高分子的结构与性能.ppt

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1、高分子结构与分子运动StructureandmolecularmotionofpolymersStructureandpropertyCdiamondcoalgraphitecarbonnanotubeFullereneC60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；Structureofsinglepolymerchain（2）许多高分子链聚在一起表现出来的聚集态结构。StructureofaggregationstateofpolymerchainsPolymerstructureChainstructureConformat

2、ionandmolecularweightCrystallinestate,amorphousstate,orientatingstate,liquid-crystallinestateStructureofaggregationstateConfiguration结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型，以及支化、交联等近程结构（一级结构）远程结构（二级结构）高分子链的形态（构象）以及高分子的大小（分子量）链结构聚集态结构（三级结构）晶态、非晶态、取向态、液晶态及织态等聚合物的结构ChainstructureConstitutionandConfigurationofpolym

3、erchainConstitutionreferstotheorganizationoftheatomsalongchain.Configurationalisomerisminvolvesthedifferentarrangementsoftheatomsandsubstituentsinachain,whichcanbeinterconvertedonlybythebreakageandreformationofprimarychemicalbonds.化学组成连接顺序立体构型支化与交联聚合物链结构ConfigurationalisomerismSequenceisomer

4、ism（顺序异构）Stereoisomerism（立体异构或旋光异构）Cis-transisomerism（顺反异构或几何异构）Constitution:SequenceIsomerismHead-to-tailHead-to-headTail-to-tailConfiguration:Stereoisomerism(Tacticity)IsotacticSyndiotacticAtacticConfiguration:Cis-transisomerismTrans-Poly(1,4-butadiene)Cis-Poly(1,4-butadiene)顺式的1,4-聚丁二烯，分子

5、链间的距离较大，不能结晶，在室温下是一种弹性很好的橡胶；而反式1,4-聚丁二烯由于分子链比较规整，因而容易结晶，在室温下弹性很差，只能作为塑料使用。高分子链的构象ConformationofpolymerchainsConformationreferstothedifferentarrange-mentsofatomsandsubstituentsofthepolymerchainbroughtaboutbyrotationaboutsinglebonds高分子链中的单键可内旋转，每个键的空间位置受其键角的限制，但是离第一个键越远，其空间位置的任意性越大，两者空间位置的相互关系

6、越小，可以想象从第i+1个键起，其空间位置的取向与第一个键完全无关，因此高分子链可看作是由多个包含i个键的段落自由连接组成，这种段落称为链段(segement)。ConformationC1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11构象是由分子内热运动引起的物理现象，是不断改变的，具有统计性质。因此讲高分子链取某种构象是指的是它取这种构象的几率最大。FullextendedchainRandomcoilsFoldedchainhelical高分子链的运动是以链段为单元的，是蠕动。高分子链在分子内旋转作用下可采取各种可能的形态，如取不同的构象，如伸直链、无规线团、折叠链、螺旋链

7、等。Conformation线型高聚物是又细又长的分子。以分子量为5.6×106的聚异丁烯为例，若将其分子拉直，它的长度为2.5×104nm，而直径为0.5nm，长径比为5×104。这就相当于一根直径为1mm，长度为50m的钢丝。在没有外力作用下，这样一根钢丝不可能呈直线型伸展状态，而总是带有自然弯曲的倾向，有时甚至会卷曲起来乱作一团。TheflexibilityofpolymerchainTheflexibilityofpolymerchain高分子链通过内旋转作用改变其构象的性能称为柔顺