第四章 高聚物的结构

二、填空1、高聚物结构包括 高分子的链结构 和高分子的聚集态结构，高分子的聚集态结构又包括 晶态结构 、 非晶态结构 、 取向态结构 和 液晶态结构以及织态结构 。

2、高分子链结构单元的化学组成有 碳链高分子 、 杂链高分子 、元素高分子和 梯形和双螺旋型高分子，元素高分子有 有机元素高分子 和 无机元素高分子 。

3、高分子的结晶形态有 折叠链片晶 、 串晶 、 伸直链片晶 和 纤维状晶 。

4、高聚物的晶态结构模型主要有 缨状胶束模型（或两相模型）、 折叠链结构模型 、 隧道-折叠链模型 、 插线板模型 ；高聚物的非晶态结构模型主要有 无规线团模型 和 折叠链缨状胶束粒子模型（或两相球粒模型） 。

5、测定分子量的方法有 端基分析法 、 气相渗透法 、 膜渗透法 、 光散射法 、 粘度法 和 凝胶色谱法 。

6、提高高分子材料耐热性的途径主要有 增加链刚性 、增加分子间作用力 、 结晶。

7、线性高聚物在溶液中通常为 无规线团 构象，在晶区通常为 伸直链 或 折叠链 现象。

8、高聚物稀溶液冷却结晶易生成 单晶 ，熔体冷却结晶通常生成 球晶 。

熔体在应力作用下冷却结晶常常形成 串晶 。

9、测定高聚物M n 、M w 、M η的方法分别有 膜渗透法 、 光散射法 、和 粘度法 。

测定高聚物相对分子质量分布的方法有 沉淀分级法 和 GPC ；其基本原理分别为 溶解度 和 体积排除 。

10、高聚物的熔体一般属于 假塑性 流体，其特性是 粘度随剪切速率增加而减小 。

高聚物悬浮体系、高填充体系、PVC 糊属于 胀塑性 流体，其特征是 粘度随剪切速率增加而增加 。

11、对于聚乙烯自由旋转链，均方末端距与链长的关系是 222nl h 。

12、当温度T= θ 时，第二维里系数A 2= 0 ，此时高分子溶液符合理想溶液性质。

13、测定PS 重均相对分子质量采用的方法可以是 光散射法 。

14、均相成核生长成为三维球晶时，A vranmi 指数n 为 4 。

高聚物的结构简式高聚物，也称为聚合物，是由许多重复单元通过共价键连接起来形成的大分子化合物。

在高聚物中，聚合单元通过共享电子对来形成化学键，从而形成聚合链。

高聚物在自然界中广泛存在，可以是有机物，也可以是无机物。

高聚物的结构可以分为线性、支化、交联和网络四种形式。

下面分别介绍这四种结构。

1.线性结构线性高聚物是最简单的结构形式。

各个聚合单元按照相同的方向依次连接起来，形成一条长链。

这种结构形式类似于一根绳子，没有分支。

线性高聚物通常具有高分子量，分子链长度较长。

例如，聚乙烯、聚丙烯等就是线性高聚物。

线性高聚物具有较高的延展性和柔韧性。

2.支化结构支化高聚物是在线性结构的基础上进一步分支扩展而成的。

分支通常从分子链的侧链上延伸出来，形成树枝状结构。

这种结构形式提高了高聚物的分子间吸附能力，增强了高聚物的溶解性和流动性。

例如，聚乙烯醇就是一种支化高聚物。

3.交联结构交联高聚物是指通过交联剂将聚合单元连接在一起形成三维结构的高聚物。

交联剂可以是有机物，也可以是无机物。

交联结构使高聚物具有较高的强度和硬度，同时增加了高聚物的热稳定性和耐化学性。

例如，聚氨酯、环氧树脂等就是交联高聚物。

4.网络结构网络高聚物是一种特殊的结构形式，其分子链通过共有的交联点连接在一起，形成三维网状结构。

网络结构具有非常高的强度和耐热性，同时还具有很好的抗变形能力。

例如，硅橡胶就是一种具有网络结构的高聚物。

总结起来，高聚物的结构可以是线性、支化、交联和网络四种形式。

每种结构形式都赋予了高聚物不同的性质和用途。

了解高聚物的结构对于研究和应用高分子材料具有重要意义。

高聚物的结构可以通过实验技术和理论计算等方法进行研究和表征，为高分子材料的设计和合成提供了基础。

第一章高聚物的结构高聚物的结构包括高分子链结构和聚集态结构，研究高聚物结构的根本目的，是了解高聚物结构与其物理性能之间的关系，以及高聚物分子运动的规律，为高聚物分子设计和材料设计建立科学基础，同时指导我们正确地选择和使用高聚物材料，更好地掌握高聚物的成型加工工艺条件，并通过各种途经，改变高聚物的结构，以达到改进性能。

高聚物结构有很多特点，高聚物是很多碳原子以共价键联结的大分子，分子链长，并具有多分散性，分子之间相互作用力大，机械强度高，高聚物在使用时还加入很多掺合物以达到提高性能、改进性能的目的。

1-1高分子高分子是由许多相同或不同的基本链节作为化学结构单元，通过共价键连接起来的大分子，又称高聚物、聚合物、大分子及高分子化合物。

1-2天然高分子像蛋白质、天然纤维和其他糖类等天然产物，具有特殊的结构特征，这些结构特征是分子长度均一，以及分子的化学结构完全相同，在这些化合物中，每一个分子具有不同单体单元构成完全相同的序列。

1-3合成高分子将一种或两种以上的单体，经人工合成的高分子化合物，是与天然高分子向对照而言的，如合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成皮革、合成涂料、合成胶粘剂等，都是以合成高分子为主的，合成高分子的分子量分布较天然高分子的多。

1-4碳链高分子高分子主链是由相同的碳原子，以共价键连结的长链分子，如聚乙烯CH2CH2n。

这类高聚物，工业产量最大，用途最广，除聚四氟乙烯外，可塑性好，容易成型加工，原料丰富，成本较低，但缺点是易老化，耐热性差。

1-5杂链高分子在高分子主链上，除碳原子外，还有氧（O）、氮（N）、硫（S）等元素组成，并以共价键连结。

如聚苯二甲酸乙二醇酯C C OOCH2CH2On聚酰胺NH(CH3)4NH CO(CH3)4COn这类高分子具有较高的耐热性和机械强度，比碳链高分子要高，但因主链上常有极性基团，容易水解，杂链高分子一般作为工程塑料用。

1-6元素有机高分子这种高分子主链上含有硅Si、磷P、钛Ti、砷As、锡Sn、锑Sb、锗Ge等元素和氧组成主链，但在侧基上还含有有机基团。

高聚物的结构简式摘要：1.高聚物的结构特点与分类2.单体的结构简式及命名规则3.合成高聚物的常见方法及其应用4.高聚物在实际生活中的重要作用正文：一、高聚物的结构特点与分类高聚物是由许多相同或相似的单体通过共价键连接而成的大分子化合物。

根据其结构特点，高聚物可分为以下几类：1.线性高聚物：链节主链上只有碳原子，不存在双键的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯等。

2.支链高聚物：链节主链上含有碳原子和支链的高聚物，如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

3.交联高聚物：由两个或多个高聚物链通过交联反应形成的三维网络结构高聚物，如聚氨酯、聚氯乙烯等。

二、单体的结构简式及命名规则单体是高聚物的基本组成单位，其结构简式和命名规则如下：1.单体结构简式：表示单体分子中碳原子的排列方式和化学键的连接方式。

2.单体命名：根据单体分子中碳原子的数量和化学键的类型进行命名，如烯烃、醇、酮、胺等。

三、合成高聚物的常见方法及其应用1.加聚反应：通过烯烃、二烯烃等单体的加成反应合成高聚物，如聚乙烯、聚丙烯等。

2.缩聚反应：通过醇、酮、胺等单体的缩合反应合成高聚物，如聚酯、聚氨酯等。

3.生物合成：通过生物体内酶催化合成的高聚物，如聚糖、聚氨基酸等。

高聚物在实际生活中的应用广泛，如塑料、橡胶、纤维、涂料等。

它们在建筑、交通、电子、医疗等领域发挥着重要作用。

四、高聚物在实际生活中的重要作用1.塑料：聚乙烯、聚丙烯等线性高聚物作为塑料，具有轻便、耐磨、防水等特点，广泛应用于包装、建筑、交通等领域。

2.橡胶：合成橡胶如聚异丁烯、聚氯乙烯等，具有优异的弹性和耐磨性，应用于轮胎、密封件等。

3.纤维：聚酯、聚酰胺等高聚物纤维具有良好的力学性能和化学稳定性，用于制作衣物、家纺等。

4.涂料：高聚物涂料如聚氨酯、丙烯酸等，具有优良的附着力、耐磨性和抗腐蚀性，应用于建筑、家具等领域。

总之，高聚物作为一类重要的化合物，其结构特点、合成方法和应用领域值得我们深入了解和探讨。

第四章高聚物的结构高分子物理学：是研究高分子的结构与性能之间关系的一门科学，也是研究聚合物中分子运动规律的科学。

概述：1.研究内容：高分子的链结构（分子内结构）、聚集态结构（分子间结构）2.研究目的：了解高分子内和高分子间相互作用力的本质，从而了解高分子运动，并建立高分子结构与性能的联系。

为高聚物材料的合成、成型加工、测试、选材等具有重要的意义。

3.聚集态结构的研究：晶态结构——折叠链片晶、单晶、球晶等；非晶态结构——无规线团、链结、链球等；取向态结构；织态结构链结构（一次结构）高聚物的结构层次高分子的形态（二次结构）聚集态结构（三次结构）高次结构（三次结构以上）4.高分子链结构——是构成高聚物最基本的微观结构是决定高聚物基本性质的主要因素。

如：聚乙烯柔软能结晶；无规立构聚苯乙烯硬而脆，不能结晶；全同立构聚丙烯常温下是结晶固体，而无规立构聚丙烯常温下却为粘稠性的液体。

5.高聚物聚集态结构取决于成型加工的过程，它是决定高聚物制品使用性能的主要因素。

第一节高分子的链结构与形态一、高分子链的化学结构及构型1.化学组成碳链高聚物、杂链高聚物、元素有机高聚物、元素无机高聚物等。

2.重复结构单元的连接方式（1）均聚物：重复结构单元的连接方式有头－头、头－尾、尾－尾，以头－尾连接为主。

（2）共聚物：两种单体链节的连接形式有无规、交替、嵌段、接枝等，性能上很大差异。

3.几何形状线型，支链型、网型、梯型、体型等，其中支链型还包括梳型、蓖型和星型。

4.旋光异构与几何异构（1）旋光异构是由不对称碳原子存在于分子中而引起的异构现象。

全同立构、间同立构、无规立构。

（2）几何异构是由于双键不能内旋转而引起的异构现象。

双烯烃——顺式、反式二、高分子链的构象与柔性柔性：是指大分子有改变分子链形态的能力，是由单键(σ键)的内旋转造成。

构象：是因碳－碳单键内旋而产生的异构现象。

1.分子链的内旋转（1）小分子的内旋转构象不断发生变化，势能也不断变化旋转的难易取决于旋转的位能。