【2017年整理】第二章高分子链的结构.ppt

聚合物是由许多单个的高分子链聚集而成，因而其结构有两方面的含义：（1）单个高分子链的结构；（2）许多高分子链聚在一起表现出来的聚集态结构。可分为以下几个层次：;第一节 高分子链的化学结构与构型（近程结构） (1). 聚合物分子链的组成——组成（链节结构） (2). 结构单元的键接方式——构型 (3). 共聚组成及序列分布——键接结构 (4). 线型、支化和交联———构造 高分子的近程结构属于化学结构范畴，它对聚合物的基本性能具有决定性的影响，近程结构一旦确定，聚合物的基本性能也就随之确定。;1. 碳链高分子 ~~~~~~C-C-C-C-C-C-C-C~~~~~~~ 一般可塑性较好，化学性质稳定，但由于链原子极性较小，强度一般，耐热性较差，可作为通用高分子使用。同时，其性能与主链上的取代基 有极大关系。 比如： PE 耐寒性好、制品柔软性好； PP 耐热性好、制品刚性好； PS 透明性好、制品脆性大；PVC难燃。 ;2. 杂链高分子 ~~~~~C-C-O-（N，S，Si…）-C~~~ 杂链聚合物的链原子一般是极性原子，分子间的作用力较大，通常其耐热性明显提高。如主链中具有芳香族杂环，则聚合物的力学强度较高。 大多数是由缩聚反应或开环聚合反应制得。由于高强度和良好的耐热性而成为重要的工程塑料，如聚甲醛、尼龙、聚酯等。;3. 元素有机高分子 ~~~~~Si-（O，P，Al，Ti，)~~~~ 大分子主链上没有碳原子，侧基为有机基团。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和耐寒性，可以在一些特殊埸合使用。 如聚硅氧烷、有机钛等，其中Si的成键能力较强，已有多种有机硅高聚物。;二、高分子链的连接方式（结构单元的键接方式） 键接结构是指结构单元在高分子链中的连接方式。尽管链节结构相同，但键接结构的不同，则高聚物的性能也有很大差异。键接结构可分为如下几种结构。 1、顺序异构 ; 一般情况下，头-尾相连占主导优势，而头-头相连占较低比例。头-头连接对高分子一般有不良影响： （1）结晶性能——大分子链中结构单元键接顺序整齐对聚合物的结晶有利；混杂的键接结构会影响大分子链的规整性，从而使聚合物的结晶性能下降。 （2）化学稳定性——头-头连接对高分子链的稳定性有不良影响，如受热或氧等的作用，易在此处产生断裂，从而使大分子产生降解。 ; 2、共聚结构 两种或两种以上单体链节以不同的连接方式形成的结构称为共聚结构。它可分为：;不同共聚结构的高聚物则呈现不同的性能，如： ① 乙烯-丙烯和无规共聚结构：呈现橡胶的特性。 较大程度地破坏了原有两种均聚物的键接结构。 ② 乙烯-丙烯嵌段共聚结构：呈现塑料的特性。 较小程度地破坏了原有两种均聚物的键接结构， 表现出两种聚合物共性。 ③交替共聚和接枝共聚，较为复杂，产物性能视情况而定。 ; 三、大分子的支化、交联 （几何形状）;三、大分子的支化、交联 ;三、大分子的支化、交联 ; ;三、大分子的支化、交联 ;三、大分子的支化、交联 ;三、大分子的支化、交联 ;四、构型;四、构型;四、构型;四、构型;四、构型;四、构型;四、构型;四、构型;四、构型;四、构型;第二节 高分子链的构象与柔性; 单键是由σ电子所组成，电子云分布是轴对称的，因此高分子运动时，在保持各单键之间的键角不变（C—C为109°28′）条件下，可以绕轴旋转，我们把这种旋转称为内旋转。;一、高分子链的内旋转;一、高分子链的内旋转;一、高分子链的内旋转;一、高分子链的内旋转;一、高分子链的内旋转;一、高分子链的内旋转; 二、高分子链构象的示意; 二、高分子链构象的示意;第三节 高分子链的热运动----运动形式;一、运动单元的多重性;一、运动单元的多重性; 3．整个大分子链的运动----大分子运动、整链运动 整链运动是指高分子链分子质量中心的移动，即流动。这种运动需要较高的能量才能发生----较高温度下。 高分子的整链运动一般在溶液中或在熔融状态下才能实现.。; 一、单键内旋转与链柔顺性的关系 1．链柔顺性 由于高分子内含有众多的单键，而单键又具有内旋转的性质，从而使得高分子链具有不同的构象，将高分子链能够改变其构象的性质称为链柔顺性。高分子链能形成的构象数越多，柔顺性越大。;(2)分子链完全不能内旋转 若分子链始终不能内旋转，此时则说明无