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2高分子链结构.ppt

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第一章;高聚物结构复杂的原因;高分子结构(microstructure);二级结构;以聚氯乙烯为例( Polyvinyl Chloride – PVC);The Chemical Structures of some Polymers;聚醋酸乙烯酯  PVAc Polyvinyl acetate;聚氯乙烯 PVC Polyvinyl Chloride;聚己二酰己二胺 Polyhexamethylene adipamide Nylon6-6;聚苯醚 PPO Polyphenylene oxide, or Polyphenylene ether;聚醚醚酮 PEEK Polyether ether Ketone;聚四甲基对亚苯基硅氧烷 TMPS Poly(tetramethyl p-silphenylene) siloxane;分子链全部由碳原子以共价键相连接而组成,多由加聚反应制得。;分子主链上除碳原子以外,还含有氧、氮、硫等二种或二种以上的原子并以共价键相连接而成。由缩聚反应和开环聚合反应制得。;主链不含碳原子,而由硅、磷、锗、铝、钛、砷、锑等元素以共价键结合而成。其中侧基含有机基团的为元素有机高分子。;如聚丙烯腈受热时,通过侧基反应,经预氧化和环化反应可形成梯形结构的碳纤维,是一种高强度、高模量耐高温的新型材料,已广泛应用于高技术及宇航等工业场合。;如均苯四甲酸二酐和四氨基二苯醚聚合得到的全梯形聚合物聚酰亚胺 (PI ):可耐高温320 ℃,模量非常高,耐热性非常好 ;环状高分子:线形高分子的两个末端分子内连接;分子项链;;;头-尾键接;受紫外线照射易断裂(PVC老化的原因);Head-to-tail; ;2.2.3 支化与交联;按照支链的长短,支化高分子可以分为短支链支化和长支链支化。短支链的长度处于低聚物水平,长支链的长度达到聚合物分子水平。;星形高分子中,所有臂都等长的为规整星形高分子。臂末端引入其它单体,生成二级支化。若所有支化点具有相同官能度且支化点间的链段是等长的,为树枝链,是新型的超支化高分子;支化的表征,支化度:可由单位分子量(或单位体积)内的支化点数或两个相邻支化点间的平均相对分子质量Mc来表征。;高分子链通过化学键相互连接而形成的三维空间网形大分子称为交联高分子。如硫化橡胶、交联聚乙烯、热固性塑料等。;交联对聚合物性能的影响;;离子交联 ; 支化与交联影响性能实例;支化与交联的产生条件;均聚物仅有一种类型结构单元组成。 共聚物是由两种以上单体共同聚合制得。 以??A和B两种结构单元构成的二元共聚物为例,按其连接方式可分为以下统计型(含无规)、交替型、嵌段型、接枝型高分子。 无规共聚物 ~~~ABBABAAABBAB~~~ 交替共聚物 ~~~ABABABABABAB~~~ 嵌段共聚物 ~~~AAAAAABBBBBB~~~ 接枝共聚物;L 和 m 是两类链节的个数;⊕平均序列长度:即共聚物中各单体单元序列的平均长度,例:A B AA BBB A BB AA BBBB AAA B;不同序列结构的特点;统计共聚(无规共聚);接枝共聚(graft);ABS: Acrylonitrile-Butadiene-Styrene;嵌段共聚(block);SBS : Styrene-Butadiene-Styrene; 热塑性弹性体(TPE );高分子的构型;2.2.5.1 旋光异构 (空间立构);尼科尔棱镜;旋光活性物质:可使偏振光旋转的物质称为旋光活性物质。;化合物分子中的一个碳原子与四个不同的原子相连时,这个化合物的空间可能有两种不同排列;小分子;全同立构 (等规立构);旋光异构高分子是否必定有旋光性?;例:全同PS:结晶Tm=240℃; 间同PS:结晶Tm=270℃ ; 无规PS:不结晶,软化温度Tb=80℃ 全同或间同的聚丙烯,结构比较规整,容易结晶,可纺丝做成纤维 而无规聚丙烯却是一种橡胶状的弹性体;2.2.5.2 几何异构(顺反异构);顺式和反式在空间不能重叠,它们并不是同一种化合物,要改变,必须经过化学键的断裂与重组。;思考:;Poly(1,4-butadiene) 聚1,4-丁二烯; ;丁二烯用钴、镍和钛催化系统可制得顺式构型含量大于94%的聚丁二烯,称作顺丁橡胶;由于分子链与分子链之间的距离较大,不易结晶,在室温下是一种弹性很好的橡胶。;1,4聚合时也可得到顺、反两种异构体:;异戊二烯采用定向聚合,选择不同的催化系体系可制备高顺式1,4或高反式1,4聚异戊二烯。; 比 容;思考;;聚丁二烯 ;聚异戊二烯 ;2.2.6 研究高分子链结构的主要方法; 拉曼光谱;2.2.6.2核磁共
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