第一章高分子的几何形状和结构汇总
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高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。
英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。
前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。
这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。
与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。
(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。
高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。
此外,高分子不能气化,常难溶,粘度大等特性也与结构特点密切相关。
1.2高分子链的近程结构高分子链的化学结构可分为四类:(1)碳链高分子,主链全是碳以共价键相连:不易水解(2)杂链高分子,主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子:由缩聚或开环得到,因主链由极性而易水解、醇解或酸解(3)元素有机高分子,主链上全没有碳:具有无机物的热稳定性及有机物的弹性和塑性(4)梯形和螺旋形高分子:具有高热稳定性由单体通过聚合反应连接而成的链状分子,称为高分子链。
高分子物理重要知识点(1人评价)|95人阅读|8次下载|举报文档高分子物理重要知识点(1人评价)|96人阅读|8次下载|举报文档1 高分子物理重要知识点第一章高分子链的结构 1.1高分子结构的特点和内容高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高,通常将相对分子质量高于约1万的称为高分子,相对分子质量低于约1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
一般高聚物的相对分子质量为104~106,相对分子质量大于这个范围的又称为超高相对分子质量聚合物。
英文中“高分子”或“高分子化合物”主要有两个词,即polymers和Macromolecules。
前者又可译作聚合物或高聚物;后者又可译作大分子。
这两个词虽然常混用,但仍有一定区别,前者通常是指有一定重复单元的合成产物,一般不包括天然高分子,而后者指相对分子质量很大的一类化合物,它包括天然和合成高分子,也包括无一定重复单元的复杂大分子。
与低分子相比,高分子化合物的主要结构特点是:(1)相对分子质量大,由很大数目的结构单元组成,相对分子质量往往存在着分布;(2)主链有一定的内旋自由度使分子链弯曲而具有柔顺性;(3)高分子结构不均一,分子间相互作用力大;(4)晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。
(5)要使高聚物加工成为有用的材料,需加入填料、各种助剂、色料等。
高分子的结构是非常复杂的,整个高分子结构是由不同层次所组成的,可分为以下三个主要结构层次(见表1-1):表1-1高分子的结构层次及其研究内容名称内容备注链结构一级结构(近程结构)结构单元的化学组成键接方式构型(旋光异构,几何异构)几何形状(线形,支化,网状等)共聚物的结构指单个大分子与基本结构单元有关的结构二级结构(远程结构)构象(高分子链的形状)相对分子质量及其分布指由若干重复单元组成的链段的排列形状三级结构(聚集态结构、聚态结构、超分子结构)晶态非晶态取向态液晶态织态指在单个大分子二级结构的基础上,许多这样的大分子聚集在一起而成的聚合物材料的结构由于高分子结构的如上特点,使高分子具有如下基本性质:比重小,比强度高,弹性,可塑性,耐磨性,绝缘性,耐腐蚀性,抗射线。
第一章高分子链的结构10学时概述§1.1 高分子链的近程结构高分子链的化学结构高分子链的立体化学结构§1.2 高分子链的远程结构高分子链的构象与柔顺性高分子链构象的统计理论和柔性的定量描述掌握内容:1、高分子结构特点、各层次结构的主要内容及链结构与性能的关系2、构象、构型、柔顺性和链段等基本概念及定量描述3、影响柔顺性的因素,并能根据分子结构判断柔顺性的大小理解内容:1、几何算法、高斯统计法计算几种均方末端距的假设、计算过程2、静态柔顺性与动态柔顺性概述1 高聚物的特点:①分子量很大。
比小分子高出好几个数量级。
②链式结构:由很大数目的结构单元(103-105)以共价键相连接而构成。
③链的柔顺性:主链有一定的内旋转自由度,并由于热运动,链的形状可以不断改变。
(产生非常多的构象:DP=100的PE,构象数1094。
)④分子量和分子尺寸的多分散性。
各个分子的分子量和结构都存在或多或少地差异。
所以,高分子的分子量和分子尺寸只能是某种意义上的统计平均值。
我们只能通过某种测量手段知道这种统计平均值。
⑤由于分子量很大,所以分子间的相互作用对凝聚态结构和物理性能有着重要影响。
⑥物质结构的多层次性。
如链结构、凝聚态结构、织态结构等许多层次。
凝聚态的有序程度变化很大,依赖于加工条件。
2. 高分子结构的层次:物质的结构:指在平衡态分子中原子之间或平衡态分子间在空间的几何排列。
Short-range structure(1)高分子链的近程结构:又称化学结构或一级结构,指的是单个分子的结构和形态,它研究的是单个分子链中原子或基团的几何排列情况。
近程结构研究的范围为高分子的构造和构型。
指的是单个高分子内结构单元的化学结构(构造)和立体化学结构(构型)。
Long-range structure(2)高分子链的远程结构:又称二级结构。
研究的是分子的大小和形态,链的柔顺性和分子的构象。
例如:是伸直链、无规线团还是折叠链、螺旋链等。
高分子的构型和构象
高分子化合物的构型和构象是理解其物理性质和化学性质的关键所在。
下面我将自创一些关于高分子构型和构象的描述,以帮助您更好地掌握这两个概念。
首先,让我们谈谈高分子的构型。
构型是指分子中原子的空间排列方式,它是固定的,不随时间和环境的变化而改变。
对于高分子来说,由于其链状结构的特点,构型通常涉及链段之间的相互关系和整个分子链的弯曲、折叠等形态。
高分子的构型决定了其空间占据方式和与其他分子的相互作用方式,进而影响其溶解性、熔点、机械强度等物理性质。
例如,线性高分子和支化高分子的构型差异会导致它们在溶液中的行为截然不同。
接下来,我们讨论高分子的构象。
构象是指分子中原子或基团在空间中的相对位置和取向,它不同于构型,是可以随时间和环境的变化而改变的。
对于高分子而言,由于其链状结构的长度和复杂性,构象的变化尤为丰富。
高分子链可以在不同的能量状态下呈现出不同的构象,如卷曲、伸展、螺旋等。
这些构象的变化不仅影响高分子的物理性质,还与其化学反应活性密切相关。
例如,某些高分子在特定构象下可能更容易与其他分子发生反应,从而改变其化学性质。
综上所述,高分子的构型和构象是两个相互影响、相互制约的因素。
通过深入理解和掌握这两个概念,我们可以更好地揭示高分子的结构和性质之间的关系,为高分子材料的设计和应用提供有力支持。
第一章:高分子的几何形状和结构(1)问答题:0 。
高分子结构的内容?答:高分子结构的内容可分为链结构和聚集态结构两个组成部分。
链结构又分为近 程结构和远程结构。
近 程结构包括构造与构型。
近程结构属于化学结构,又称一 级结构。
远程结构包括分子的大小与形态。
链的 柔顺性及分子在各种环境中所采 取的构象。
远程结构又称二级结构。
链结构指单个分子的结构和形态。
聚 集结构 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。
前四者是描述高分子聚集体中的分子之间是如何堆砌的,又称 三级结构。
织态结构和高分子在生物 体中得结构则属于更高级的结构。
1 。
线形,枝化,胶联高聚物的异同点?答:一般高分子都是线形的,分子长链可以蜷曲成团,也可以伸展成直线。
线形高 分子的分子间没有化学 键结合,在受热或者受力情况下分子间可互相移动,因此 线形高聚物可以在适当溶剂中溶解,加热时可以 熔融,易于加工成型。
枝化高分子的化学性质与线形分子相似,但枝化对物理机械性能的影响有时相 当的显著。
支化程度越高,支链结构越复杂,则影响越大。
例如无规支化往往降低高聚物 薄膜的拉伸度。
以无规支化高分子制成的橡胶,其抗张强度及伸长率均不及线形分子制成的橡胶。
交连与支化是有本质区别的,支化的高分子能够溶解,而交联的高分子是不溶 不熔的,只有当交联度 不太大时能在溶剂中溶胀。
高分子的交联度不同,性能也 不同,交联度小的橡胶弹性较好,交联度大的橡 胶弹性就差,交联度再增加,机 械强度和硬度都将增加,最后将失去弹性而变脆。
2 。
二元共聚物的共聚方式?交替共聚物,无规共聚物,嵌段共聚物,接枝共聚物。
3 。
分子结构对高分子链柔顺性的影响? p18主链结构:侧基:链的长短: (2)名词解释:1 。
构型 : 指某一原子的取代基在空间的排列。
2 。
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象。
(构造: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。