第一章高分子链的结构详解
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第一章高分子链的结构§1.1 组成和构造1.1.1 结构单元的化学组成1.1.2 高分子链的构型1.1.3 分子构造1.1.4 共聚物的序列结构§1.2 构象1.2.1 高分子链的内旋转现象1.2.2 高分子链的柔顺性1.2.3高分子链的构象统计1.2.4晶体和溶液中的构象高聚物结构研究的内容:高聚物的结构:高分子链的结构:——近程结构(结构单元的化学组成、结构单元的构型、分子链的构造、共聚物的序列结构等)一级结构——远程结构(高分子链的形态、(构象)、高分子的大小、(分子量及分布)二级结构聚集态结构:——晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构、织态结构高分子结构的层次高聚物结构是组成高分子的不同尺度的结构单元在空间的相对排列,包括高分子链结构和高分子聚集态结构。
1.高分子链结构是指单个分子的结构和形态,又分为近程结构和远程结构。
近程结构:单体单元的化学组成、结构及其键接方式。
远程结构:整个高分子的大小与形态。
2.高分子聚集态结构是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态。
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。
高分子链结构决定的聚合物的基本性能特点凝聚态结构与材料的使用性能有着直接的关系高分子的二级和三级结构示意图二级结构:三级结构:1、加聚反应nCH2=CH2 ——(CH2-CH2)n2、缩聚反应酸+醇——酯R___COOH + OH___R’ ——————R_CO_R’+H2O3、开环聚合nR –z ——————__ (R-Z)n___高分子聚合方法简介加聚反应缩聚反应:基本概念:结构单元和重复结构单元由以上知:由于高分子是链状结构,所以把简单重复(结构)单元称为―链节‖(chains) 简单重复(结构)单元的个数称为聚合度DP(Degree of Polymerization)The Chemical Structures of some Polymers聚丁二烯PB Polybutadiene例如:丁二烯用钴、镍和钛催化系统可制得顺式构型含量大于94%的聚丁二烯称作顺丁橡胶,其结构式如下:顺式分子链与分子链之间的距离较大,不易结晶,在室温下是一种弹性很好的橡胶;用钒或醇烯催化剂所制得的聚丁二烯橡胶,主要为反式构型,其结构式如下:反式分子链的结构比较规整,容易结晶,在室温下是弹性很差的塑料。
第一章高分子的链结构第一节高分子结构的特点与分类一、高分子物理研究的内容高分子物理,又叫“高聚物的结构与性能”,是研究高聚物的结构、高聚物的性能、以及结构与性能相互关系的一门科学。
二、高聚物结构的分类(一)分类(1)分子内结构:高分子的链结构(2)分子间结构:高分子的聚集态结构(二)高分子的链结构1、定义是指单个高分子的结构和形态,研究的是单个高分子链中原子或基团的几何排列。
包括高分子链的近程结构和远程结构。
2、高分子链的近程结构(1)定义是以一个或几个结构单元为研究对象,研究的是链的构造与构型;属于化学结构。
也叫“一次结构”。
(2)高分子链的构造是指高分子链的组成,包括:链节的化学组成;结构单元的键接顺序;链的几何形状。
(3)高分子链的构型是指高分子链中取代基的几何排列,包括:a、几何异构b、旋光异构3、高分子链的远程结构(1)定义以整个链为研究对象,研究的是分子链中链段的运动,涉及单个高分子的构象结构,研究链的大小和形态。
也叫“二次结构”。
(2)高分子链的大小即分子量的问题。
(3)高分子链的形态即链构象的问题。
(三)高分子的聚集态结构1、定义是指分子之间相互排列的结构和形态,包括三次结构和高次结构;属于物理结构。
2、高分子的三次结构分子链之间通过分子间作用力聚集而成的结构,包括结晶态、非晶态、取向态、液晶态结构等。
注意:二次结构与三次结构之间的区别3、高分子的高次结构是指高分子与添加剂之间、高分子之间所形成的结构,包括合金结构和复合材料的结构。
也叫“织态结构”。
高聚物结构研究的内容:三、高分子结构的特点与低分子物质相比,高分子的结构有如下特点:(1)高分子链由许多结构单元组成结构单元相当于一个小分子,可以是一种(均聚物),也可以是几种(共聚物);以共价健相连接,形成线形的、支化的、网状的。
(2)高分子链具有柔性主链有一定的内旋转自由度,可以使主链弯曲而具有柔性;并且由于分子的热运动,弯曲链的形状可以不断改变。
第1章高分子的链结构高分子是由许多重复单元组成的大分子,其链结构对于其物理性质和化学性质都具有重要影响。
高分子的链结构取决于单体的选择和聚合反应的方式。
高分子链结构可以分为直线链、支化链和交联链三种类型。
直线链是最简单的链结构,所有的单体按照线性方式连接起来。
例如,聚乙烯就是一种直线链的高分子。
直线链的性质通常比较均匀,易于处理和加工。
但是,直线链在固态时的流动性较差,降低了材料的韧性。
支化链是直线链上的一种变形,其在链的其中一部分上有分支。
分支可以是直线的或者是环状的。
支化链能够提高高分子材料的流动性,增加其韧性和热稳定性。
例如,聚丙烯是一种支化链的高分子。
交联链是由两个或更多直线链相互连接形成的链结构。
交联可以是通过化学交联剂引起的,也可以是热交联或辐射交联引起的。
交联链增加了高分子材料的硬度、强度和耐久性,但同时也降低了其可加工性和可回收性。
例如,橡胶就是一种交联链的高分子。
高分子的链结构还可以通过链的排列方式来描述。
如果链呈无序排列,则称为无定形链。
无定形链的性质通常比较均匀,但是其熔点较低,易于变形。
如果链呈有序排列,则称为有定形链。
有定形链的性质通常比较有规律,具有较高的熔点和结晶性。
有定形链通常需要经过热处理才能形成。
总之,高分子的链结构对其物理性质和化学性质具有重要影响。
不同类型的链结构决定了高分子的流动性、韧性、硬度和稳定性等特性。
通过控制和调整链结构,可以改变高分子材料的性质,满足不同的应用需求。
第一章+高分子链的结构
第一章:高分子链的结构
高分子链是由许多重复单元组成的长链状分子。
高分子链的结构对于高分子材料的性质和应用具有重要的影响。
1. 高分子链的主链结构:高分子链的主链是由重复单元通过共价键连接在一起的。
不同的高分子材料具有不同的主链结构,如线性链、支化链、交联链等。
2. 高分子链的分子量:高分子链的分子量是指高分子链上重复单元的个数。
分子量越大,高分子链越长,其物理性质和力学性质也会发生变化。
3. 高分子链的排列方式:高分子链可以按照不同的排列方式进行组装,包括随机排列、有序排列和结晶排列。
不同的排列方式会导致高分子材料具有不同的熔点、硬度和透明性等特性。
4. 高分子链的取向:高分子链在固化过程中可能会发生取向现象,即高分子链趋向于在特定方向上排列。
取向的程度可以通过各种物理和化学方法进行调控,从而改善材料的性能。
5. 高分子链的侧基和支链:高分子链上的侧基和支链可以对高分子材料的性质进行调控。
侧基和支链的引入可以改变高分子
链的构型和相互作用方式,从而影响材料的热稳定性、光学性质和力学性能等。
高分子链的结构对高分子材料的性质和应用至关重要。
了解和控制高分子链的结构可以有助于合理设计高分子材料,以满足不同领域的需求。