高分子化学绪论课件.ppt

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1、高分子化学PolymerChemistry1Chapter1绪论本章内容1.1高分子的基本概念1.2聚合物的分类和命名1.6线形、支链形和交联1.5大分子微结构1.4分子量及其分布1.3聚合反应分类（*）（△）（*）1.7聚集态和热转变1.8高分子材料和力学性能2高分子化学聚合物的基本特征部分结晶状态聚合物的基本特征相对分子质量方面特征具有巨大分子质量相对分子质量多分散性平均相对分子质量相对分子质量分布数均分子质量质均分子质量粘均分子质量分布曲线分布指数结构方面特征大分子链结构宏观结构微观结构聚集态特征无定型状态高度结晶状态玻璃态橡胶态粘流态非晶态晶态线形结构支链结构交联结构

2、重复单元结构序列结构立体异构对映异构几何异构构象异构31.5大分子微结构——微观结构1.结构单元的结构：决定聚合物的种类和性能最主要因素。2.序列结构(sequentialstructure)：链中结构单元的连接顺序。－－单体结构和反应条件影响结构单元的连接顺序。大分子的微观结构结构单元的本身结构结构单元相互键接而成的序列结构结构单元在空间排布的立体异构4头-尾连接head-to-tail头-头连接head-to-head尾-尾连接tail-to-tail如单体CH2=CHX聚合时，所得单体单元结构如下：首尾单体单元连接方式可有如下三种：序列结构说明53.结构单元在空间排布的

3、立体异构－－原子或取代基在空间排列方式不同引起的对映体异构(antimerisomerism)几何异构(rotamerism)构象(conformation)（1）对映体异构（又称手性异构）——不对称碳原子上的基团空间排列引起若高分子中含有手性C原子,则其立体构型可有D型和L型，据其连接方式可分为如下三种：6根据旋光异构体在高分子链中的链接方式，以乙烯基高分子－（CH2CHX）－立体构型为例,聚合物链的三种立体构成分如下.三种构型性能差别大,构型主要由引发剂控制.等规度：全同或间同立构单元所占的百分数7请判断下列高分子链各属于哪种立体异构?8（2）几何异构（Stereoiso

4、merism）——主链上有不饱和键所引起的异构现象9例如:异戊二烯烃(isoprene)1,4加成后，主链上有双键，与双键连接的碳原子不能绕主链旋转。顺式和反式聚合物的性能差别很大.顺式(cisform)异构体(性能优良的天然橡胶)反式构型.avi(半结晶的塑料)10（3）构象(conformation)伸展链spreadingchain无规线团randomcoil折叠链foldedchain螺旋链spiralchain产生原因：C-C单键的内旋转(internalrotation)引起碳原子在空间位置上的变化。——高分子链在空间存在的各种形状11高分子链的几何形状大致有三种

5、：线形、支链形、体形高分子的链结构高分子化学线形支链形体形1.6线形、支链形和交联——宏观结构星形梯形其它新型结构的高分子，如星形聚合物、梯形聚合物等。12如同一根长链，无支链其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团；适当溶剂可溶解，加热可以熔融;高弹性、塑性好，硬度低;例如：合成纤维和大多数塑料都是线型分子.线型高分子可溶可熔13线形高分子如：线型缩聚中，单体须具有两个反应能力的官能团如二元酸和二元醇；加聚中烯类单体的π键；环状单体开环聚合中的断裂单键；如:聚丙烯、聚氯乙烯等塑料，涤纶树脂、聚酰胺-66、聚丙烯腈等纤维均为线形聚合物。形成的基本条件——2官能团单体14指线形主链上

6、带支链,即分子链上带一些长短不同的支链.有的支链是聚合中自然形成；有的支链则是人为的通过反应接枝而上；适当溶剂可溶解，加热可以熔融.支链高分子可溶可熔15许多线形或支链形大分子由化学键连接而成的交联(crosslinking)结构。整个高分子键合成一个整体,可看成是线形或支链高分子以化学键交联而成;不溶于任何溶剂，也不能熔融；硬度高、脆性大、无弹性和塑性。体形高分子不溶不熔16说明交联聚合物又称网状聚合物或体形聚合物，是借助于多官能团单体的反应或某种助剂（如硫）将聚合物交联起来而得到的。交联程度浅,受热可软化，适当溶剂可溶胀;交联程度深的,既不溶解,又不熔融，即不溶不熔。典型

7、的例子是橡胶的硫化(sulfuration)大分子的几何形状与聚合物的物理性质密切相关线形和支链形聚合物：可溶可熔——热塑性聚合物交联聚合物：分子链间存在化学键的交联，不溶不熔——热固性聚合物171.7聚集态和热转变高分子之间以次价键（范德华力）聚集。由于相对分子质量很大，总的次价键力超过共价键力。因此高分子只有固态和液态，没有气态。高分子的凝聚态(聚集态)结构：是高聚物材料整体的内部结构，即指在分子间力作用下大分子相互敛集在一起形成的组织结构。它包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构。18高