高分子第8章_高分子链结构
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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。
高分子的链结构一、概念1、构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
2、构象:由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化3、链段:高分子链上划分出的可以任意取向的最小单元或高分子链上能够独立运动的最小单元称为链段。
4、柔顺性:分子链能够改变其构象的性质。
5、H31螺旋体:每三个链节构成一个基本螺圈。
末端距6、末端距:线行高分子链的一端至另一端的直接距离。
均方末端距:2二、简答1、构型不同的异构体有哪些?旋光,几何,键接。
2、试举例总结影响高分子柔性的因素有哪些?有何影响?(1)主链结构:a.柔性大小-Si-O->-C-N->-C-O->-C-C- b.含双键(非共轭)的高分子有较好的柔性c.含共轭双键或苯环的高分子柔性差(2)取代基:a.极性取代基:1.取代基极性越大,柔性越差 2.取代基密度越大,柔性越差 3.取代基在主链上的分布有对称性,柔性越好 b.非极性取代基:1.取代基增加空间位阻,柔性越差 2.削弱了分子间作用力,柔性越好。
最终决定与哪一方面起主要作用。
(3)支化、交联,柔性越差(4)分子链长,柔性越好,但一定限度后,分子链长短无影响(5)分子间作用力大,柔性越差,有氢键存在,则柔性越差(6)分子越规整,柔性越差(7)温度升高,柔性越好(8)外力作用时间越长,柔性越易显示(9)溶剂:溶剂对大分子运动的影响3、写出自由连接链、自由旋转链、受阻旋转链,等效自由连接链的均方末端距表达式。
自由连接链:自由旋转链:受阻旋转链:等效自由连接链的均方末端距:4、聚合物在溶液中通常呈什么构象?但对于聚乙烯晶体而言,其分子链在晶体中为什么构象?等规聚丙烯晶体的分子链呈什么构象?无规线团;聚乙烯晶体:平面锯齿形构象;等规聚丙烯晶体:H31螺旋构象5、高分子链的柔顺性越大,它在溶液中的构象数多还是少?其均方末端距呢?构象数多;均方末端距小6、构型和构象有何区别?全同立构聚丙烯能否通过化学键(C-C单键)内旋转把“全同”变为“间同”?为什么?构型事指分子中有化学键所固定的原子在空间的几何排列。
高分子链结构包括1.直链结构:直链结构是指所有重复单元沿着链轴方向依次排列的结构。
这种结构的高分子链形状通常呈直线或缓和曲线,如聚乙烯(PE)等。
直链结构的高分子材料通常具有较低的结晶性能和较高的可拉伸性。
2.支链结构:支链结构是指在高分子链上存在侧链或支链的结构。
这些支链可以是由分子链的反应延伸形成的,也可以是在聚合过程中引入的。
支链结构的高分子材料通常具有较低的结晶性能、较高的溶解性能和较大的膨胀系数,具有较低的熔点和较好的柔韧性。
3.交联结构:交联结构是指高分子链之间通过化学键或物理力相互连接形成三维网络结构的结构。
高分子材料的交联结构可以通过化学交联(如热交联、辐射交联)或物理交联(如热压缩、溶剂交联)形成。
交联结构的高分子材料具有较高的力学强度、耐热性和耐化学性。
4.线性共聚物结构:线性共聚物结构是指由两种或以上的重复单元交替组成的高分子链结构。
这种结构的高分子材料可以通过合适的共聚反应合成,例如丙烯酸苯乙酯-苯乙烯共聚物(P(BA-PS))。
线性共聚物的结构可以调控单体比例和分子量分布来改变材料的特性。
5.集块共聚物结构:集块共聚物结构是指由连续的重复单元组成的高分子链结构,其中相邻的重复单元之间具有不同的化学性质。
这种结构的高分子材料可以通过区域选择性聚合、接枝聚合等方法合成。
集块共聚物结构可以使高分子材料具有特殊的相分离行为,从而使其具有独特的性能,如热塑性弹性体(TPE)。
综上所述,高分子链结构是高分子材料的重要特征之一、不同类型的高分子链结构决定了高分子材料的功效和应用领域。
在实际应用中,可以通过调控高分子链结构来改善材料的性能和功能。