《高分子的结构》PPT课件

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1、5.其它因素溶剂：良溶剂倾向于使高分子链分散，从而使分子尺寸扩张；不良溶剂使链内聚，分子尺寸发生收缩；高分子在溶液中的尺寸同溶剂的种类和温度有关。无扰状态——无扰尺寸（仅仅是进程作用决定构象行为）1课堂练习：比较以下三个聚合物的柔顺性，从结构上简要说明原因：答案：（1）的刚性最大，因为双键与苯环共轭；（2）的柔性最大，因为双键是孤立；（3）介于（1）和（2）之间。2高分子聚集态结构1）相同分子链之间的排列堆砌——三级结构(晶态结构、非晶态结构、取向结构、液晶结构）；2）不同分子链之间的排列堆砌——高级结构（高分子共混物织态结构、高分子生物体结构）；高分子聚

2、集态结构取决于两方面因素：1）高分子链结构，它从根本上决定了实现某种聚集态的可能性；2）聚合物的成型加工过程以及其外界作用，它们可以对聚集态结构的形成施加影响。3高分子的凝聚态一、聚合物分子间作用力1.范德华力静电力——存在于极性聚合物分子之间，约为13–21kJ/mol；诱导力——存在于极性聚合物分子和非极性分子之间，也存在于极性分子和极性分子之间，约为6–13kJ/mol；色散力——存在于各种聚合物分子之间，约为0.8-8kJ/mol；41）没有方向性；2）没有饱和性；3）具有加和性；随分子量的增加，范德华力增大。由于聚合物的分子量很大，范德华力加和的

3、结果使得聚合物分子间用力相当大，远远超过了分子链中化学键的键能。如果希望通过加热的方法将聚合物大分子相互折开，当能量还不足以克服分子间作用力时，分子链中的化学键就会发生断裂。所以聚合物只能以固态或液态存在，不能以气态存在。范德华力的特点：5——由极性很强的X—H键上的氢原子与另一个化学键上电负性很大的原子Y上的孤对电子相互吸引形成的一种键（X-H-----Y）。氢键具有饱和性和方向性。所以氢键与化学键比较相似。但氢键的键能远小于化学键能，一般在10–30KJ/mol范围，与范德华力的数量级相同。所以可以把氢键看做是一种比较强的、有方向性的分子间力。极性聚合

4、物中（例如聚酰胺、蛋白质、纤维素等），分子链间存在氢键，可以使分子链之间进行规则紧密排列，形成结晶结构。2.氢键力6聚酰胺分子链之间的氢键促进分子链的规整排列形成结晶7内聚能——把一摩尔液体或固体分子移到其分子间引力范围以外所需要的能量；内聚能密度——单位体积的内聚能；它代表了聚合物内部分子间作用力的大小；1）内聚能密度小于300（J/cm3）——非极性聚合物，该类聚合物一般比较柔软，富有弹性，适合做橡胶使用。2）内聚能密度大于400（J/cm3）——强极性聚合物，它们可以成为工程塑料或者纤维材料。3）内聚能密度介于300—400（J/cm3）——弱极性聚

5、合物，分子间作用力比较适中，适合于一般塑料二、内聚能密度8三、高分子的聚集态聚苯乙烯的X射线衍射图象9X射线衍射表明高分子聚集态中既包含了分子链无规排列堆砌的非晶态结构，也包含了分子链规整排列的结晶结构。电子显微镜则进一步揭示了聚合物的各种结晶形态，包括单晶、球晶、树枝状晶等。高分子的晶态和非晶态与小分子化合物的晶态结构和非晶态结构有明显不同。由于聚合物的长链结构，高分子的结晶不够完善，存在许多缺陷，导致高分子晶态的有序程度要低于小分子晶态。同样，由于高分子主链方向的有序程度高于垂直于主链方向的有序程度，高分子非晶态的有序性则要高于小分子非晶态。10晶体—

6、—物质内部的质点(原子、分子)呈三维有序的周期性排列；聚合物晶体中呈三维有序周期性排列的质点是分子链中的结构单元（蛋白质晶体除外）。单晶——晶体中具有短程有序和长程有序，具有规则的外形，表现出各向异性；多晶——由许多小单晶堆砌而成，有序程度在102–103A0，而这些有序结构在整个晶体中是无规分布，晶体外观没有规则的外形。高分子的晶态结构一、晶体结构的基本概念11晶胞结构的描述：可以采用6个晶胞参数来描述晶胞的大小和形状，分别是平行六面体三边的长度a、b、c、以及它们的三个夹角α、β、γ。晶胞的类型有七种，它们是立方、四方、斜方、单斜、三斜、六方、三方。a

7、bcαβγ晶胞——晶体结构的最小重复单元，具有平行六面体的几何形状。无数个晶胞堆砌起来就形成了晶体。晶胞也可称为晶系或者晶格。12二、结晶聚合物的晶胞组成聚合物分子链在晶态中要么采取平面锯齿形构象，要么采取螺旋形构象。当分子链在晶体中做规则排列时只能以分子链的链轴相互平行的方式进行排列。分子链轴方向就是晶胞的主轴，定义为晶胞的C轴。在C轴方向上原子间通过化学键连接，而在其它两个方向上只存在分子间作用力，这样晶体在C轴方向上的行为就与其它方向上的行为不相同。所以在高分子结晶中不会出现立方晶系，其它六种晶系都可能存在。具体形成哪种晶系与高分子的链结构和结晶条件

8、有关。13斜方晶系晶胞三边长a=0.736nm；b=0.492nm