能
2、单体 高分子化合物是由低分子化合物通过聚合反应获得。
组成高分子化合物的低分子 化合物称作单体。所以我们经 常说，高分子化合物是由单体 合成的，单体是高分子化合物 的合成原料。如图16-2，聚乙 烯是由乙烯（CH2＝CH2）单 体聚合而成的。 高分子化合物的相对分子质 量很大，主要呈长链形，因此 常称作大分子链或者分子链。 大分子链极长，可达几百纳米以上，而截面一般小于1nm。
物，简称高聚物材料，是以高分子化合物为主要组分的有机 材料，可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。 天然高分子材料包括如蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡 胶、淀粉和蛋白质等。 人工合成高分子材料包括如塑料、合成橡胶、胶粘剂和涂料 等。工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
一、高聚物的基本概念 1、高聚物和低聚物 高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000
高分子化合物
高分子材料的结构特点及形成原因摘要：高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料，分为有机高分子材料（塑料、橡胶、合成纤维）和无机高分子材料(松香、纤维素)。
高分子材料的结构，包括高分子链结构、晶体结构和微区结构等，不同结构的高分子，而这些结构决定了高分子材料的特殊性能，研究高分子材料的结构特点和形成原因，对新材料的研制具有重要意义。
关键字：高分子材料；结构特点；形成高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,高分子由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成，之所以称为高分子，就是因为它的分子量高，常用高分子材料的分子量在几百到几百万之间，高分子量对化合物性质的影响就是使它具有了一定的强度，从而可以作为材料使用，高分子化合物一般具有长链结构，每个分子都好像一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的线团，这就是高分子化合物具有较高强度，可以作为结构材料使用的根本原因。
高分子化合物有天然的，也有人工合成的，工业用高分子材料一般是人工合成的。
1.基本概念高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。
常称为聚合物或高聚物。
分为有机高分子材料（塑料、橡胶、合成纤维）和无机高分子材料(松香、纤维素)。
高分子化合物的分子量一般>104，以C、H元素为主。
高聚物是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分高聚物，分子量通常可达104～106。
1.1高分子化合物的组成由一种或几种简单的低分子化合物通过共价键重复连接（形成大分子链）而成。
如由乙烯合成聚乙烯: CH2=CH2+CH2=CH2+⋅⋅⋅→-CH2-CH2-CH2-CH2- ⋅⋅⋅,可简写成 nCH2=CH2→[CH2=CH2]n。
1.2高分子化合物的合成（1）加聚反应由一种或多种单体相互加成，或由环状化合物开环相互结合成聚合物的反应。
一种和多种分别对应着均聚物和共聚物。
加聚反应的单体是带有双键或叁键的不饱合键的化合物，反应是通过一连串的单体分子间的互相加成反应来完成的。
高分子材料的结构及其性能
高分子材料的结构及其性能1. 引言高分子材料是由大量重复单元构成的大分子化合物，具有重要的工程应用价值。
其结构和性能之间的关系对于材料科学和工程领域的研究至关重要。
本文将介绍高分子材料的结构特点，并探讨其与性能之间的关系。
2. 高分子材料的结构高分子材料的结构可以分为线性结构、支化结构、交联结构以及共聚物结构等。
不同结构的高分子材料具有不同的特点和应用领域。
线性结构是最简单的高分子材料结构，由一条长链构成，链上的重复单元按照一定的顺序排列。
线性结构的高分子材料具有较高的可拉伸性和延展性。
2.2 支化结构支化结构在线性结构的基础上引入了支链，可以增加高分子材料的分子间距离，提高其熔融性和热稳定性。
支化结构的高分子材料常用于塑料制品的生产。
2.3 交联结构交联结构是指高分子材料中分子之间通过共价键形成网络结构。
交联结构的高分子材料具有较高的强度和硬度，常用于橡胶制品的生产。
共聚物是指由两种或两种以上不同单体按照一定比例聚合而成的高分子化合物。
共聚物结构的高分子材料具有多种物化性质的综合优点，广泛应用于各个领域。
3. 高分子材料的性能高分子材料的性能与其分子结构密切相关，主要包括力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等。
3.1 力学性能高分子材料的力学性能包括强度、韧性、硬度等指标。
线性结构的高分子材料通常具有较高的延展性和可拉伸性，而交联结构的高分子材料则具有较高的强度和硬度。
3.2 热学性能高分子材料的热学性能包括熔点、热膨胀系数、导热系数等指标。
分子结构的不同会对高分子材料的热学性能产生显著影响，如支化结构的高分子材料通常具有较低的熔点和较高的热膨胀系数。
3.3 电学性能高分子材料的电学性能主要包括导电性和介电性能。
共聚物结构的高分子材料常具有较高的导电性，而线性结构的高分子材料则通常具有较好的介电性能。
3.4 光学性能高分子材料的光学性能指材料对光的吸收、透过性和反射性等特性。
不同结构的高分子材料在光学性能上也会有所差异，如支化结构的高分子材料通常具有较高的透光性。
高分子材料的结构特征
(3 )构造异构 (a ) 单烯类单体形成聚合物的键接方式 对于不对称的单烯类单体，例如CH2=CHR，在聚合时就有可能 有头-尾键接和头-头(或尾-尾)键接或不规则键接三两种方式：
头-尾： 头-头或尾-尾：
42
(b )双烯类单体形成聚合物的键接方式
双烯类单体在聚合过程中有1,2加成、3,4加成和1,4加成，键接结构更 为复杂，以异戊二烯为例：
第7章 高分子材料的结构特征
1
结构单元的化学组成
近程结构
结构单元的构型 分子链的构造
一级结构
高分子链的
共聚物的序列结构
高
结构
聚
物
的
结
构
远程结构
高分子链的形态
(构象)
高分子的大小
(分子量及分布)
晶态结构
二级结构
非晶态结构
聚集态结构
取向态结构 液晶态结构
三级结构
织态结构
2
高分子结构的特点（与小分子物质相比）
22
聚苯乙烯|PS
(聚丁烯PB) 23
顺式PB(聚丁烯)在常温下是一种橡胶，而不是
硬质塑料，两者是不相容的，因此SBS具有两 相结构：PB易形成连续的橡胶相，PS易形成 微区分散区树脂中，它对PB起着交联的作用， PS是热塑性的，在高温下能流动。
24
（3）接枝共聚（graft）
• ABS树脂是丙烯腈A、丁二烯B和苯乙烯S的三 元共聚物，共聚方式上无规与接枝共聚相结 合。
• 独特的链结构。高分子是由很大数目（103——105 数量级）的结构单元组成的，每一个结构单元相当 于一个小分子
• 高分子链具有柔顺性。一般高分子的主链都有一 定的内旋转自由能，可以使主链弯曲而具有柔性
高分子材料的分子结构与物理性质
高分子材料的分子结构与物理性质高分子材料作为一种重要的工业原料，在各个行业都有广泛的应用。
它可以用于制造塑料、橡胶、纤维等产品，具有很好的物理性能和机械性能，同时还能够通过改变分子结构来改变其特性。
本文将从高分子材料的分子结构和物理性质两个方面进行讨论。
一、高分子材料的分子结构高分子是由单体分子通过聚合反应组成的。
他们通常由大量的重复单元组成，有一条或多条聚合主链，辅助链和横向连接等支链。
高分子的分子结构对其物理性质有着重要的影响。
1.聚合度和分子量聚合度和分子量是高分子材料分子结构最基本也是最重要的参数。
聚合度通常指的是单个聚合物中单体数量的总和，分子量则是聚合物中所有单体分子的相对分子质量。
分子量越大，聚合物的物理性质越好，强度越高，同时也容易受到热量的影响。
2.分子结构高分子材料的分子结构通常包括线性、支化和交联三种形式。
线性分子结构的高分子只有一条主链，分子量较小，物理性能一般。
支化分子结构的高聚物具有分子链的分支结构，分子量较大，物理性能好，但热稳定性较差。
交联分子结构的高分子具有大量交联点，具有非常强的物理性能和热稳定性，但是也往往是刚性的。
3.结晶度结晶度是聚合物分子结构的另一个重要参数，这个参数直接决定了材料的物理性质。
结晶度高的高聚物材料具有优异的刚性和强度，但是也比较易于碎裂，结晶度并不高的高聚物材料则更具有一定的难燃性和柔韧性。
二、高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质涵盖了它的各个领域，包括机械性能、热性能、电性能、光学性能和界面性能等方面。
下面我们将逐一介绍。
1.机械性能高分子材料的机械性能是评价其物理性质的关键指标之一。
高聚物材料的受力性能和耐磨性都较好，但是吸水性和腐蚀性较强。
与金属材料相比，高分子材料的刚性和强度略微逊色，但是也有不同领域的应用。
2.热性能高分子材料的热性能是由其聚合度和分子结构所决定的。
不同的聚合物材料具有不同的熔点和滑动温度，其热形变温度和热稳定性也会影响其应用范围和适用场景。
高分子材料的微观结构分析
高分子材料的微观结构分析高分子材料（polymer）是由很多重复单元（monomer）经过聚合反应形成的巨大分子链。
其分子结构非常复杂，具有各种各样的物理、化学性质，如软硬度、透明度、耐化学腐蚀性等。
在行业中广泛应用于电子、医疗、建筑、汽车等领域。
高分子材料的研究对于优化其应用性能和开发新的高性能材料至关重要。
其中，高分子材料的微观结构分析是研究高分子材料的多种性质和性能的基础。
一、高分子材料的分子结构高分子材料的分子结构在微观层级上相当复杂。
高分子分子链通常在化学键的形成过程中形成的，这些化学键可以是共价键，如丙烯酸甲酯聚合物（poly(methyl methacrylate, PMMA)），缩合键，如聚对苯二甲酸酯（polyethylene terephthalate，PET），或共轭双键，如聚苯乙烯（polystyrene，PS）。
不同的单元在聚合过程中，不同的分子间键合方式，以及不同的化学结构都会影响高分子材料的性能。
高分子材料还可以形成横向的化学键。
例如，在聚苯亚砜（polyamide，PA）中，酰基（amide）通过一系列的氢键，形成网络结构。
在聚合物中，不同的键合方式会影响高分子材料的机械性能、热性能、耐化学腐蚀性等。
二、高分子材料的局部结构在高分子聚合体中，分子链的序列和排列方式通常是不规则和无序的。
因此，高分子材料的局部结构是非常复杂的，但是，其在局部和宏观上的链排列方式可以被视为相对有序的。
高分子链在聚合过程中通常会出现分支，较长的分支会在高分子聚合体中形成交联结构。
例如，在交联聚乙烯（cross-linked polyethylene，XLPE）中，氢键缩合成的分支机构可以导致跨链的结构，使材料具有高的耐热性和强度。
这些微观结构的差异会对高分子材料的物理、化学性质产生显著的影响。
三、高分子材料的晶体结构分析除了分子构型外，高分子的晶体结构也对高分子材料的性能产生显著的影响。
高分子材料定义
高分子材料定义高分子材料是一种由大量重复单元组成的聚合物材料，具有高分子量、高强度、高韧性、耐热性、耐腐蚀性等特点。
它们广泛应用于各个领域，如塑料、橡胶、纤维等。
一、聚合物的基本概念聚合物是由许多相同或不同的单体分子通过化学键连接而成的大分子化合物。
单体是指具有反应活性的小分子化合物，它们可以通过共价键连接形成长链或支链结构。
聚合反应可以通过加热、辐射等方式进行。
二、高分子材料的特点1. 高分子量：由于聚合物是由大量单体组成的，因此其相对分子质量较大，通常在几千到数百万之间。
2. 高强度：高分子材料具有较好的机械性能，如拉伸强度和硬度等。
3. 高韧性：高分子材料具有良好的延展性和抗冲击性能，在受力时不容易断裂。
4. 耐热性：部分高分子材料可以在高温下保持稳定，并且不容易燃烧。
5. 耐腐蚀性：高分子材料对酸、碱等化学物质具有较好的耐受性。
三、高分子材料的分类1. 按来源分类：天然高分子和合成高分子。
天然高分子是指从大自然中提取或分离得到的聚合物，如木材、天然橡胶等；合成高分子是指通过人工手段制备的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。
2. 按结构分类：线性高分子、支化高分子和交联高分子。
线性高分子是由一条链组成的聚合物，支化高分子是在主链上附加了支链结构，交联高分子则是由多条链相互连接而成的网状结构。
3. 按用途分类：塑料、橡胶、纤维等。
塑料是指可塑性较好的聚合物材料，可用于制造各种日用品和工业产品；橡胶则具有良好的弹性和耐磨性能，常用于轮胎、密封件等领域；纤维则具有良好的柔软度和抗拉强度，常用于纺织品和绝缘材料等领域。
四、高分子材料的应用高分子材料广泛应用于各个领域，如建筑、汽车、电子、医疗等。
其中，塑料是最常见的高分子材料之一，它可以制成各种形状和颜色的制品，如塑料袋、塑料桶、塑料玩具等。
橡胶则常用于制造轮胎、密封件等产品。
纤维则可以制成各种服装和家居用品。
五、高分子材料的发展趋势随着科技的不断进步，高分子材料也在不断发展。
ch4-高分子材料解析
三、常用塑料
1．热塑性塑料
（1）聚乙烯(PE) 分子结构式：
✓ 高压，质地柔软，制作塑料薄膜、软管和塑料瓶等 ✓ 低、中压，质地刚硬，耐磨性、耐蚀性及电绝缘性较好，
常用来制造塑料管、板材、绳索以及承载不高的零件， 如齿轮、轴承等。
（2）聚丙烯(PP) 分子结构式：
➢ 性能：侧基CH3 ➢ 常用塑料中最轻的（0.9~0.91g/cm3）。 ➢ 耐热性、电绝缘性能和耐蚀性良好。 ➢ 缺点：冲击韧性、耐低温及抗老化性差。 ➢ 用途：可用于制作某些零部件，如法兰、齿轮、风扇
介于两者之间
无规则排列
弹性、延伸率、韧性好
4、力学性能特点
(1)低强度和较高的比强度 100MPa，1/4～1/6 (2)高弹性和低弹性模量 100%～1000%，E=2~20MPa (3)塑性好和受迫弹性高 (4)粘弹性 蠕变、应力松弛和内耗三种现象。 (5)韧性好 在断裂前能吸收较大的能量 (6)高减摩、耐磨性
第4章 高分子材料
1、什么是高分子材料？ 2、怎样制造或合成？ 3、结构（组成、形态、聚集态）？ 源自、性能特点？高分子材料概述
1、基本概念
高 分
天然高分子材料：
蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、 天然橡胶、蛋白质、淀粉等
子
材 料
人工合成高分子材料：
塑料、合成橡胶、涂料、 合成纤维、胶粘剂等
2、高分子材料的合成
1．合成树脂
高分子化合物，主要组成，也起粘接剂作用， 占40~100%
2．添加剂
主要有填料、固化剂、增塑剂及稳定剂等。
(1) 填料或增强材料 在塑料中主要起增强作用
(2) 固化剂 可使树脂具有体型网状结构，使树脂成为较坚硬和
稳定的塑料制品 (3) 增塑剂
高分子物理专论
一、高分子结晶结构的主要特点与形态特征怎样？影响因素主要有哪些？主要研究方法有哪些？其在高分子结晶研究中的应用怎样？答：1. 结构与形态高分子之所以能够形成结晶，需要两个条件：（1）高分子链的构象要处于能量最低的状态；（2）链与链之间要平行排列而且能紧密堆砌。
高分子结晶不同于低分子物质的结晶。
高分子材料中几乎没有完整的晶体结构（如晶体不整齐、结晶不完全等），这主要与构成材料的高分子链的聚集形态有关。
高分子链之间的相互作用力包括范德华力、氢键和化学键，起主要作用的是范德华力。
由于聚集态结构不同，通常高分子材料表现出三种结构特点：非晶态、晶态（如球晶和单晶等）和取向结构。
其形态特征如下：1）晶区与非晶区共存。
由于高分子为长链结构，链上的原子通过共价键相连接，因此结晶时链段是不能充分自由运动的，必定妨碍其作规整的堆积和排列。
通常高分子材料都是以分子链的一小段有序排列形成晶区的，高分子链中折叠部分不规则排列的链段及连接相邻片晶之间的过渡区域中的链段则组成高分子晶态中的非晶区。
2）晶区部分与非晶区部分没有明显的界线每个高分子可以同时贯穿几个晶区和非晶区，而在晶区和非晶区两相间的交替部分有着局部有序的过渡状态，即使晶区也存在许多缺陷。
例如，对于缨状微束模型，晶区和非晶区相互穿插，同时存在，在晶区中，分子链互相平行排列形成规整的结构，但晶区尺寸很小，一根分子链可以同时穿过几个晶区和非晶区，晶区在通常情况下是无规取向的；而在非晶区中，分子链的堆砌是完全无序的。
2. 影响因素1）链的对称性高分子链的结构对称性越高，越容易结晶。
如聚乙烯分子，主链上全部是碳原子，没有杂原子，也没有手性碳原子，碳原子上是清一色的氢原子，对称性好，最容易结晶，最高结晶度可达95%。
但是将聚乙烯氯化后，由于分子链对称性受到破坏，便失去了原有的结晶能力。
2）链的规整性对于主链含有手性中心的聚合物，如果手性中心的构型完全是无规的，使高分子链的对称性和规整性都被破坏，这样的高分子一般不能结晶。
高分子材料的特点
高分子材料的特点
高分子材料是一类具有特殊结构和性能的材料，其主要特点包括分子量大、结
构多样、性能丰富、加工性好等。
下面将从这几个方面详细介绍高分子材料的特点。
首先，高分子材料的分子量通常都非常大，一般在千到百万之间。
这是因为高
分子材料是由大量重复单元组成的，这些重复单元通过共价键或者物理吸附力相互连接而成。
因此，高分子材料的分子量往往比较大，这也决定了高分子材料的独特性能。
其次，高分子材料的结构非常多样化。
高分子材料可以通过改变单体的种类、
摩尔比、反应条件等途径来合成，因此可以得到各种不同结构的高分子材料。
这种多样性使得高分子材料可以具有不同的性能和用途，从而满足不同领域的需求。
另外，高分子材料的性能非常丰富。
高分子材料可以具有很高的强度和硬度，
也可以具有很好的柔韧性和延展性，甚至还可以具有导电性、光学性能等特殊性能。
这种丰富的性能使得高分子材料在各个领域都有广泛的应用，比如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。
此外，高分子材料的加工性也非常好。
高分子材料可以通过热压、注塑、挤出、吹塑等多种加工工艺来加工成各种形状的制品。
而且高分子材料的加工成本低，生产效率高，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
综上所述，高分子材料具有分子量大、结构多样、性能丰富、加工性好等特点。
这些特点使得高分子材料在各个领域都有着广泛的应用前景，也为高分子材料的研究和开发提供了广阔的空间。
随着科学技术的不断进步，相信高分子材料在未来会有更加广阔的发展前景。
高分子材料定义
高分子材料定义
高分子材料是由大量重复单元构成的一类材料，其分子量通常较大，具有高分子量的特点。
高分子材料是由许多单体分子通过共价键或者物理吸附力等方式连接在一起形成的聚合物，因此也被称为聚合物材料。
高分子材料在我们的日常生活中无处不在，例如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等都属于高分子材料的范畴。
高分子材料通常具有以下特点：
首先，高分子材料具有较高的分子量。
其分子量通常在10^3到10^7之间，甚至更高。
这种高分子量使得高分子材料在物理性能上具有独特的优势，如强度高、韧性好等。
其次，高分子材料具有较高的柔韧性和变形能力。
这是由于高分子材料分子链的柔性和可延展性所决定的。
这种特性使得高分子材料可以被加工成各种形状，广泛应用于工业制品、日用品等领域。
此外，高分子材料还具有良好的耐磨损性和耐腐蚀性。
这使得高分子材料在各种恶劣环境下仍能保持较好的性能，延长使用寿命。
另外，高分子材料还具有较好的绝缘性能和吸音性能。
这些特性使得高分子材料在电子、建筑等领域有着广泛的应用。
总的来说，高分子材料是一类具有重要意义的材料，在现代工业和日常生活中有着广泛的应用。
随着材料科学的不断发展，高分子材料的种类和性能也在不断提升，为人类社会的发展做出了重要贡献。
高分子材料和小分子材料的结构差异
高分子材料和小分子材料的结构差异高分子材料和小分子材料是化学领域中的两大分类，他们存在着较大的结构差异。
一、高分子材料的结构1、大分子结构：高分子材料，又称为聚合物、高聚物，由大量的原子组成，形成一个有机物，拥有大分子结构。
由于其分子式中含有大量单元，从而具有较大的分子质量，使材料具有较高的单体模量或单体硬度，无论密度还是弹性模量都较小，可产生机械回收率，及丰富的外形结构随着使用环境而改变，使得高分子材料具有良好的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和无毒性等性能，具有多孔形状的易熔性、发泡性和可溶于液体的特性，使其在材料应用领域越来越广泛。
2、非等比分子结构：高分子材料也有一种非等比数单元组成的化合物，可提供特定的非等比结构，并具有更强的力学和柔韧性，可改变高分子材料的物理性能，以满足不同行业的不同需求。
二、小分子材料的结构1、独立分子结构：小分子材料指的是原子或离子个数不多，分子量小的物质，比如石油中的炼油原料，它们的分子具有相对固定的结构，并具有多种性能特征，可用来制造一系列特殊形状的高性能材料，如耐高温材料、耐机械材料、耐腐蚀材料和复合材料等，因其具有较好的适应性，灵活性和耐久性，能够在特殊环境下牢固耐用。
2、低温熔点──聚合物结构：此外，小分子材料也具有相对低温熔点──聚合物结构，这种结构可以在低温条件下得到结晶，进而产生凝胶和树脂状的物质，具有高强度的性能，通常结合溶剂就可以让小分子材料更容易溶解和熔化，有助于研发新型材料。
总之，高分子材料有更大的分子式，具有较大的体积和弹性，易于溶解、可改变形状和多孔性，而小分子材料具有更小的分子式，构成独立分子结构并具有相对较低的熔点和较强的力学性能，通常用以制造抗机械、抗化学、抗高温或抗环境等材料。
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高分子材料结构特点及形成原因段星宇123511028高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。
一般有机化合物的相对分子质量只有及时到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。
高分子材料也称为聚合物材料，它是以聚合物为基体组分的材料，除基本组分聚合物之外，为获得具有各种实用性能或改善其成型加工性能，一般还有各种添加剂。
高分子材料之所以成为聚合物材料是由于高分子材料一般是由大量小分子化合物在一定条件下发生聚合反应，当聚合分子量达到一定值时，聚合物的性质显著改变，从而具备单独小分子化合物不可能具有的特殊性质。
因此，高分子材料目前已被广泛应用于各个领域。
影响物质性能的因素有很多，其中最重要的是化学组成和结构特点。
很显然，由不同的小分子聚合而成的聚合物具有不同的结构和性质。
对高分子材料而言，决定其性质的主要是其结构特点，原因是高分子材料由无数小分子通过一定的形式结合在一起的过程中有多种结合方式，而不同的结合方式势必会影响到材料的性质。
大多数高分子材料均具有以下结构特点：高分子材料的链结构，高分子链通常由103到105个结构单元构成；由于高分子链聚集形态的不同导致高分子材料不同的晶体结构；由于各种添加剂的加入，会使得高分子材料的局部结构发生改变，类似于普通晶体的掺杂特性。
高分子材料的结构研究包括两部分：高分子链的结构：指单个高分子化合物分子的结构和形态，可分为近程结构和远程结构。
高分子聚集结构：高聚物材料整体的内部结构，即高聚物中分子的堆积情况，又称为三级结构。
高分子链的结构近程结构：又称为一级结构。
主要指结构单元的化学结构，立体化学构型，它包括分子链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等“构造”情况，以及某些取代基在空间排列所构成的“构型”。
远程结构：又称为二级结构，是指孤立的高分子链，包括分子的大小和形态、链的柔顺性以及分子在各种环境中所采取的“构象”。
近程结构1.高分子链的组成高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。
高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。
高分子链的化学成份及端基的化学性质对聚合物的性质都有影响。
通常主要是指有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。
高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2，称为链节，n为链节数，亦为聚合度。
聚合物为链节相同，集合度不同的混合物，这种现象叫做聚合物分子量的多分散性。
聚合物中高分子链以何种方式相连接对聚合物的性能有比较明显的影响。
对于结构完全对称的单体(如乙烯、四氟乙烯)，只有一种连接方式，然而对于CH2=CHX类单体，由于其结构不对称，形成高分子链时可能有三种不同键接方式：头头连接，尾尾连接，头尾连接。
头头连接：尾尾连接：头尾连接：这种由于结构单元之间连接方式的不同而产生的异构体称为顺序异构体。
一般情况下，自由基或离子型聚合的产物中，以头-尾连接为主。
用来作为纤维的高聚物，一般要求分子链中单体单元排列规整，使聚合物结晶性能较好，强度高，便于抽丝和拉伸。
支链的形成、连接方式的不同等都与聚合过程的工艺条件有关。
如高密度聚乙烯又称为低压聚乙烯，及生产的压力较低；相应地，低密度聚乙烯则称为高压聚乙烯。
可以看出，支链的形成与压力有关。
同时，两种聚乙烯在聚合过程中使用的催化剂等其他添加剂的不同也会对链结构产生一定的影响。
2.高分子链的形态如果在缩聚过程中有三个或三个以上的官能度的单体存在，或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生，或是双烯类单体第二键被活化等，则单体单元的键接顺序通常有无规、交替、嵌段和接枝之分，能生成支化的或交联的高分子。
支化高分子又有星型、梳型和无规支化之分，它们的性能也有差别。
支化若进一步发展，随着聚合度进一步加大，则形成体型的立体网状结构。
高分子链可以按其几何形状分为以下三种：(a)线型分子链，由许多链节组成的长链，通常是卷曲为团状，这类高聚物有较高的弹性、塑性好、硬度低，是典型的热塑性材料的结构。
(b)支链型分子链，在主链上带有支链，这类高聚物的性能和加工都接近线型分子链高聚物。
线型和支链型高分子加热可熔化，也可溶于有机溶剂，易于结晶，因此可反复加工成型，称作“热塑性树脂”。
合成纤维和大多数塑料都是线型分子。
(c)体型分子链，分子链之间有许多链节互相交联，这类高聚物的硬度高、脆性大、无弹性和塑性，这种形态也称为网状结构。
体型高分子不溶于任何溶剂，也不能熔融，所以只能以单体或预聚状态进行成型，一旦受热固化便不能再改变行状，称作“热固性树脂”。
热固性树脂树脂虽然加工成型比较复杂，但具有较好的耐热和耐蚀性能，一般硬度也比较高。
图1 高分子链的多种形态以聚乙烯为例，高分子链的组成都是以CH2=CH2为结构单元，但是当聚合条件不一样时，聚合产物分为高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。
高密度聚乙烯的高分子链呈线性结构，支链较少，因而结晶度高，具有较好的热塑性和较高的强度；低密度聚乙烯虽以线性支链为主，但存在较多的长短支链，因而结晶度较低，具有质轻、性柔、耐冲击等特性。
3.高分子链的构型构型是指分子中由化学键所固定的原子或取代基在空间的几何排列。
也就是表征分子中最近邻原子间的相对位置，这种原子排列非常稳定，只有使化学键断裂和重组才能改变构型。
构型不同的异构体有旋光异构和几何异构两类。
旋光异构是有机物能构成互为镜影的两种异构体，表现出不同的旋光性。
例如饱和氢化物中的碳构成一个四面体，碳原子位于四面体中心，4个基团位于四面体的顶点，当4个基团都不相同时，位于四面体中心的碳原子称为不对称原子，用C*表示，其特点是C*两端的链节不完全相同。
有一个C*存在，每一个链节就有两个旋光异构体。
根据它们在高分子链中的链接方式，聚合物链的立体构成分为三种：(a)全同立构，全部由一种旋光异构单元链接；(b)间同立构，由两种旋光异构单元交替链接；(c)无规立构，两种旋光异构单元完全无规链接。
另一种异构体是几何异构，由于聚合物内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同，分为顺式和反式构型。
例如聚丁二烯利用不同催化系统，可得到顺式和反式构型，前者为聚丁橡胶，后者为聚丁二烯橡胶，结构不同，性能就不完全相同。
远程结构1.分子量和聚合度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的构象。
分子量是高分子大小的量度，但高分子的分子量只有统计意义，只能用统计平均值来表示，如数均分子量Mn和重均分子量Mw。
因为高分子化合物不同于低分子化合物，其聚合过程比较复杂，使生成物的分子量有一定的分布，即分子量具有“多分散性”，不是均一的。
要清晰地表明分子的大小，必须用分子量分布。
聚合度也是表征高分子大小的参数，它是指高分子中所含的重复单元的数目，其值与分子量成正比。
聚合度也具有统计平均意义。
分子量和分子量分布是影响材料性能的重要因素。
实验表明，聚合物的分子量或聚合度达到某一数值后，才能显示出有实用价值的机械强度，称为临界聚合度。
2.高分子链的构象及柔顺性高分子链的主链都是以共价键连接起来的，它有一定的键长和键角。
由单键内旋转引起的原子在空间占据不同位置所构成的分子链的各种形象称为高分子链的构象。
高分子链的空间形象变化频繁、构象多，就像一团任意卷在一起的钢丝一样，对外力有很大的适应性，受力时可表现出很大的伸缩能力。
高分子这种能由构象变化获得不同卷曲程度的特性称为高分子链的柔顺性。
高分子链的柔顺性与单链内旋转难易程度有关。
分子结构对链的柔顺性有明显的影响，其中主链结构、侧基和链的长度都起作用。
C-C键上总带有其他原子或基团，这些原子和基团之间存在着一定的相互作用，阻碍了单键的内旋转；另外，单键的内旋转是彼此受到牵制的，一个键的运动往往要牵连到邻近键的运动；所以大分子链运动往往是以相连接的有一定长度的链段运动来实现。
链段是指具有独立运动能力的链的最小部分，它一般包括十几到几十个链节，这样大分子链就可以看作是若干能独立运动的链段所组成。
通常大分子链柔顺性越大链段越短，柔顺性越小链段越长。
高分子链的柔顺性是高聚物许多性能不同于低分子物质的主要原因。
尤其对高聚物的弹性和塑性有重要影响。
高分子聚集结构聚集态结构是指是指聚合物本体中分子链之间的排列和堆积结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况。
聚集态结构主要指三次结构或高次结构。
如果说高分子链的结构是决定高分子的基本性质的主要因素，那么而聚集态的结构则决定聚合物本体性质的主要因素。
由于结晶条件的改变，引起分子链构象的变化或分子链堆积方式的变化，一种聚合物可以形成不同的晶体。
即使链结构完全相同的同种分子，由于加工成型条件的不同，可以产生不同的聚集态，从而形成性质完全不同的高聚物制品。
实际应用中的高聚物材料与制品的使用性能更直接决定于在加工成型过程中所型成的聚集状态。
高分子的聚集态结构取决于它的大分子的化学组成（构成）、几何排列（构型）和分子形态（构象），也强烈的依赖于它的加工成型等工艺条件。
分子间的相互作用力是高分子的聚集力。
高分子链是由许多原子以共价键连接而成，这种共价键力称为主价力；而高分子链之间的范德华力和氢键力为次价力。
而范德华力又包括静电力、诱导力、和色散力三种弱力。
氢键是一种强力的有方向性的分子力。
根据分子在空间排列的规整性可将高聚物分为结晶型(分子链在空间规则排列)、部分结晶型(分子链在空间部分规则排列)、和非晶态(分子链在空间无规则排列)三类。
高聚物晶态结构特点：(1)分子长链一般采取比较伸展的构象，作较规整的紧密堆积，纳入晶格，形成晶体;(2)高聚物晶体中，晶胞仅包含高分子链的一个片段，而不是完整的分子；(3)由于C轴方向同其它两个晶轴方向原子间作用力不同，合成高聚物晶体中没有立方晶格；(4)高聚物晶体的晶体缺陷大于低分子晶体；(5)结晶条件的变化会引起高分子链构象变化或堆砌方式改变，从而导致高聚物晶型改变——高聚物的同质多晶现象。
高聚物的取向结构主要与结晶时的外应力有关。
在外力作用下，卷曲的大分子链沿外力方向平行排列而形成的定向结构。
有单轴(一个方向)和双轴(相互垂直两个方向)两种取向。
取向后聚合物呈现明显的各向异性，材料的强度大大增加。
取向对聚合物的光学性质、热性质等也会产生影响。