高分子物理第一章详解演示文稿

聚己内酰胺
Poly(-caprolactam) or caprone i.e Nylon 6
聚-甲基苯乙烯 Poly(-methyl) styrene
O
CH2 2 n
H
HO
O
N
CH2 6 N C
CH2 4 C
n
O
H
C
CH2 5 N
n
H2 CH3 CC
n
聚苯醚 PPO Polyphenylene oxide, or Polyphenylene ether
高分子物理第一章详解演示文 稿
优选高分子物理第一章
高分子结构层次
高分子 结构
高分子 链结构
高分子 聚集态结构
近程结构 远程结构 （一级结构） （二级结构）
三级结构
高级结构
1. 1 化学组成、构型、构造和共聚物的序列结构
(1). 聚合物分子链的组成——组成 (2). 结构单元的键接方式——构型 (3). 共聚组成及序列分布——组成+构型 (4). 线型、支化和交联———构造 (5). 取代基空间排列方式——构型 属于化学结构范畴，它对聚合物的基本性能具有决 定性的影响，结构一旦确定，聚合物的基本性能也 就随之确定。
O
Poly(p-phenylene-
C
terephthalamide)
O
聚酰亚胺
C
N
Polyimide
C
O
O
C
O
O
n
OH CN
H
N
n
O
C N
C
O
O
n
聚二甲基硅氧烷 Polydimethyl silioxane or ‘silicon rubber’
聚四甲基对亚苯基 硅氧烷 TMPS Poly(tetramethyl psilphenylene) siloxane
1.1.1 结构单元的化学组成
结构单元 主链
侧链基团 或 取代基
H2C CH
n
Cl
聚合度
e.g. Polyvinyl Chloride - PVC
Table 1-1 The Chemical Structures of some Polymers
聚丙烯 PP Polypropylene 聚异丁烯 PIB Polyisobutylene 聚丙烯酸 Polyacrylic acid
CH2
CH2
n
X
X Cl
CH3
COOCH3
2. 杂链高分子 ~~~~~C-C-O-（O ，N，S，Si…）-C~~~
分子主链由两种或两种以上原子如：O，N， S，C等以共价键相连的高分子。
由缩聚反应或开环聚合而成的，相对于碳链 聚合物，耐热性和机械强度明显提高，因主链带 极性，化学稳定性较差，易水解，醇解或酸解。 芳香族杂链聚合物可做工程塑料使用。
聚碳酸酯（PC）的端羟基和酰氯端基都可以促使聚碳 酸酯在高温下降解。如果用苯酚进行封端则可以明显提高 PC的耐热性。
1.1.2 高分子链的构型
构型（configuration）是指分子中由化学键所固 定的原子在空间的排列。要改变构型必须经过 化学键的断裂和重组。
高聚物不同的异构体
旋光异构
几何异构
键接异构
O
O
O R O C R' C n
O
O
NH R NH C R' C n
聚酯 聚氨酯
CH3
O
C
O
CH3
O
S
O
聚砜
n
O
3. 元素有机高分子 ~~~~~Si-（O，P，Al，Ti，)~~~~
大分子主链上没有碳原子，分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge等元素的高分子。侧基上具有有机基团。该类 聚合物具有较好的可塑性和弹性，还具有优异的耐热性，可 以在一些特殊场合使用，但强度较低，脆性大。
硅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胶：
CH3
Si
O
n
CH3
4. 无机高分子
大分子链（主链和侧基）完全由无机元素组成， 没有碳原子。无机高分子一般具有极好的耐热性， 强度低。
分子链的端基
分子链的端基主要影响聚合物热稳定性，因为聚合物 的降解一般从分子链的端基开始。
聚甲醛（POM）的端羟基受热后容易分解释放出甲醛， 所以聚甲醛合成需要用乙酸酐进行酯化封端，从而消除端 羟基，提高热稳定性。
聚丁二烯
PB
Polybutadiene
聚异戊二烯
PIP
Polyisoprene
O O C CH3 CH2 C
n
H
O CH3 CH2 C
n
H
CH2 CH CH CH3 n
CH2 C CH CH3 n CH3
聚氯乙烯 PVC Polyvinyl Chloride
H CH2 C n
Cl
聚偏二氯乙烯 PVDC Polyvinylidene Chloride
CH3
CH2 CH
n
CH3 CH2 C
n
CH3 O C OH CH2 C
n
H
聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA Polymethyl methacrylate
O
C O CH3 CH2 C
n
CH3
聚醋酸乙烯酯 PVAc Polyvinyl acetate
聚乙烯基甲基醚 PVME
Polyvinyl methyl ether
Cl
CH2 C
n
Cl
聚四氟乙烯
PTFE
Polytetrafluoroethylene Teflon
聚丙烯腈 PAN Polyacrylonitrile
聚甲醛
POM
Polyformaldehyde
CF2 CF2 n
C CH2 n CN
O
CH 2
n
聚氧化乙烯
PEO
Polyethyleneoxide
聚己二酰己二胺 Polyhexamethylene adipamide Nylon6-6
CH3
Si O n
CH3
CH3 Si CH3
CH3
Si O
n
CH3
分子链的化学组成（只看主链）
碳链高分子
杂链高分子 元素高分子
端基
元素有机高分子 无机高分子
高分子的化学组成不同，其性能也不相同。
分子链的化学组成
1. 碳链高分子
~~~~~~C-C-C-C-C-C-C-C~~~~~~~ 分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分子 （大多由加聚得到）。一般可塑性较好，化学性质稳 定，但强度一般，耐热性较差，可作为通用高分子使 用。
1.1.2.1 旋光异构
❖ 旋光异构——若正四面体的中心原子上四个取 代基是不对称的（即四个基团不相同）。此原 子称为不对称C原子，这种不对称C原子的存在 会引起异构现象，其异构体互为镜影对称，各 自表现不同的旋光性，故称为旋光异构。
聚对苯二甲酸乙二酯 PET Polyethylene terephthlate
O C
聚碳酸酯 PC
Polycarbonate
O
CH3
O
n
CH3
O C O CH2 CH2 O
n
CH3
O
C CH3
OC
n
聚醚醚酮 PEEK Polyether ether Ketone
对苯二甲酰对苯二胺
PPTA Kevlar