第一章 高聚物的链结构82747

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1、第一章高聚物的结构TheStructuresofPolymerChains第一节概论从小分子到大分子----建立大分子的概念链中的碳原子数材料的状态和性质用途1~45~1116~2525~5050~10001000~500030万~60万单纯气体单纯液体高粘度液体结晶固体半结晶固体韧性塑料固体纤维瓶装燃气汽油油和脂石蜡黏合剂与涂料容器药用手套，防弹背心从大分子的概念上来说，当烷烃中的C原子数超过1000，才是我们常规意义上的聚合物（大分子）—聚乙烯。化学结构如下常用的聚乙烯（PE）的平均分子量在4万-120万之间。让我们再进一步把大分子直观化：以PIB（聚

2、异丁烯，polyisobutylene）为例设其分子量为M=5.6x106则分子链长度L=2.5x104nmPIB链直径约D=0.5nm所以L/D=5x104这就相当于一根D=1mm，L=50m的钢丝如此的长链必然引起聚合物分子结构诸多特点：长链互相缠绕分子间相互作用力大-范德华力的叠加粘度高机械强度高结晶不完善因此，在让聚合物为我们的生活生产服务之前，我们有必要充分了解大分子的结构。也就是学习高分子物理的目的原子结构主价力分子结构分子间力凝聚态结构以聚乙烯为例：原子？主价力？分子结构？分子间力？凝聚态结构？那么高分子物理呢？我们学习什么？聚合物结构与性能

3、相互关系学习高分子物理的主线-----大分子链由许多结构单元组成。共价键组成的大分子间力很大（远大于共价键能），高聚物无气态。大分子链具有内旋自由度，因此高分子链具有刚柔性之分。凝聚态结构包括：晶态、非晶态、取向态、织态、液晶态。一、高聚物结构的主要特点1、大分子链结构的特点（掌握大分子的概念）巨大的分子量、有一定的内旋自由度、分子链间可交联、结构单元间的相互作用强。例如：聚乙烯PE（Polyethylene）乙烯聚乙烯分子量M=28气体M=几十万，几百万固体例如：聚苯乙烯PS（Polystyrene）苯乙烯聚苯乙烯分子量M=104液体M=几万，几十万固体

4、（1）结晶不完善（2）非晶有序（3）取向2、聚集态结构的特点高聚物结构高分子链结构凝聚态结构近程结构远程结构高聚物结构支化与交联结构单元的化学组成结构单元的键接方式结构单元的立体异构和空间构型结构单元的序列分布分子量及其分布（分子的大小）分子的形态（高分子链的柔性与刚性）晶态结构非晶态结构取向态结构织态结构液晶结构二、聚合物结构的层次第二节近程结构一、结构单元的化学组成结构单元的化学组成是影响高聚物结构与性能的本质因素：PE、PP、PVC、PVA、PS等都是C链高分子；PE、PP、PS只有C、H元素，是非极性高聚物；PS的侧基体积大，对称性差，是典型的非晶

5、高聚物；若主链中含有P、N、Si、P、B、S等元素，这样的高聚物叫碳杂链高聚物；主链中不含碳原子的高聚物叫元素有机高聚物。附录TheChemicalStructuresofsomePolymer聚丙烯Polypropylene（PP）聚异丁烯Polyisobutylene（PIB）聚丙烯酸Polyacrylicacid聚甲基丙烯酸甲酯Polymethylmethacrylate（PMMA）聚醋酸乙烯酯Polyvinylacetate（PVAc）聚乙烯基甲基醚Polyvinylmethylether（PVME）聚丁二烯Polybutadiene（PB）聚异戊

6、二烯Polyisoprene（PIP）聚氯丁二烯(氯丁橡胶)Polychloroprene（CR）聚氯乙烯PolyvinylChloride（PVC）聚四氟乙烯PolytetrafluoroethyleneTeflon（PTFE）聚偏氯乙烯PolyvinylideneChloride（PVDC）聚丙烯腈Polyacrylonitrile（PAN）聚甲醛Polyoxymethylene（POM）聚氧化乙烯Polyethyleneoxide（PEO）聚己二酰己二胺Polyhexamethyleneadipamide（Nylon6-6,PA66）聚己内酰胺Pol

7、y（ε-caprolactam）（Nylon6,PA6）聚α-甲基苯乙烯Poly（α-methyle）styrene聚对苯二甲酸乙二酯Polyethyleneterephthlate(PET)聚对苯二甲酸丁二酯PolybutyleneTerephthalate(PBT)聚碳酸酯Polycarbonate(PC)聚醚醚酮PolyetheretherKeton(PEEK)聚对苯二甲酰对苯二胺Poly(p-phenylene-terephthalamide)(PPTA)聚酰亚胺Polyimide(PI)聚二甲基硅氧烷Polydimethylsilioxane(o

8、r“siliconrubber”)聚四甲基对亚苯基硅氧烷Poly(