第2章高分子结构-1详解

第二章名词解释1.凝聚态：根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分为固体、液体、气体。

2.单分子链凝聚态：大分子特有现象，高分子最小单位。

3.内聚能：1mol凝聚体汽化时需要的能量，△E = CE =△HV-RT(△HV——摩尔蒸发热，RT——汽化时做膨胀功)4.晶胞：晶体结构中具有周期性排列的最小单位。

5.晶系：晶体按其几何形态的对称程度。

ler指数：是一种特殊的，以结晶学单胞三条棱为坐标系时确定的指数。

7.单晶：晶体的整体在三维方向上由同一空间格子组成。

8.球晶：浓溶液中析出或熔体中析出，在不存在应力的条件下，形成圆球形的晶体。

9.片晶厚度：结晶聚合物的长周期与结晶度的乘积。

10.结晶度：试样中结晶部分所占的质量分数或体积分数。

11.高分子链的缠结：高分子链之间形成物理交联点，构成网络结构,使分子链的运动受到周围分子的羁绊和限制。

12.聚合物液晶：一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上失去了固体物质的刚性，具有流动性，结构上仍保持有序结构，表现各向异性，成为固体-液体过渡状态。

13.溶致液晶：一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。

14.热致液晶：加热液晶物质时，形成的各向异性熔体。

15.液晶晶型：向列相（N相）:完全没有平移有序手征性液晶（胆甾相，手征性近晶相）层状液晶（近晶A，近晶C ）一维平移有序盘状液晶相（向列相ND）16.取向：在某种外力作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向择优排列的结构取向度：f=1/2（3cos2θ-1）（θ：分子链主轴与取向方向之间的夹角，称为取向角）17.双折射：一条入射光线产生两条折射光线的现象。

18.相容性：共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观均匀材料的能力。

19.多组分聚合物：多组分聚合物又称高分子合金，指该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物组分，不论组分之间是否以化学键相互连接。

20.自组装：基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。

一、概念与名词第一章高分子链的结构高聚物的结构指组成高分子的不同尺度的结构单元在空间相对排列，包括高分子的链结构和聚集态结构。

高分子链结构表明一个高分子链中原子或基团的几何排列情况。

聚集态结构指高分子整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。

近程结构指单个大分子内一个或几个结构单元的化学结构和立体化学结构。

远程结构指单个高分子的大小和在空间所存在的各种形状称为远程结构化学结构除非通过化学键的断裂和生成新的化学键才能改变的分子结构为化学结构。

物理结构而一个分子或其基团对另一个分子的相互作用构型分子中各原子在空间的相对位置和排列叫做构型，这种化学结构不经过键的破坏或生成是不能改变的。

旋光异构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三中键接方式，即全同、间同、无规立构，此即为旋光异构。

全同立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三种键接方式，若高分子链中C*的异构体是相同的，此即为全同立构。

间同立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三种键接方式，若高分子链中C*的两种异构体是交替出现的，此即为间同立构。

无规立构结构单元-CH2--C*HR-型的高分子，由于每一个结构单元含有一个C*，因此，它们在高分子链中有三种键接方式，若高分子链中C*的两种异构体是无规则出现的，此即为无规立构。

有规立构全同和间同立构高分子统称为有规立构。

等规度全同立构高分子或全同立构高分子和间同立构高分子在高聚物中的百分含量。

几何异构当主链上存在双键时，而组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，即可形成顺反异构，此即为几何异构。

顺反异构当主链上存在双键时，而组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，即可形成顺反异构，此即为几何异构。

第一章 高分子的链结构1.1 高分子结构的特点和内容高聚物结构的特点:1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子，相对分子质量大，相对分子质量往往存着分布。

2. 一般高分子主链都有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲而具有柔性。

3.晶态有序性较差，但非晶态却具有一定的有序性。

4.要使高聚物加工成有用的材料，往往需要在其中加入填料，各种助剂，色料等.。

5. 凝聚态结构的复杂性: 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。

1.2 高分子的近程结构(,)(,)⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎧⎨⎨⎪⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩结构单元的化学组成结构单元键接方式结构单元空间立构近程结构支化高分子链结构交联结构单元键接序列高聚物结构高分子链尺寸分子量均方半径和均方末端距远程结构高分子链的形态构象柔性与刚性非晶态结构晶态结构高分子聚集态结构液晶结构取向结构多相结构 链结构:指单个分子的结构和形态.链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元.近程结构:指链结构单元的化学组成，键接方式，空间方式，空间立构，支化和交联，序列结构等问题.共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物.有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子，并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的.全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成.间同立构:由两种旋光异构单元交替键接.无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时.等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数.临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后，才能显示出适用的机械强度，这一数值称为~.键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式.支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度.交联结构:高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网型大分子时即成为交联结构. 交联度:通常用相邻两个交联点之间的链的平均分子量Mc 来表示.交联点密度:为交联的结构单元占总结构单元的分数，即每一结构单元的交联几率.1.3 高分子的远程结构构造: 是指链中原子的种类和排列，取代基和端基的种类，单体单元的排列顺序，支链的类型和长度等.构象:由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为~构型: 是指某一原子的取代基在空间的排列.遥爪高分子：是端基具有特定反应性技的聚合物.聚集态结构:是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构，非晶态结构，取向态结构，液晶态结构以及织态结构.无规线团:不规则地蜷曲的高分子链的构象称为~.自由联结链:假定分子是由足够多的不占体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中生个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响.末端距:指线型高分子链的一端至另一端的直线距离，用h 表示.均方末端距:求平均末端距或末端距的平方的平增色值.22h nl =(n 为键数)自由结合链:假定分子是由不占有体积的化学键自由结合而成，内旋转时没有键角限制和位垒障碍，其中每个键在任何方向取向的几率都相等.自由旋转链:假定分子链中每一个键都可以在键角所允许的方向自由转动，不考虑空间位阻对转动的影响.均方旋转半径:假定高分子链中包含许多个链单元，每个链单元的质量都是m ，设从高分子链的重心到第i 个链单元的距离为S i ，它是一个向量，则全部链单元的S i 2的重量均方根就是链的旋转半径S ，其平均值为:2222006/i i i i ih S S m S m =→∑∑远程相互作用:指沿柔性链相距较远的原子或原子基团由于主链单键的内旋转而接近到小于范德华半径距离时所产生的推斥力.体积效应:实际链段总是有一定体积的，任何两个链段不可能同时占有同一空间.持久长度a :无限长链的末端距在链初始(即第一键)方向上的平均投影.其值越大，链的刚性越强.蠕虫状链模型:把模型链分成很小的单元，以使链上任何一点的取向相对相邻的点几乎呈连续变化，链轮廓上任一点的曲率方向假定是无规的，这样的模型链就好似一条弯曲的蠕虫.1.4 高分子链的柔顺性柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为~.高分子链的柔顺性主要取决于以下因素：1. 主链中含有共轭双键、芳杂环结构的高分子链的柔顺性较差.2. 侧基的极性越强，相互间的作用力越大，其~越差.侧基体积越大，空间位阻越大，对链的内旋转愈不利，使链的刚性增加.3. 分子链越长，~越大.平衡态柔性:又称热力学柔性)指在热力学平衡条件下的柔性.动态柔性:指在外界条件的影响下从一种平衡态构象向另一种平衡态构象转变的难易程度.第二章 高分子的聚集态结构2.1 高聚物的非晶态内聚能:定义为克服分子间的作用力，把一摩尔液体或固体分子移到其分子间的引力范围这外所需要的能量.V E H RT ∆=∆-内聚能密度(CED):是单位体积的内聚能. 内聚能密度小290兆焦/米3的高聚物，都是非极性高聚物，由于它们的分子链上不含有极性基团，分子间力主要是色散力，分子间相互作用较弱，加上分子链的柔顺性较好，使这些高聚物材料易于变形，富有弹性，可用作橡胶。

高分子化学名词解释高分子化合物（High Molecular Compound）：所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。

单体（Monomer）：合成聚合物所用的-低分子的原料。

如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。

重复单元（Repeating Unit）：在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。

如聚氯乙烯的重复单元为。

单体单元（Monomer Unit）：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为单体单元。

结构单元（Structural Unit）：单体在大分子链中形成的单元。

聚氯乙烯的结构单元为。

聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以X n表示。

聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是一统计平均值。

聚合物分子量（Molecular Weight of Polymer）：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。

分子量分布（Molecular Weight Distribution, MWD ）：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。

多分散性（Polydispersity）：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。

分布指数(Distribution Index) ：重均分子量与数均分子量的比值。

即。

用来表征分子量分布的宽度或多分散性。

连锁聚合（Chain Polymerization）：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。

高分子材料的结构与性质高分子材料是一类由重复单元构成的大分子化合物，具有广泛的应用领域。

它们的结构和性质之间存在着密切的关系，对于理解和控制高分子材料的性能具有重要意义。

一、高分子材料的结构高分子材料的结构可以分为线性结构、支化结构和交联结构三种。

线性结构的高分子材料由一条连续的链状分子构成，例如聚乙烯和聚丙烯。

支化结构的高分子材料在主链上存在侧链，这些侧链可以分散主链上的应力，提高材料的柔韧性和耐热性，例如聚四氟乙烯。

交联结构的高分子材料中，分子之间通过共价键或物理交联形成三维网络结构，这种结构使材料具有较高的强度和刚性，例如硅橡胶。

除了结构的不同，高分子材料的分子量也会对其性质产生影响。

高分子材料的分子量一般用聚合度来表示，聚合度越高，分子量越大，相应的材料性能也会有所提高。

高分子材料的分子量可以通过聚合反应的条件和聚合物化学方法进行调控。

二、高分子材料的性质高分子材料的性质主要包括力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等。

其中，力学性能是高分子材料最基本的性质之一。

高分子材料的力学性能包括强度、韧性和刚度等指标。

强度是指材料抵抗外部应力的能力，韧性是指材料在受到外力作用时发生塑性变形的能力，刚度是指材料抵抗变形的能力。

不同的高分子材料在力学性能上存在差异，这与其结构和分子量有关。

热学性能是指高分子材料在不同温度下的性能表现。

高分子材料的热学性能主要包括熔点、玻璃化转变温度和热膨胀系数等。

熔点是指高分子材料从固态转变为液态的温度，玻璃化转变温度是指高分子材料从玻璃态转变为橡胶态的温度。

热膨胀系数是指高分子材料在温度变化时的膨胀程度。

热学性能的差异也与高分子材料的结构和分子量有关。

电学性能是指高分子材料在电场作用下的性能表现。

高分子材料的电学性能主要包括导电性、介电常数和介电损耗等。

导电性是指高分子材料导电的能力，介电常数是指高分子材料在电场中储存电能的能力，介电损耗是指高分子材料在电场中损耗电能的能力。

1高分子链的结构高分子是指由许多小分子单元通过共价键连接而成的一种大分子化合物。

高分子链是高分子的主要结构，它具有长链结构，且由不同的单体单元连接而成。

高分子链的结构决定了高分子的性质和用途。

下面将详细介绍高分子链的结构及其影响因素。

高分子链的结构可以分为线性结构、支化结构、交联结构和网状结构。

线性结构是指高分子链中的单体单元按照直线排列连接而成，没有侧链或支链的结构。

例如，聚乙烯就是一种具有线性结构的高分子。

支化结构是指高分子链中存在侧链或支链的结构，这些侧链或支链可以改变高分子的性质。

例如，聚丙烯就是一种具有支化结构的高分子。

交联结构是指高分子链中的单体单元之间通过共价键有多个键相互连接，形成稠密的网络结构。

例如，硫化橡胶就是一种具有交联结构的高分子。

网状结构是指高分子链之间还存在着物理交联的结构，形成一种类似网状的结构。

例如，凝胶就是一种具有网状结构的高分子。

高分子链的结构对高分子的性质和用途有着重要的影响。

首先，线性结构的高分子通常具有较高的拉伸强度和刚性，适用于制备塑料材料。

支化结构的高分子通常具有良好的抗寒性和耐热性，适用于制备橡胶制品。

交联结构的高分子通常具有良好的弹性和强度，适用于制备弹性体制品。

网状结构的高分子通常具有吸水性和保湿性，适用于制备化妆品。

除了高分子链的结构外，高分子链的长度和分子量也对高分子的性质和用途有着重要的影响。

高分子链的长度决定了高分子的分子间作用力的强弱，影响了高分子的流动性和稳定性。

高分子链的分子量决定了高分子的力学性能和物理性质，分子量越大，高分子的强度和硬度就越高。

高分子链的合成方法包括聚合反应、缩聚反应和交联反应。

聚合反应是指将低分子量的单体单元通过化学键连接成高分子链的过程，例如聚合物的合成。

缩聚反应是指将两个或多个低分子量的单体单元通过化学键连接成高分子链的过程，例如聚酯的合成。

交联反应是指将高分子链中的单体单元之间通过化学键相互连接成稠密的网络结构的过程，例如硫化橡胶的合成。

高分子科学基础总结第一章绪论1.高分子：也称聚合物分子或大分子，分子量较高(一般为104～106)，其分子结构必须是由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成的。

2.聚合物：也称高分子化合物，是由许多单个聚合物分子（高分子）组成的物质。

3.单体：能够进行聚合反应，并形成高分子中基本结构组成单元的小分子化合物。

4.重复单元：高分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元，也称链节。

5.结构单元：由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分叫做结构单元。

6.单体单元：与单体的元素组成和排列相同，只是电子结构不同的结构单元。

7. 聚合物的多分散性：聚合物是由一系列不同分子量（或聚合度）的同系物高分子组成的混合物，这些同系物高分子之间的分子量差为重复单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子小不一的特性称为聚合物的多分散性。

8.聚合反应分类：（1）根据单体与其生成的聚合物之间在分子组成与结构上的变化把聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。

（2）根据反应机理和动力学性质的不同，分为逐步聚合反应和链式聚合反应9.聚合物的分类：a.按主链元素组成：碳链高分子：主链完全由C原子组成。

杂链高分子：构成主链的元素除C外，还含O,N,S,P等一些杂原子。

元素有机高分子:主链无碳原子，完全由 Si,B,Al,O,Ti, N,S,P等杂原子组成，但侧基却是含C,H,O 的有机基团。

b.按性质和用途：塑料，纤维，橡胶，涂料，胶黏剂，功能高分子。

第二章逐步聚合反应1. 逐步聚合反应：由低分子化合物经多次逐步进行的相似的化学反应形成大分子的过程。

2. 缩聚反应：缩合聚合反应的简称，是指带有两个或两个以上官能团的单体经过许多次的重复缩合反应而逐步形成聚合物的过程。

3. 单体官能度（f )：一个单体分子中能参与聚合反应的官能团数目称为单体官能度，以f 表示。

4. 平均官能度( f )：是指聚合反应体系中实际上能参与聚合反应的官能团数相对于体系中单体分子总数的平均值，用f 表示。