第二章-高分子物理--高分子链的结构PPT课件
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nHCH H(O O C 2 O H )n C3 C HH O C C 3 C H l O (C 2 O H ) 3 O n
聚碳酸酯的端羟基和酰氯基，可以用苯酚封
端，既可以控制分子量，又可以提高耐热性。
+ COC2 l HO
CH3 C CH3
O O CO
OH +
CH3 C CH3
OH
O O CO
n
2、不同的共聚物组成对材料性能的影响各 不相同。无规共聚物的性质与均聚物差别 很大。例如PE、PP均为塑料，而其共聚物 则是橡胶（乙丙橡胶）；PTFE是不能熔融 加工的塑料、而其与六氟丙烯的共聚物则 是热塑性塑料
塑料与橡胶的区别及分类
3、为了改善高聚物的性能，往往采取共聚， 使产物兼有几种均聚物的优点。如PMMA是塑 料，性能与PS类似，但由于酯基极性强，高温 流动性差，不能注塑成型，如果与少量St共聚， 则可以明显改善高温流动性；ABS树脂是AN、 Bu、St的共聚物，兼具三者特点，AN使之耐 化学腐蚀、提高抗张强度和硬度；Bu使之具有 橡胶的韧性，提供抗冲击强度；St提供高温流
高分子全部由 一种旋光异构 单元键接而成。 分子链结构规 整，可结晶。
O
O
H 2 N
C 2H
NN
N H 2 N H 2
N
Leabharlann BaiduO N
N
C 2H
NN
N N
On
2、端基对聚合物性能的影响很大，尤其是 分子量比较小时。高分子链的端基取决于聚合 过程中链的引发和终止机理。端基可以来自于 单体、引发剂、溶剂或分子量调节剂。
端基对聚合物热稳定性影响很大，链的断
聚裂甲可醛以的从端端羟基基开始以，酯所化以封有端些，高显分子著需提要高封端， 耐以热提性高。耐热性。
能也不同，例如全同立构的PS能够结晶， 熔点240oC，而无规立构PS不能结晶，透 明，软化温度80oC；全同PP易于结晶， 可以做塑料和纤维，而无规PP，为橡胶 状，无实用价值。 合成立体规整高分子的方法。
Isotactic 全同立构
三种类型
Syndiotactic 间同立构
Atactic 无规立构
CH CH2 CH2 CH
OH
OH
非正常的尾尾键接
HCHO CH
O
缩醛化反应
CH2 CH2 CH O
CH2
七元环结构不稳定，不 可能形成
2.2.3支化与交联
1、一般高分子都是线型的，在受热或受 力情况下分子间可以互相移动，可以溶 解和熔融，易于加工成型。
高分子在什么情况下易于发生支化， 怎样会发生交联？
碳链高分子：C举例：聚烯烃如PE、PP、PVC、 PS、PMMA等
杂链高分子：C、O、N、S等如PET、PA 、PU
元素高分子：Si、P等 具有无机物的热稳定性和 有时有，机高物分的子链弹呈性梯、形塑结性构。如PDMS
C 2H C 2H C 2H CH CH CH
CN CN CN
O
O
N
O
H 2 N
O+
聚醋酸乙烯酯就含少量头头键接，以它水 解制备PVA，再制维尼纶时，就会有少量羟基 不发生缩醛化反应，造成缩水。
C 2H CC HC H 2H C 2C HC HC H 2H
RR
RR
CH2 CH CH2 CH
HCHO CH2 CH CH2 CH
OH
OH
O
O
缩醛化反应
正常的头尾键接方式
CH2
形成稳定的六元环结构
交替共聚物 Alternating copolymer, Poly(A-alt-B)
— A—B—A—B—A—B—A —B—A—B—A— B—
嵌段共聚物 Block copolymer Poly(A-block-B)
— A—A — A—A—B — B—B—A—A — A— 接枝共聚物Grafted copolymer Poly(A-g-B)
3、支化高分子有星型、梳型、无规之分。
4、高分子链之间通过支链连接成三维网状结构即 为交联结构，它不溶不融，与支链高分子有本质
区别。热固性的塑料和硫化的橡胶都是交联高分
子。
统计(无规）共聚物 Statistical (Random) copolymer，Poly(A-ran-B)
— A—B—A—A—B—A—A —A—B—B—A— B—
2、支化高分子的化学性质与线形分子相 似，但支化对于物理机械性能有时影响 很大，如LDPE（高压聚乙烯），由于支 化破坏了结晶，机械强度低，常被用于 薄膜；而HDPE（低压聚乙烯），线型 分子，结晶度高，硬度高，可做瓶、管、 棒等。
LDPE、HDPE的制备方法。
附：Ziegler、Natta及配位聚合反应
2020年9月28日
6
2.2.2 键接结构
1、键接结构指结构单 元在高分子链中的连接方 式。对于缩聚和开环聚合， 结构单元的连接方式是固 定的，而对于加聚反应， 可以分为头-尾、头-头和 尾-尾连接的不同方式，对 于共轭双烯存在1，2和1， 4-加成及顺反异构。
2、在加聚反应过程中，绝大多数是头-尾键接， 但因产物不同，也存在数量不等的头-头（尾尾）键接方式，而且离子聚合反应中，产生这 种现象较自由基聚合少。
动性，便于加工，并改善制品外观。因此， ABS是性能优良的热塑性塑料。
1.2.5高分子链的构型
1、构型是对分子中的最邻近原 子间相对位置的表征，即，分子 中由化学键所固定的原子在空间 的几何排列，包括两种：
1）旋光异构
构对单于元-中CH有2-一CH个R手-型性的碳聚原烯子烃，，分每为一三结种。 高分子的立体构型不同，材料的物理性
2.1.1高分子结构的内容
近程结构
构造（化学结构）
（一级结构） 构型
链结构 远程结构
分子大小（分子量）
高 分
（二级结构）
构象 柔顺性
子 结 构 凝聚态结构
晶态结构 非晶态结构 取向态结构
三级结构
液晶态结构
织态结构
更高级结构
2.2高分子链的近程结构
2.2.1 结构单元的化学组成
1、按高分子主链组成分为：
高分子物理的研究内容
高分子的结构，包括链结构和凝聚态结构
高分子材料的性能，主要是粘弹性 分子运动的统计学
2.1 高分子结构的特点
1、结构单元组成 2、一般高分子的主链都有一定的柔性。如果
化学键不能内旋转或结构单元间有强烈的相 互作用，则形成刚性链。 3、结构的不均一性。 4、结构单元之间的相互作用对结构和性能影 响很大。 5、高分子的凝聚态有晶态和非晶态之分，且 与小分子有本质差别。 6、结构的多重性
聚碳酸酯的端羟基和酰氯基，可以用苯酚封
端，既可以控制分子量，又可以提高耐热性。
+ COC2 l HO
CH3 C CH3
O O CO
OH +
CH3 C CH3
OH
O O CO
n
2、不同的共聚物组成对材料性能的影响各 不相同。无规共聚物的性质与均聚物差别 很大。例如PE、PP均为塑料，而其共聚物 则是橡胶（乙丙橡胶）；PTFE是不能熔融 加工的塑料、而其与六氟丙烯的共聚物则 是热塑性塑料
塑料与橡胶的区别及分类
3、为了改善高聚物的性能，往往采取共聚， 使产物兼有几种均聚物的优点。如PMMA是塑 料，性能与PS类似，但由于酯基极性强，高温 流动性差，不能注塑成型，如果与少量St共聚， 则可以明显改善高温流动性；ABS树脂是AN、 Bu、St的共聚物，兼具三者特点，AN使之耐 化学腐蚀、提高抗张强度和硬度；Bu使之具有 橡胶的韧性，提供抗冲击强度；St提供高温流
高分子全部由 一种旋光异构 单元键接而成。 分子链结构规 整，可结晶。
O
O
H 2 N
C 2H
NN
N H 2 N H 2
N
Leabharlann BaiduO N
N
C 2H
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N N
On
2、端基对聚合物性能的影响很大，尤其是 分子量比较小时。高分子链的端基取决于聚合 过程中链的引发和终止机理。端基可以来自于 单体、引发剂、溶剂或分子量调节剂。
端基对聚合物热稳定性影响很大，链的断
聚裂甲可醛以的从端端羟基基开始以，酯所化以封有端些，高显分子著需提要高封端， 耐以热提性高。耐热性。
能也不同，例如全同立构的PS能够结晶， 熔点240oC，而无规立构PS不能结晶，透 明，软化温度80oC；全同PP易于结晶， 可以做塑料和纤维，而无规PP，为橡胶 状，无实用价值。 合成立体规整高分子的方法。
Isotactic 全同立构
三种类型
Syndiotactic 间同立构
Atactic 无规立构
CH CH2 CH2 CH
OH
OH
非正常的尾尾键接
HCHO CH
O
缩醛化反应
CH2 CH2 CH O
CH2
七元环结构不稳定，不 可能形成
2.2.3支化与交联
1、一般高分子都是线型的，在受热或受 力情况下分子间可以互相移动，可以溶 解和熔融，易于加工成型。
高分子在什么情况下易于发生支化， 怎样会发生交联？
碳链高分子：C举例：聚烯烃如PE、PP、PVC、 PS、PMMA等
杂链高分子：C、O、N、S等如PET、PA 、PU
元素高分子：Si、P等 具有无机物的热稳定性和 有时有，机高物分的子链弹呈性梯、形塑结性构。如PDMS
C 2H C 2H C 2H CH CH CH
CN CN CN
O
O
N
O
H 2 N
O+
聚醋酸乙烯酯就含少量头头键接，以它水 解制备PVA，再制维尼纶时，就会有少量羟基 不发生缩醛化反应，造成缩水。
C 2H CC HC H 2H C 2C HC HC H 2H
RR
RR
CH2 CH CH2 CH
HCHO CH2 CH CH2 CH
OH
OH
O
O
缩醛化反应
正常的头尾键接方式
CH2
形成稳定的六元环结构
交替共聚物 Alternating copolymer, Poly(A-alt-B)
— A—B—A—B—A—B—A —B—A—B—A— B—
嵌段共聚物 Block copolymer Poly(A-block-B)
— A—A — A—A—B — B—B—A—A — A— 接枝共聚物Grafted copolymer Poly(A-g-B)
3、支化高分子有星型、梳型、无规之分。
4、高分子链之间通过支链连接成三维网状结构即 为交联结构，它不溶不融，与支链高分子有本质
区别。热固性的塑料和硫化的橡胶都是交联高分
子。
统计(无规）共聚物 Statistical (Random) copolymer，Poly(A-ran-B)
— A—B—A—A—B—A—A —A—B—B—A— B—
2、支化高分子的化学性质与线形分子相 似，但支化对于物理机械性能有时影响 很大，如LDPE（高压聚乙烯），由于支 化破坏了结晶，机械强度低，常被用于 薄膜；而HDPE（低压聚乙烯），线型 分子，结晶度高，硬度高，可做瓶、管、 棒等。
LDPE、HDPE的制备方法。
附：Ziegler、Natta及配位聚合反应
2020年9月28日
6
2.2.2 键接结构
1、键接结构指结构单 元在高分子链中的连接方 式。对于缩聚和开环聚合， 结构单元的连接方式是固 定的，而对于加聚反应， 可以分为头-尾、头-头和 尾-尾连接的不同方式，对 于共轭双烯存在1，2和1， 4-加成及顺反异构。
2、在加聚反应过程中，绝大多数是头-尾键接， 但因产物不同，也存在数量不等的头-头（尾尾）键接方式，而且离子聚合反应中，产生这 种现象较自由基聚合少。
动性，便于加工，并改善制品外观。因此， ABS是性能优良的热塑性塑料。
1.2.5高分子链的构型
1、构型是对分子中的最邻近原 子间相对位置的表征，即，分子 中由化学键所固定的原子在空间 的几何排列，包括两种：
1）旋光异构
构对单于元-中CH有2-一CH个R手-型性的碳聚原烯子烃，，分每为一三结种。 高分子的立体构型不同，材料的物理性
2.1.1高分子结构的内容
近程结构
构造（化学结构）
（一级结构） 构型
链结构 远程结构
分子大小（分子量）
高 分
（二级结构）
构象 柔顺性
子 结 构 凝聚态结构
晶态结构 非晶态结构 取向态结构
三级结构
液晶态结构
织态结构
更高级结构
2.2高分子链的近程结构
2.2.1 结构单元的化学组成
1、按高分子主链组成分为：
高分子物理的研究内容
高分子的结构，包括链结构和凝聚态结构
高分子材料的性能，主要是粘弹性 分子运动的统计学
2.1 高分子结构的特点
1、结构单元组成 2、一般高分子的主链都有一定的柔性。如果
化学键不能内旋转或结构单元间有强烈的相 互作用，则形成刚性链。 3、结构的不均一性。 4、结构单元之间的相互作用对结构和性能影 响很大。 5、高分子的凝聚态有晶态和非晶态之分，且 与小分子有本质差别。 6、结构的多重性