高分子化学与物理-高分子链结构
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1.物质的结构:在平衡态分子中原子间或平衡态分子间在空间的几何排列。
2.高分子的链结构:单个分子链中原子或基团的排列情况。
3.近程结构:单个高分子内一个或几个结构单元的化学结构或立体化学结构。
4.远程结构:单个高分子的大小和在空间的形态。
5.构型:分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
(要改变构型,必须经过化学键的断裂或重组)6.构象:由于单键的内旋转而引起的高分子链在空间的不同形态。
(要改变构象,不需经过破坏化学键,只要求键可以内旋转)7.链接异构:结构单元在高分子链中连接的序列结构。
顺序异构体:由于结构单元间键接方式不同而产生的异构体。
8.支化度:单位体积内支化点的数目或两个相邻支化点间的平均分子量。
(支化可溶解,不可熔融;短支链使物理性能降低,长支链使粘度增大)9.交联:高分子链通过化学键相互连接而成的三维空间网状分子。
(可溶胀,不可溶解,更不可熔融)10.交联度:单位体积内交联点的数目或两个相邻交联点间的平均分子量。
11.旋光异构:由于主链上存在不对称的C原子而产生的立体异构。
12.全同异构:结构单元中含不对称的C*的高聚物,C—C键成锯齿形状放在一个平面上。
当取代基全部处于主链平面一侧(一种旋光异构单元)键接而成。
间同异构:取代基相间的分布于主链平面的两侧(两种旋光异构单元交替连接)无规异构:取代基在平面两侧作不规则分布(两种旋光异构单元完全无规连接)13.等规度:全同或间同立构单元所占的质量百分数。
14.几何异构:主链上存在孤立双键而产生的立体异构。
15.内旋转:以σ键相连的两个原子可以相对旋转而不影响电子云分布。
16.柔顺性:高分子链的各种可卷曲的性能或者说高分子链能改变其构象的性质。
17.自由内旋转:碳链上不带有其他基团,C—C单键的内旋转是完全自由的,旋转过程中不发生能量变化。
18.受阻内旋转:碳原子上总带有其他原子或基团,相互接近时,会产生排斥力,即受阻旋转要消耗一定能量,克服内旋转所受到的阻力。
高分子材料的化学与物理性质高分子材料是现代化学工业中非常重要的一类材料。
由于其独特的分子结构和物理性质,高分子材料在各种领域都有广泛的应用。
比如,聚合物材料用于制备塑料、橡胶、纤维等物质,在医疗、电子、航空等领域中也有很多应用。
那么,高分子材料的化学和物理性质是什么?了解这些特性有什么意义?接下来我们深入探讨。
一、高分子材料的化学性质高分子材料的化学性质与其分子结构有关。
高分子材料通常是由重复的单体分子组成的巨大分子,这样的分子结构决定了高分子材料具有独特的化学特性和反应规律。
首先,高分子材料可以进行链延长反应。
链延长是指通过加入新的单体结构,使高分子链继续增长,形成更长的高分子链的反应。
这个过程通常是通过自由基反应、阳离子反应和阴离子反应来实现的。
例如,聚乙烯是由乙烯单体分子通过自由基反应逐渐递增而成的。
其次,高分子材料还可以进行聚合反应。
聚合反应是指仅仅在特定的反应条件下,使单体分子链之间的化学键键合成,以形成高分子链的过程。
聚合反应是一种常见的高分子化学反应,其反应方式受热量、光强、催化剂和其他环境因素的影响,不同的聚合条件可以产生不同的聚合体。
最后,高分子材料还可以进行交联反应。
交联反应是指在高分子材料中引入交联的反应性物质,从而形成高分子材料内部的三维结构。
这种交联化学反应可以通过光固化、热固化和辐射固化等多种方法实现。
交联反应可以使高分子材料具有更高的稳定性和强度,并改善其耐化学性和耐热性等性能。
二、高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质影响着材料在各个领域中的应用。
高分子材料常常表现出典型的高分子性质,如高分子链的柔性、分子排列和相互作用等。
首先,高分子材料具有重量轻、强度高和断裂韧性好等性质。
这些性质使高分子材料被广泛应用于轻型结构、柔性设备和耐磨设备等领域。
其次,高分子材料具有良好的电学和热学性能。
例如,聚苯乙烯的介电常数非常低,它的耐热性和耐腐蚀性也很好。
聚乙烯在高温下具有较高的电绝缘性能,因此被广泛应用于电线电缆绝缘层。
高分子化学与物理基础(第二版)第7章高分子的结构第7章高分子的结构1高分子的近程结构2高分子的远程结构3高分子链的均方末端距4高分子的分子间作用力与聚集态5高分子的晶态结构第7章高分子的结构6高分子的结晶度与物理性能7 高分子的结晶行为和结晶动力学8高分子的非晶态结构9高分子的取向态结构1 0高分子的液晶态结构1 1高分子共混体系的聚集态结构第7章高分子的结构高分子的结构决定了其物理性能。
通过对高分子的结构以及分子运动的研究,发现高分子结构与性能之间的内在联系,就能够从性能的角度指导高分子的合成和高分子材料的成型加工,使高分子材料更好地满足实际应用的要求。
因此,研究高分子结构是高分子设计和材料设计的重要基础。
7.1 高分子的近程结构1高分子的化学组成2结构单元的键接方式3高分子链的构造---线型、支化和交联4共聚高分子的组成与结构5高分子链的构型7.1.1 高分子的化学组成7.1.1.1 碳链高分子这类高分子的共同特点是可塑性较好,化学性质比较稳定,不易水解,但是力学强度一般,而且由于碳氢键和碳碳键的键能较低,高分子的耐热性较差。
7.1.1.2 杂链高分子该类高分子一般由逐步聚合反应或者开环聚合得到。
相对于碳链高分子,它们的耐热性和强度明显提高,但是由于主链上含有官能团,容易发生水解、醇解和酸解等副反应,化学稳定性较差。
7.1.1 高分子的化学组成7.1.1.3 元素有机高分子元素有机高分子一方面保持了有机高分子的可塑性和弹性,另一方面还具有无机物的优良热稳定性,因此可以在一些特殊的场合使用。
缺点是强度较低。
7.1.1.4 无机高分子分子链(包括主链和侧基)完全由无机元素组成,不含碳原子。
例如聚硫、聚硅等。
这类高分子的耐高温性能优异,但同样存在强度较低的问题。
7.1.2 结构单元的键接方式高分子链一般由结构单元通过共价键重复连接而成。
例如a-烯烃双烯类单体聚合时结构单元的键接方式会更加复杂。
如2-氯丁二烯的自由基聚合有三种加成方式。