功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學課件

1、功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,1,高 分 子 化 學,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,2,本節(jié)主要內容：,高分子的基本概念 聚合物分類和命名 聚合反應 分子量 線型、支鏈和體型大分子 大分子的微觀結構 聚合物的物理狀態(tài)和主要性能,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,3,高分子化學：研究高分子化合物的合成和反應間的關系 高分子物理：研究高分子的結構與性能間的關系 高分子加工成型：研究高分子的性能與應用間的關系,高分子科學的研究內容,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,4,高分子化學的重要性,我們的衣食住行都離不開高分子 高分子化學是重要的基礎學科 高分子

2、化學的知識是我們認識世界，改造世界的強有力武器,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,5,高分子材料的應用,衣,食,行,住,用,科技,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,6,在科學的整體發(fā)展中：高分子科學處于多種學科的交匯點上，為其發(fā)展提供了良好的學科環(huán)境。,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,7,高分子具有許多優(yōu)良性能，高分子材料是當今世界發(fā)展最迅速的產業(yè)之一，高分子材料的發(fā)展歷史不足百年，按體積計目前，其世界年產量已經超過金屬類，成為最重要的材料品種之一。 塑料、橡膠、纖維、涂料、粘膠劑幾大類高分子材料己廣泛應用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑、紡

3、織等各個領域。 功能高分子材料：導電高分子、高吸水性高分子、高選擇吸附性高分子、醫(yī)用高分子高分子半導體、光導電高分子、壓電及熱電高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等近年發(fā)展迅速，具有特殊功能。,高分子材料的應用,據統(tǒng)計，若人們對材料的需求是100%，其中高分子材料占60%。,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,8,下面讓我們進入高分子世界去看看吧常規(guī)高分子,塑料,橡膠,纖維,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,9,常規(guī)高分子,粘膠劑,涂料,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,10,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,11,我們使用的以上

4、這些產品， 大都來自于這樣高塔林立的,石油化工企業(yè),功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,12,功能高分子,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,13,自然界里還有多種多樣的天然高分子,與數量龐大的天然高分子相比，,人工合成高分子只是冰山一角哦！,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,14,天然高分子,多糖類,多肽類,核酸,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,15,DNA分子的雙螺旋結構 deoxyribonucleic acid,兩股DNA長鏈像轉圈的樓梯扶手 架，圍繞一個中心軸盤旋，走向相反， 外側為磷酸基團，內側為四種堿基，通 過堿基對(30億)的氫鍵形成雙螺旋

5、結構。,H,O,C、N ： 在堿基中,C ：在磷酸酯鍵中,P,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,16,H | H2NCCOOH |,R,COOH | H-NHCH |,R,+,H COOH | | H2NCCONHCH | |,R,R,肽鍵,C，H，O，N，S,蛋白質Protein,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,17,蛋白質Protein,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,18,通過人工方法合成或重組天然高分子,了解生命的起源與生命活動的規(guī)律是人類的渴望 蛋白質與核酸是生命和遺傳的基礎 蛋白質與核酸結構復雜多變 蛋白質與核酸的合成與重組一直是生物化學及高分子化

6、學領域最具有挑戰(zhàn)性的課題,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,19,結晶牛胰島素的晶體結構含 51個氨基酸殘基的蛋白質,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,20,核糖核酸酶A (ribonuclease A),124個氨基酸殘基,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,21,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,22,高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高并由多個重復單元以共價鍵連接的一類化合物。,高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物 、聚合物分子 這些術語一般可以通用 Macromolecule, Polymer,常用的高分子的分子量一般高達幾

7、萬、幾十萬，甚至上百萬，范圍在104106,什么是高分子？,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,23,聚氯乙烯,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,24,注意：聚乙烯醇（PVA）,聚乙烯醇,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,25,高 分 子,小 分 子,聚 合 反 應,Polymerization,單 體,單體 能夠進行聚合反應，并構成高分子基本結構組成單元的小分子。,Monomer,什么是單體？,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論

8、鏈接高分子化學,26,結 構 單 元,Constitutional units,單 體 單 元,monomer Units,聚丙烯,聚乙二醇,聚合物分子結構中出現的以單體結構為基礎的原子團,如果結構單元的元素組成和排列都與單體相同，僅電子 結構發(fā)生變化，可稱其為單體單元。,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,27,重復組成高分子的最小的結構單元。,重 復 單 元,Repeating Units,單體單元，結構單元與重復單元一致,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,28,重復單元與結構單元不一致,重 復 單

9、元與結構單元,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,29,Attention!,對于均聚物，即用一種單體聚合所得的高分子，其結構單元與重復單元是相同的 對于共聚物，即用兩種或者兩者以上的單體共同聚合所得的高分子，其結構單元與重復單元是不同的,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,30,重復單元數，也稱為鏈節(jié)數, 用n 表示,結構單元？單體單元？重復單元？鏈節(jié),結構單元（Constitutional units）單體單元（Monomer unit） 重復單元(Repeating unit）鏈節(jié)(Chain ele

10、ment）,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,31,單體單元結構單元重復單元鏈節(jié),單體單元 結構單元重復單元鏈節(jié),Poly(6-hydroxy-2-naphthoic acid),Polypropylene,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,32,尼龍66,結構單元,結構單元,重復單元,單體單元 結構單元 重復單元鏈節(jié),1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,33,單體單元 結構單元 重復單元鏈節(jié),結論,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章

11、緒論鏈接高分子化學,34,聚合度（Degree of polymerization） 是衡量高分子大小的一個指標。 有兩種表示法： 以大分子鏈中的結構單元數目表示，記作 以大分子鏈中的重復單元數目表示，記作,鏈節(jié)數 n（chain element) 表示重復單元數,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,35,、n及,易混淆的,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,36,仔細看看與前面有什么不同！,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,37,1.1 高 分 子 基 本 概

12、 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,38,含有反應性末端基團、能進一步聚合的高分子。,遙爪高分子,Telechelic Polymers,高分子鏈的末端結構單元。,末端基團,End Groups,聚乙烯：,滌綸：,CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,39,由一種（真實的、隱含的或假設的）單體聚合而成的聚合物。如：,均 聚 物,Homopolymer,氯乙烯單體,由對苯二甲酸和乙二醇反應生成的“隱含單體”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH,“假設單體”：乙烯醇,生成均聚物的聚合反應稱均

13、聚反應 （Homopolymerization)。,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,40,由一種以上（真實的、隱含的或假設的）單體聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反應稱為共聚反應,共 聚 物,Copolymer,判別均聚物：聚合物分子有且只有一種重復單元，并且該重復單元只可以由一種（真實的、隱含的或假設的）單體衍生而來,1. 1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,41,特例,1.1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,42,來 源,天然高分子：自然界天然存在的高分子。,半

14、天然高分子：經化學改性后的天然高分子。,主鏈元素（鏈原子）組成,碳鏈高分子：主鏈（鏈原子）完全由C原子組成。,雜鏈高分子：鏈原子除C外，還含O,N,S等雜原子。,元素有機高分子：鏈原子由Si,B,Al,O,N,S,P等雜原子組成。,合成高分子：由單體聚合人工合成的高分子。,1. 2 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,43,碳鏈高分子,雜鏈高分子,元素有機高分子,聚乙烯,聚丙烯,聚乙二醇,尼龍6,聚二甲基硅氧烷,1. 1 高 分 子 基 本 概 念,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,44,性 質 和 用 途,塑 料,纖 維,橡 膠,涂 料,粘膠劑,

15、功能高分子,以聚合物為基礎，加入（或不加）各種助劑和填料，經加工形成的塑性材料或剛性材料。,具有可逆形變的高彈性材料。,纖細而柔軟的絲狀物，長度至少為直徑的100倍。,1. 2 高 分 子 的 分 類,涂布于物體表面能成堅韌的薄膜、起裝飾和保護作用的聚合物材料,能通過粘合的方法將兩種以上的物體連接在一起的聚合物材料,具有特殊功能與用途但用量不大的精細高分子材料,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,45,I. 習 慣 命 名 法,天然高分子,一般有與其來源、化學性能與作用、主要用途相關的專用名稱。如纖維素（來源）、核酸（來源與化學性能）、酶（化學作用）。,合成高分子,（1）由一種單體合成

16、的高分子：“聚”+ 單體名稱 如聚氯乙烯、聚乙烯等,1. 3 高 分 子 的 命 名,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,46,（2）由兩種單體通過縮聚反應合成的高分子 “聚”+ 兩單體生成的產物名稱，如 對苯二甲酸和乙二醇的縮聚產物叫“聚對苯二甲酸乙二酯” 己二酸和己二胺的縮聚產物叫“聚己二酸己二胺”,1. 3 高 分 子 的 命 名,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,47,（3）由兩種單體通過鏈式聚合反應合成的共聚物： 兩單體名稱或簡稱之間 加“-”加“共聚物”：如 乙烯和乙酸乙烯酯的共聚產物叫“乙烯-乙酸乙烯酯共聚物” （4） “聚”+高分子主鏈結構中的特征功能團： 指

17、的是一類的高分子，而非單種高分子，如： 聚酯：,聚酰胺：,1. 3 高 分 子 的 命 名,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,48,（5）根據商品名稱命名 用后綴“綸”命名合成纖維 聚丙烯腈 腈綸 聚氯乙烯 氯綸 聚丙烯 丙綸 聚對苯二甲酸乙二醇酯 滌綸 聚己內酰胺 錦綸 聚乙烯醇縮甲醛 維尼綸 用后綴“橡膠”命名合成橡膠 丁二烯-苯乙烯共聚物 丁苯橡膠 丁二烯共聚物 順丁橡膠 用后綴“樹脂”命名合成塑料 酚醛樹脂 脲醛樹脂,1. 3 高 分 子 的 命 名,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,49,1. 3 高 分 子 的 命 名,（6）直接引用國外商品名稱的譯音 如聚酰胺

18、成為尼龍（nylon） 若由一種單體聚合而成，則在尼龍后加一表示碳原子個數的數字 例如由己內酰胺聚合得到的尼龍-6 若由兩種單體聚合。則第一個數字表示二元胺的碳原子數，第二個數字表示二元酸的碳原子數。 例如尼龍-6,6 尼龍-6,10,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,50,早期，根據單體與其生成的聚合物之間在分子組成與結構上的變化把聚合反應分為加聚反應和縮聚反應。 加聚反應是指聚合產物的重復結構單元的組成與單體相同的聚合反應，其聚合產物稱加聚物； 縮聚反應是指聚合產物的分子組成比單體分子少若干原子，即在聚合反應過程中伴隨有水等小分子副產物生成，其聚合產物稱縮聚物。 開環(huán)聚合 異構化

19、聚合 聚加成,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,51,根據反應機理和動力學性質的不同，分為鏈式聚合反應(Chain-Growth polymerization)和逐步聚合反應(Step-Growth Polymerization)。 連鎖聚合反應是指在聚合反應過程中，聚合物鏈是僅由單體和聚合物鏈上的反應活性中心之間的反應生成，并且在新的聚合物鏈上再生反應活性點。 逐步聚合反應是指在反應過程中，單體首先形成二聚體、逐步形成三聚體、四聚體、五聚體等等，最后形成了高分子量的大分子。分為逐步縮合反應和逐步加成聚合反應。,1. 4 聚 合 反 應 的 類

20、別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,52,逐步縮合反應，反應中有小分子物質生成,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,53,逐步加成聚合反應,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,1,6-二異氰酸根合己烷,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,54,縮和聚合歷程,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,55,連鎖聚合反應,烯烴、二烯烴、炔烴類含不飽和碳碳雙鍵或叁鍵的物質發(fā)生連鎖聚合反應,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,56,連鎖聚合歷程,整個

21、過程瞬間完成,鏈終止：,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,57,連鎖聚合反應的特征：,自由基聚合：活性中心為自由基 陽離子聚合：活性中心為陽離子 陰離子聚合：活性中心為陰離子 配位離子聚合：活性中心為配位離子,聚合過程由鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止幾步基元反應組成，各步反應速率和活化能差別很大 反應體系中只存在單體、聚合物和微量引發(fā)劑 進行連鎖聚合反應的單體主要是烯類、二烯類化合物 根據活性中心不同，連鎖聚合反應又分為：,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,58,逐步聚合反應的特征 反應早期, 單體很快轉變

22、成二聚體、三聚體、四聚體等中間產物，以后反應在這些低聚體之間進行 聚合體系由單體和分子量遞增的中間產物所組成 大部分的縮聚反應（反應中有低分子副產物生成）都屬于逐步聚合 單體通常是含有官能團的化合物,兩種聚合機理的區(qū)別：主要反映在平均每一個分子鏈增長所需要的時間上,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,59,轉化率/%,分子量,轉化率/%,分子量,自由基連鎖聚合 逐步聚合,不同機理的聚合反應中分子量與轉化率的關系,1. 4 聚 合 反 應 的 類 別,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,60,所有單體必須至少是雙功能化的（1）含兩個（或以上）

23、末端功能基的單體，如： 羥基酸：HO-Z-COOH 氨基酸：H2N-Z-COOH 二元 胺：H2N-Z-NH2 二元羧酸：HOOC-Z-COOH 二元醇：HO-Z-OH等,通過單體功能基之間的反應進行，為逐步聚合反應,1. 5 聚 合 反 應 的 單 體,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,61,（2）含多重鍵的單體，如： C=C雙鍵：乙烯、丙烯、苯乙烯等 CC三鍵：乙炔及取代乙炔 C=O雙鍵：甲醛等,多通過單體中重鍵加成反應進行，為鏈式聚合反應,1. 5 聚 合 反 應 的 單 體,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,62,（3）雜環(huán)單體，如：,開環(huán)聚合，依條件不同可為逐步或

24、為鏈式聚合反應,1. 5 聚 合 反 應 的 單 體,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,63,聚合物的結構特點：多重性和復雜性,1. 6 高 分 子 的 結 構,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,64,I. 結構單元的結構排列,首-尾連接,首-首連接,尾-尾連接,如單體CH2=CHX聚合時，所得結構單元如下：,首,尾,結構單元連接方式可有如下三種：,1. 6.1 高 分 子 的 微 觀 結 構,序列異構,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,65,若高分子中含有手性C原子,則其立體構型可有D型和L型，據其連接方式可分為如下三種：（以聚丙烯為例）,（1） 全同立構高分子

25、（isotactic polymer)：主鏈上的C*的立體構型全部為D型或L 型, 即DDDDDDDDDD或LLLLLLLLLLL；,II. 高分子的立體異構,構型異構,1. 6.1 高 分 子 的 微 觀 結 構,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,66,（2） 間同立構高分子（syndiotactic polymer)：主鏈上的C*的立體構型各不相同, 即D型與L型相間連接，LDLDLDLDLDLDLD；,立構規(guī)整性高分子（tactic polymer): C*的立體構型有規(guī)則連接，簡稱等規(guī)高分子。,1. 6.1 高 分 子 的 微 觀 結 構,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分

26、子化學,67,（3） 無規(guī)立構高分子（atactic polymer)：主鏈上的C*的立體構型紊亂無規(guī)則連接。,1.6.1 高 分 子 的 微 觀 結 構,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,68,III. 高分子的幾何異構,共軛雙烯單體聚合時可形成結構不同的結構單元，如最簡單的共軛雙烯丁二烯可形成三種不同的結構單元：,1,2-加成結構 反式1,4-加成結構 順式1,4-加成結構,丁二烯：CH2=CHCH=CH2,構型異構,1.6.1 高 分 子 的 微 觀 結 構,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,69,3,4-加成 1,2-加成 反式1,4-加成 順式1,4-加成,而異戊

27、二烯則可形成四種不同的結構單元：,異戊二烯:,1.6.1 高 分 子 的 微 觀 結 構,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,70,線形高分子linear,環(huán)狀高分子 cyclic,支化高分子hyperbranched,梳形高分子 comb,梯形高分子ladder,網狀高分子 crosslinking, network,星形高分子star-shaped,樹形高分子dendrimer,1.6.2 高 分 子 的 鏈 形 態(tài),功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,71,1.6.2 高 分 子 的 鏈 形 態(tài),功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,72,1.6.2 高 分 子 的

28、 鏈 形 態(tài),功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,73,1.6.3 高 分 子 的 聚 集 態(tài),高分子的聚集態(tài)結構，是指高聚物材料整體的內部結構，即高分子鏈與鏈之間的排列和堆砌結構。分為： 非晶態(tài)結構,高聚物可以是完全的非晶態(tài) 非晶態(tài)高聚物的分子鏈處于無規(guī)線團狀態(tài) 這種纏結、混雜的狀態(tài)存在著一定程度的有序 非晶態(tài)高分子沒有熔點，在比體積-溫度曲線上有一轉折點，此點對應的溫度稱為玻璃化轉變溫度，用Tg表示,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,74,Tg,Tm,溫 度,比體積,玻 璃 態(tài),高 彈 態(tài),粘 流 態(tài),半結晶固體,玻璃化轉變溫度,熔點,1. 6.3 高 分 子 的 聚 集

29、 態(tài),功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,75,Tg,Tf,溫 度,形 變,玻 璃 態(tài),高 彈 態(tài),粘 流 態(tài),聚合物形變-溫度曲線,粘流溫度,無定型塑料- Tg 應比室溫高50-75 結晶塑料- Tg 可低于室溫，但Tm高于室溫50-75,橡膠- Tg 應比室溫低75以上,纖維- Tm高于室溫150 以上,1. 6.3 高 分 子 的 聚 集 態(tài),將一非態(tài)晶高聚物試樣，施一恒定外力，記錄試樣的形變隨溫度的變化，可得到溫度形變曲線或熱機械曲線,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,76,晶態(tài)結構 高聚物可以高度結晶，但不能達到100，即結晶高聚物可處于晶態(tài)和非晶態(tài)兩相共存的狀態(tài)

30、結晶熔融溫度Tm，是結晶高聚物的主要熱轉變溫度,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,77,非晶態(tài)高分子的例子： 聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等； 結晶高分子的例子： 聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯等。,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,78,小結： 1 高分子的結晶除了與分子的微結構有關外，還受拉力、溫 度等外部因素影響。例如：天然橡膠和有機硅彈性體在室溫 下處于無定型狀態(tài)，拉伸后可結晶，但外力撤去后又恢復無 定型狀態(tài)。 2 無定型高分子的熱轉變溫度為玻璃化轉變溫度Tg；結晶高分子的熱轉變溫度為熔點Tm。 3 作為塑料使用時，Tg是無定型高分子的使用上限溫度，Tm

31、是結晶高分子的使用上限溫度。做為橡膠使用時， Tg是其使用下限溫度。化學纖維一般為結晶高分子。 4 部分高分子可呈現液晶狀態(tài)。,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,79,高分子的溶液性質，難溶，甚至不溶，溶解過程往經過溶脹階段 溶液粘度比同濃度的小分子高得多 分子之間的作用力大,只有液態(tài)和固態(tài),不能氣化 固體聚合物具有一定的力學強度,可抽絲、能制膜,高分子化合物的基本特征之一分子量大,1. 7 聚合物的分子量及其分布,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,80,分子量多大才算是高分子？其實，并無明確界限，一般,- - - - - 1000 - - - - - - - - - -

32、- - 10000 - - - - - 低分子 過渡區(qū)（齊聚物） 高聚物,一般高分子的分子量在 104 106 范圍 超高分子量的聚合物 的分子量高達106 以上,1. 7 聚合物的分子量及其分布,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,81,A,C,強度,聚合度,B,高分子的強度與分子量密切相關,A 點是初具強度的最低聚合度，A點以上強度隨分子鏈迅速增加 B 點是臨界點，強度增加逐 漸減慢 C 點以后強度不再明顯增加,不同高分子初具強度的聚合度和臨界點的聚合度不同，如,A B 尼龍 40 150 纖維素 60 250 乙烯基 100 400聚合物,1. 7 聚合物的分子量及其分布,功能高

33、分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,82,分子量過大, 聚合物熔體粘度過高, 難以成型加工 達到一定分子量，保證使用強度后，不必追求過高的分子量,高分子的加工性能與分子量有關,1. 7 聚合物的分子量及其分布,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,83,常用的聚合物的分子量（萬）,塑料 分子量 纖維 分子量 橡膠 分子量 聚乙烯 630 滌綸 1. 82.3 天然橡膠 2040 聚氯乙烯 515 尼龍-66 1. 21. 8 丁苯橡膠 1520 聚苯乙烯 1030 維尼綸 67.5 順丁烯膠 2530,1. 7 聚合物的分子量及其分布,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,84,

34、2.高分子化合物的基本特征之二 分子量具有多分散性,什么是分子量的多分散（Polydispersity） ？,聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子組成，這些同系物高分子之間的分子量差為重復結構單元分子量的倍數，這種同種聚合物分子長短不一的特征稱為聚合物分子量的多分散性。,1.7 聚合物的分子量及其分布,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,85,因此應注意： 一般測得聚合物的分子量或聚合度是統(tǒng)計的，是一個平均值，叫平均分子量或平均聚合度。 聚合物的平均分子量相同，但分散性不一定相同 平均分子量的統(tǒng)計可有多種標準，其中最常見的是重均分子量和數均分子量,1.7 聚合物的分子量及其分布,功能高分子材料 第一章 緒論鏈接高分子化學,86,平均分子量的表示方法 數均分子量（Number-average molecular weight）,按聚合物中含有的分子數目統(tǒng)計平均的分子量 高分子樣品中所有分子的總重量除以其分子(摩爾)總數,式中，mi，ni，Mi分別為i-聚體的質量、分子數、分子量 xi i-聚體的分子分率 物理意義：各種不同分子量的分子所占的分數與其相對應的分子量乘積的總和。 數均分子量是通過依數性方法(冰點降低法、沸點升高法、滲透壓法、蒸汽壓法) 和端基滴定法測定,1.7 聚合物的分子量及其分布,功