第三章-高聚物的聚集态结构
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一、高分子链的近程结构
构造:分子链中原子的种类和排列,包括取代基和端基的种类,结构单元的排列顺序,支链的类型和长度等。
构型:某一原子的取代基在空间的排列。
构像:具有一定组成和构型的高分子链通过单键的内旋转而形成的分子中的原子在空间的排列。
按高分子链化学组成不同可将高聚物分为:
碳链高分子(优良的可塑性,主链不易水解)、杂链高分子(有极性,易于水解醇解或酸解)、元素高分子(有特殊性质)、其它高分子(较高的热稳定性)。
键接结构是指结构单元在高分子链中的连接方式。这种由结构单元间的连接方式不同所产生的异构体称为顺序异构。
变换高聚物(或奇异高聚物):结构单元和单体不相似的高聚物。
旋光异构体:对于不对称C原子构成的化合物,它能构成互为镜影的两种异构体,表现出不同的旋光性。
等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总百分数。
几何异构体:双键上的基团在双键两侧的排列方式存在顺式和反式两种构型,这种异构体称为几何异构体。
构型的测定方法:X射线衍射,核磁共振,红外光谱法。
支化:线形分子链上延伸出或短或长的分支结构。
支化度:以支化点密度或两相邻支化点之间的链平均分子量来表示支化的程度。
交联:通过化学反应把高分子链用共价键相连接起来,产生网状体型结构。
交联点密度:交联的结构单元占总结构单元的比例,即每一结构单元的交联概率。
共聚物:两种以上单体单元所组成的高聚物。
序列:同类单体直接相连的嵌段。
热塑性弹性体:又称热塑性橡胶,是一类常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的合成材料,是一类兼有橡胶和热塑性塑料特性的强韧性高聚物。
互穿网络高聚物:由两种不同单体各自聚合形成的网络互相贯穿。
半互穿网络高聚物:一线性高聚物在另一高聚物网络形成时均匀分散在其中,宏观上成为一整体者。
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二、高分子链的远程结构
链段:高分子链中作协同运动的一段链,是高分子链中的独立运动单元。
高分子的聚集态的特点
高分子是由大量的小分子单体通过共价键组成的长链状高分子化合物。这些高分子在它们单个地聚合时就已经是超大分子了,常常可以看作是一个大的、无限扩展的三维结构。因此,高分子有很多特殊的聚集态特性。以下是高分子聚集态的特点:
1. 高分子的聚集态可视为颗粒。高聚物的聚集态可以看作是一种类似于颗粒的自组织结构。高分子的形成和聚集需要很强的空间限制和约束力,因此形成的高分子浸泡在水种时,可以想像成是一种超级的颗粒。这些“颗粒”有着非常出色的碳氢化合物,其表皮上可以附着很多小分子,因此被认为是一种在溶液中保存能量的方式。
2. 高聚物的密度高。由于高分子的聚合力很强,因此分子之间的空隙非常少,这样高聚物的密度很高。高分子的密度可以通过溶液浓度和聚合程度的变化来控制。
3. 高聚物通常有很强的凝胶剂性能。高聚物可以在水中形成凝胶,这是因为高分子在水中具有极强的水合作用,从而导致高聚物出现凝胶现象。此外,一些高聚物也可以以化学交联的方式形成凝胶,从而加强凝胶形成的性能。
4. 高聚物聚集态具有非常好的可溶性。高聚物在液态聚集态下通常可以溶于特定的溶液系统中,并且溶解在特定的溶液中时呈现出比固态高分子更好的可控性。
5. 高聚物通常都是非晶态的。高聚物的聚集态通常是非晶态的,这是因为高聚物的聚合力很强,分子之间具有高度的作用力和动态的力学响应,这些因素导致高聚物在聚集态下呈现出非晶态特性。
总之,高分子聚集态具有非常多的特殊性质,这些性质包括有颗粒状结构、高密度、凝胶剂性能、可溶性和非晶态等。这些特点使得高分子应用领域非常广泛,如在药物运输、材料科学等方面有着广泛的应用。
第一章 高分子的链结构
1.1 高分子结构的特点和内容
高聚物结构的特点:
1. 是由多价原子彼此以主价键结合而成的长链状分子,相对分子质量大,相对分子质量往往存着分布。
2. 一般高分子主链都有一定的内旋转自由度,可以使主链弯曲而具有柔性。
3.晶态有序性较差,但非晶态却具有一定的有序性。
4.要使高聚物加工成有用的材料,往往需要在其中加入填料,各种助剂,色料等.。
5. 凝聚态结构的复杂性: 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。
1.2 高分子的近程结构
(,)(,)结构单元的化学组成结构单元键接方式结构单元空间立构近程结构支化高分子链结构交联结构单元键接序列高聚物结构高分子链尺寸分子量均方半径和均方末端距远程结构高分子链的形态构象柔性与刚性非晶态结构晶态结构高分子聚集态结构液晶结构取向结构多相结构
链结构:指单个分子的结构和形态.
链段:指由高分子链中划出来的可以任意取向的最小链单元.
近程结构:指链结构单元的化学组成,键接方式,空间方式,空间立构,支化和交联,序列结构等问题.
共聚物:由两种以上单体所组成的聚合物.
有规立构聚合物:指其化学结构单元至少含有一个带有两个不同取代原子或基团的主链碳原子,并且沿整个分子链环绕这种碳原子是有规律的.
全同立构:高分子全部由一种旋光异构单元键接而成.
间同立构:由两种旋光异构单元交替键接.
无规立构:两种旋光异构单元完全无规则键接时.
等规度:高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数.
临界聚合度:聚合物的分子量或聚合度一定要达到某一数值后,才能显示出适用的机械强度,这一数值称为~.
键接结构:是指结构单元在高分子链中的连接方式.
支化度:以支化点密度或相邻支化点之间的链的平均分子量来表示运货的程度.
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青岛科技大学硕士研究生入学考试高分子化学考试大纲
一、本高分子化学考试大纲适用于青岛科技大学高分子材料与工程类专业的硕士生入学考试。
2、考试内容:
(一)自由基聚合
1、连锁聚合的单体
2、自由基聚合机理
3、链引发反应
4、聚合速率
5、分子量和链转移反应
6、阻聚和缓聚
7、分子量分布
8、聚合热力学
9、原子转移自由基聚合
(二)自由基共聚合
1、共聚物的类型和命名
2、二元共聚物的组成方程
3、单体和自由基的活性
4、Q-e概念
(三)聚合方法
1、本体聚合
2、溶液聚合
3、悬浮聚合
4、乳液聚合
(四)离子聚合与配位聚合
1、阳离子聚合单体
2、阳离子聚合引发剂 3、阳离子聚合机理
4、阴离子聚合单体
5、阴离子聚合引发剂
6、阴离子聚合机理
7、阴离子聚合在高分子合成中的应用
8、开环聚合的单体、引发剂和反应机理
9、配位聚合的基本概念
10、聚合物的立体异构现象
11、Ziegler-Natta引发剂
12、丙烯的配位聚合机理
13、极性单体的配位聚合
14、茂金属引发剂
15、二烯烃配位聚合引发剂
16、二烯烃配位定向聚合机理
(五)逐步聚合
1、缩聚反应
2、线形缩聚反应机理
3、线形缩聚动力学
4、线形缩聚物的聚合度
5、重要的线形缩聚物
6、体形缩聚
7、凝胶化作用和凝胶点
(六)聚合物化学反应
1、聚合物基团反应
三、考试要求:
(一)自由基聚合
明确可以发生自由基聚合反应的烯类单体。掌握自由基聚合基本概念,如链引发、链增长、链转移、链终止。准确描述自由基聚合特征,如慢引发与快增长、分子量与聚合时间、分子量与动力学链长、自动加速现象与分子量、自由基寿命的关系。掌握自由基聚合普适性方程并能够熟练运用该方程进行计算。掌握无链转移时动力学链长的表达式。掌握有链转移时聚合度的表达式。了解阻聚与自阻聚现象。准确写出自由基聚合各基元反应方程式。掌握引发剂分解动力学方程、写出分解反应方程式。了解聚合上限温度的含义及计算公式。了解原子转移自由基聚合的引发剂类型、催化剂类型。