第1章述高分子化學(xué)

1、高分子化學(xué)高分子化學(xué) 潘祖仁潘祖仁化學(xué)工業(yè)出版社二零一一年第五版npolymer chemistry參參 考考 書書n張興英，李齊芳張興英，李齊芳. 高分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)高分子科學(xué)實(shí)驗(yàn).化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，20041 夏炎夏炎. 高分子科學(xué)簡(jiǎn)明教程高分子科學(xué)簡(jiǎn)明教程. 北北 京京:科學(xué)出版社科學(xué)出版社, 20032 何曼君何曼君. 高分子物理高分子物理. 復(fù)旦大學(xué)出版社復(fù)旦大學(xué)出版社,20003 張留成張留成. 高分子科學(xué)基礎(chǔ)高分子科學(xué)基礎(chǔ). 北京：北京：化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)出版社，出版社，20024 魏無(wú)際，俞強(qiáng)，崔益華等魏無(wú)際，俞強(qiáng)，崔益華等. 高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ).

2、 第一版第一版. 化學(xué)工業(yè)出版社，化學(xué)工業(yè)出版社，20095 林尚安林尚安. 高分子化學(xué)高分子化學(xué). 北京北京:科學(xué)出版社科學(xué)出版社, 19846 浙江大學(xué)浙江大學(xué),天津大學(xué)天津大學(xué). 高分子化學(xué)高分子化學(xué). 北京北京: 化學(xué)工業(yè)出版化學(xué)工業(yè)出版 社社, 19807 馮新德馮新德. 高分子合成化學(xué)高分子合成化學(xué). 北京北京: 科學(xué)出版社科學(xué)出版社, 1982進(jìn)入進(jìn)入npolymer chemistryn第一章第一章 緒緒 論論第一節(jié)第一節(jié) 高分子科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)中的戰(zhàn)略地位高分子科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)中的戰(zhàn)略地位 第二節(jié)第二節(jié) 高分子材料工業(yè)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì)高分子材料工業(yè)發(fā)展的

3、歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì) 第三節(jié)第三節(jié) 高分子高分子(材料材料)科學(xué)的建立科學(xué)的建立 第四節(jié)第四節(jié) 高分子材料相關(guān)概念與分類命名高分子材料相關(guān)概念與分類命名 第第五五節(jié)節(jié) 聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量與相對(duì)分子質(zhì)量分布聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量與相對(duì)分子質(zhì)量分布 第第六六節(jié)節(jié) 聚合物的物理狀態(tài)和主要性能聚合物的物理狀態(tài)和主要性能第七節(jié)第七節(jié) 高分子鏈的結(jié)構(gòu)形態(tài)與微結(jié)構(gòu)高分子鏈的結(jié)構(gòu)形態(tài)與微結(jié)構(gòu) 第八節(jié)第八節(jié) 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)npolymer chemistry第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 高分子科學(xué)在科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略地位高分子科學(xué)在科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略地位1.1 高分子科學(xué)作為當(dāng)代科技

4、發(fā)展的支柱的作用高分子科學(xué)作為當(dāng)代科技發(fā)展的支柱的作用 材料是科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。材料是科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。 *科學(xué)技術(shù)發(fā)展的四大支柱科學(xué)技術(shù)發(fā)展的四大支柱: 材料、信息、能源和生命科學(xué)。材料、信息、能源和生命科學(xué)。 *20世紀(jì)世紀(jì)6大技術(shù)發(fā)明：大技術(shù)發(fā)明：信息技術(shù)、生物技術(shù)、核科學(xué)和核武器信息技術(shù)、生物技術(shù)、核科學(xué)和核武器技術(shù)、航空航天和導(dǎo)彈技術(shù)、激光技術(shù)、納米技術(shù)。技術(shù)、航空航天和導(dǎo)彈技術(shù)、激光技術(shù)、納米技術(shù)。材料科材料科學(xué)是當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的帶頭學(xué)科之一。學(xué)是當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的帶頭學(xué)科之一。 徐光憲徐光憲. 21世紀(jì)是信息科學(xué)、合成化學(xué)和生命科學(xué)共同繁榮的世紀(jì).化學(xué)通

5、報(bào)，2003，66（1）：3-11 下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry退出*材料科學(xué)：材料科學(xué)：金屬材料、無(wú)機(jī)金屬材料、無(wú)機(jī)(非金屬非金屬)材料、高分子材料和復(fù)合材料、高分子材料和復(fù)合材料材料1.2 高分子材料對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所起的作用高分子材料對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所起的作用 高分子材料已在高分子材料已在尖端技術(shù)、國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域尖端技術(shù)、國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域得得到了應(yīng)用，成為現(xiàn)代社會(huì)生活中衣食住行用各個(gè)方面不可缺少到了應(yīng)用，成為現(xiàn)代社會(huì)生活中衣食住行用各個(gè)方面不可缺少的材料。的材料。它是一門應(yīng)用科學(xué)。它是一門應(yīng)用科學(xué)。在大街上你曾見到過(guò)一個(gè)絕對(duì)不與高分子材料打交道的人嗎

6、？在大街上你曾見到過(guò)一個(gè)絕對(duì)不與高分子材料打交道的人嗎？1.3 高分子材料內(nèi)在的優(yōu)勢(shì)奠定了其重要地位高分子材料內(nèi)在的優(yōu)勢(shì)奠定了其重要地位n(1) 原料來(lái)源豐富、制造方便、加工容易；原料來(lái)源豐富、制造方便、加工容易；n(2) 節(jié)省能源和投資，效益顯著；節(jié)省能源和投資，效益顯著；n(3) 具有許多優(yōu)良性能，品種繁多，形態(tài)多樣具有許多優(yōu)良性能，品種繁多，形態(tài)多樣npolymer chemistry第二節(jié)第二節(jié) 高分子材料工業(yè)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì)高分子材料工業(yè)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀與趨勢(shì)2.1 歷史與現(xiàn)狀歷史與現(xiàn)狀1）天然高分子的）天然高分子的利用和加工利用和加工；2）天然高分子的）天然高分子的化學(xué)改性時(shí)

7、期化學(xué)改性時(shí)期(19世紀(jì)中期世紀(jì)中期20世紀(jì)初世紀(jì)初)；3）合成高分子時(shí)期的出現(xiàn)）合成高分子時(shí)期的出現(xiàn),高分子工業(yè)和科學(xué)創(chuàng)立的高分子工業(yè)和科學(xué)創(chuàng)立的準(zhǔn)備時(shí)期準(zhǔn)備時(shí)期(20世紀(jì)初世紀(jì)初20世紀(jì)世紀(jì)20年代年代)4）高分子工業(yè)和科學(xué)理論的）高分子工業(yè)和科學(xué)理論的初步創(chuàng)立時(shí)期初步創(chuàng)立時(shí)期(1930s1940s)；5）現(xiàn)代高分子合成工業(yè)的）現(xiàn)代高分子合成工業(yè)的確立確立、高分子合成化學(xué)及高分子物理、高分子合成化學(xué)及高分子物理、高分子材料工程科學(xué)、高分子材料工程科學(xué)大發(fā)展時(shí)期大發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)世紀(jì)50年代年代-70年代年代)；6）高分子科學(xué)的）高分子科學(xué)的擴(kuò)展與深化時(shí)期擴(kuò)展與深化時(shí)期, 功能高分子發(fā)展功

8、能高分子發(fā)展 (80年代后年代后) yeild:; methods: gtp/atrp/raft/click chemistry/metallocene catalyst /co2 supercritical polymerization); class: lcp/heteroaromatic-, ladder-, star-, brush-, comb /dendrimers /graft, block copolymers/organic-inorganic hybrid polymers 下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry科學(xué)科學(xué): 傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合, 高分

9、子設(shè)計(jì)與組裝高分子設(shè)計(jì)與組裝; 高功能高功能/高性能高性能/復(fù)復(fù)合合/精細(xì)精細(xì)/智能材料。智能材料。功能高分子功能高分子: : 多肽和蛋白質(zhì)的合成；導(dǎo)電高分子；多肽和蛋白質(zhì)的合成；導(dǎo)電高分子；長(zhǎng)效性的高分長(zhǎng)效性的高分子藥物；生物縫合線子藥物；生物縫合線; 光刻技術(shù)光刻技術(shù)智能材料智能材料：即能夠感知環(huán)境變化，進(jìn)行自我判斷和得出結(jié)論，即能夠感知環(huán)境變化，進(jìn)行自我判斷和得出結(jié)論，并能實(shí)現(xiàn)指令和執(zhí)行指令的新材料。并能實(shí)現(xiàn)指令和執(zhí)行指令的新材料。 與普通功能材料的主要區(qū)別即具有與普通功能材料的主要區(qū)別即具有“反饋功能反饋功能”,與仿生和信與仿生和信息息密切相關(guān)。又稱機(jī)敏材料或敏感材料。如具有預(yù)知預(yù)告性

10、密切相關(guān)。又稱機(jī)敏材料或敏感材料。如具有預(yù)知預(yù)告性/自我自我診斷診斷/自我修復(fù)自我修復(fù)/自我增殖自我增殖/認(rèn)識(shí)識(shí)別能力認(rèn)識(shí)識(shí)別能力/刺激響應(yīng)性刺激響應(yīng)性/環(huán)境應(yīng)答性環(huán)境應(yīng)答性等特性，對(duì)環(huán)境條件的變化能作出合乎要求的應(yīng)答。等特性，對(duì)環(huán)境條件的變化能作出合乎要求的應(yīng)答。n舉例：舉例：1) 自動(dòng)修補(bǔ)劑自動(dòng)修補(bǔ)劑玻璃纖維玻璃纖維+pp； 2) 高吸水性樹脂；高吸水性樹脂；3) 電流電流變液體；變液體；4) 高分子靶向藥物釋放體系；高分子靶向藥物釋放體系；5)透明度可調(diào)的智能窗透明度可調(diào)的智能窗高分子科學(xué)是通過(guò)高分子科學(xué)是通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用實(shí)踐應(yīng)用與與理論研究理論研究的的相互關(guān)聯(lián)、相互促相互關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)進(jìn)發(fā)

11、展起來(lái)的。發(fā)展起來(lái)的。下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry 下一頁(yè)上一頁(yè)2.2 今后發(fā)展的趨勢(shì)今后發(fā)展的趨勢(shì) 五化五化 高性能化、高功能化、復(fù)合化、精細(xì)化、智能化 高功能化高功能化：賦予其電磁、光學(xué)、物質(zhì)傳輸、分離、賦予其電磁、光學(xué)、物質(zhì)傳輸、分離、催化、生物催化、生物及力學(xué)功能等。及力學(xué)功能等。功能高分子是高分子材料中充滿活力的新領(lǐng)域，功能高分子是高分子材料中充滿活力的新領(lǐng)域，雖然目前尚處于雖然目前尚處于 發(fā)展初期，但它肯定將是高分子材料科學(xué)的希發(fā)展初期，但它肯定將是高分子材料科學(xué)的希望所在。望所在。高性能化：高性能化：主要對(duì)一些通用的單一高分子材料進(jìn)行高性能化；主要對(duì)一些通用的

12、單一高分子材料進(jìn)行高性能化；通過(guò)對(duì)現(xiàn)有品種修飾改性技術(shù)高性能化；同時(shí)還要對(duì)高分子材通過(guò)對(duì)現(xiàn)有品種修飾改性技術(shù)高性能化；同時(shí)還要對(duì)高分子材料試驗(yàn)評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行研究。料試驗(yàn)評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)行研究。高性能主要指高性能主要指：機(jī)械性、耐熱性、機(jī)械性、耐熱性、耐久性、耐腐蝕性等。耐久性、耐腐蝕性等。目的目的: 滿足航空航天、電子信息、汽車工業(yè)、家用電器等多滿足航空航天、電子信息、汽車工業(yè)、家用電器等多方面高技術(shù)領(lǐng)域的需要。方面高技術(shù)領(lǐng)域的需要。npolymer chemistry下一頁(yè)上一頁(yè)復(fù)合化復(fù)合化：即博采眾長(zhǎng)，形成高分子復(fù)合材料。即博采眾長(zhǎng)，形成高分子復(fù)合材料。a-以玻璃纖維增強(qiáng)塑料以玻璃纖維增強(qiáng)塑料(g

13、frp)為主的復(fù)為主的復(fù)合材料當(dāng)前已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)合材料當(dāng)前已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用階段，且今后仍將有所發(fā)展。和應(yīng)用階段，且今后仍將有所發(fā)展。b 高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(acm)，是新材料革命的一個(gè)主要方向。目前主要應(yīng)用于航空是新材料革命的一個(gè)主要方向。目前主要應(yīng)用于航空/宇航宇航/軍事軍事/造船造船/海洋工程技術(shù)等方面，發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視。海洋工程技術(shù)等方面，發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視。acm并已從試用進(jìn)入部并已從試用進(jìn)入部分實(shí)用階段。其中應(yīng)用最多的是聚合物基高性能復(fù)合材料。分實(shí)用階段。其中應(yīng)用最多的是聚合物基高性能復(fù)合材料。精細(xì)化：精細(xì)化：主要是適應(yīng)電子信息技術(shù)的日新月異的發(fā)展而發(fā)展的

14、。有機(jī)主要是適應(yīng)電子信息技術(shù)的日新月異的發(fā)展而發(fā)展的。有機(jī)電子材料電子材料: 有機(jī)導(dǎo)體有機(jī)導(dǎo)體/半導(dǎo)體半導(dǎo)體/光導(dǎo)體光導(dǎo)體/超導(dǎo)體超導(dǎo)體/有機(jī)鐵磁體有機(jī)鐵磁體/有機(jī)與高分子有機(jī)與高分子非線性光學(xué)材料等。非線性光學(xué)材料等。npolymer chemistry精細(xì)化技術(shù)要求：精細(xì)化技術(shù)要求：原材料及加工工藝技術(shù)進(jìn)一步向原材料及加工工藝技術(shù)進(jìn)一步向高純化高純化/ /超凈化超凈化/ /功能功能化化方向發(fā)展，許多國(guó)家政府將其列入高技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。方向發(fā)展，許多國(guó)家政府將其列入高技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。 智能化：智能化：智能化對(duì)材料科學(xué)家來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)帶有挑戰(zhàn)性的未來(lái)的重大課題智能化對(duì)材料科學(xué)家來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)帶有挑戰(zhàn)性的未來(lái)

15、的重大課題, ,從功能材料到智能材料是材料科學(xué)的一次飛躍。它將是新材料、分子從功能材料到智能材料是材料科學(xué)的一次飛躍。它將是新材料、分子原原子級(jí)工程技術(shù)、生物技術(shù)和人工智能多方面學(xué)科知識(shí)滲透融合的產(chǎn)物。子級(jí)工程技術(shù)、生物技術(shù)和人工智能多方面學(xué)科知識(shí)滲透融合的產(chǎn)物。 從高分子發(fā)展歷史和今后發(fā)展方向都可以看出從高分子發(fā)展歷史和今后發(fā)展方向都可以看出實(shí)驗(yàn)和理論重要性實(shí)驗(yàn)和理論重要性. .第三節(jié)第三節(jié) (高分子高分子)材料科學(xué)的建立材料科學(xué)的建立1 高分子高分子(材料材料)科學(xué)的建立科學(xué)的建立 實(shí)踐實(shí)踐 理論理論 再實(shí)踐再實(shí)踐 再理論再理論 在基礎(chǔ)的化學(xué)一級(jí)學(xué)科中，按學(xué)科分類列為二級(jí)學(xué)科。它在基礎(chǔ)的化

16、學(xué)一級(jí)學(xué)科中，按學(xué)科分類列為二級(jí)學(xué)科。它是一門基礎(chǔ)科學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)organic chemistry /physical chemistry /physics /mechanics / biological chemistry。2 范疇范疇 高分子物理與物化高分子物理與物化: 結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系 高分子化學(xué)高分子化學(xué): 根據(jù)性能要求，根據(jù)性能要求， 合成預(yù)定結(jié)構(gòu)的聚合物合成預(yù)定結(jié)構(gòu)的聚合物. 高分子（加工）工藝與工程學(xué)高分子（加工）工藝與工程學(xué)功能高分子功能高分子聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料3 高分子科學(xué)的滲透和分子設(shè)計(jì)思想高分子科學(xué)的滲透和分子設(shè)計(jì)思想 現(xiàn)代及未來(lái)高分子科學(xué)的

17、主要內(nèi)容。現(xiàn)代及未來(lái)高分子科學(xué)的主要內(nèi)容。退出npolymer chemistryn第四節(jié)第四節(jié) 高分子化學(xué)相關(guān)概念與分類命名高分子化學(xué)相關(guān)概念與分類命名n1 1 名詞概念名詞概念1) 高分子化合物高分子化合物：指那些由指那些由重復(fù)的化學(xué)結(jié)構(gòu)單元連接的重復(fù)的化學(xué)結(jié)構(gòu)單元連接的、原子、原子或原子團(tuán)間主要以共價(jià)健而成的相對(duì)分子質(zhì)量在或原子團(tuán)間主要以共價(jià)健而成的相對(duì)分子質(zhì)量在1萬(wàn)以上的化合萬(wàn)以上的化合物。物?？s寫為：縮寫為：ch2chcln ; 碳鏈骨架碳鏈骨架; :重復(fù)連接重復(fù)連接 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1) m很高，一般大于很高，一般大于104，通常，通常104-106；(2) m無(wú)特定值，無(wú)特定值，

18、只有一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量分布范圍；只有一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量分布范圍；(3) 分子內(nèi)有重復(fù)的化學(xué)結(jié)構(gòu)分子內(nèi)有重復(fù)的化學(xué)結(jié)構(gòu)(單元單元)；(4) 形態(tài)多樣；形態(tài)多樣；(5) 特殊的物理性能。特殊的物理性能。ch2-ch-ch2-ch-ch2-ch-ch-ch2-ch2-ch|cl|cl|cl|cl|cl下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry高分子化合物高分子化合物高分子材料高分子材料高分子制品的區(qū)分高分子制品的區(qū)分： 前者是一種物質(zhì)；后者是將前者經(jīng)過(guò)工程技術(shù)處理后得到的前者是一種物質(zhì)；后者是將前者經(jīng)過(guò)工程技術(shù)處理后得到的單組分或多組分；高分子制品是經(jīng)進(jìn)一步工藝化過(guò)程得到的。單組分或多組分；高分子

19、制品是經(jīng)進(jìn)一步工藝化過(guò)程得到的。n 如如pa-66:尼龍或錦綸；尼龍或錦綸；pp；聚酯；聚酯；n高高/ /大分子大分子高聚物高聚物/ /聚合物的區(qū)別聚合物的區(qū)別:前者包括天然的和合成的；前者包括天然的和合成的；后者應(yīng)指人工合成的（不包括人工合成胰島素及人造水晶等）后者應(yīng)指人工合成的（不包括人工合成胰島素及人造水晶等）2) 單體單體：由能夠形成結(jié)構(gòu)單元的小分子組成的化合物，聚合物：由能夠形成結(jié)構(gòu)單元的小分子組成的化合物，聚合物的起始原料。的起始原料。3) 重復(fù)重復(fù)(結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))單元和重復(fù)單元數(shù)單元和重復(fù)單元數(shù)：形成高分子化合物的許多個(gè)相：形成高分子化合物的許多個(gè)相同的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接

20、的部分同的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵重復(fù)連接的部分, 亦稱鏈節(jié)。其亦稱鏈節(jié)。其數(shù)目稱為重復(fù)單元數(shù)或鏈節(jié)數(shù)。數(shù)目稱為重復(fù)單元數(shù)或鏈節(jié)數(shù)。下一頁(yè)上一頁(yè)*-ch2-ch2-n-、-cf2-cf2-n- -ch2-ch2- 、-cf2-cf2-；iupac ： -ch2-、-cf2-npolymer chemistryoch2ch2occnnh(ch2)6nhc（ch2)4-cnoooo重復(fù)單元結(jié) 構(gòu) 單 元結(jié) 構(gòu) 單 元hohhoh4) 結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元：由：由一種單體一種單體分子通過(guò)聚合反應(yīng)而進(jìn)入聚合物重復(fù)分子通過(guò)聚合反應(yīng)而進(jìn)入聚合物重復(fù)單元的那一部分。單元的那一部分。5) 單體單元單體單元：如果重復(fù)

21、單元與單體的元素組成完全相同如果重復(fù)單元與單體的元素組成完全相同,所不同所不同的是電子結(jié)構(gòu)或電子狀態(tài)的是電子結(jié)構(gòu)或電子狀態(tài),這樣的重復(fù)單元即為這樣的重復(fù)單元即為單體單元。單體單元。* pe、pvc、ps、pp 、ptfe的重復(fù)單元與單體單元相同。分的重復(fù)單元與單體單元相同。分別為別為-ch2-ch2-、 -ch2-chcl-、-ch2-ch-、 -ch2-chch3-、 -cf2-cf2- 。petpa-66下一頁(yè) 上一頁(yè)npolymer chemistry6) 聚合度聚合度xn聚合物聚合物每個(gè)大分子鏈所含每個(gè)大分子鏈所含結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元數(shù)目的平均值數(shù)目的平均值。 mn= xnm0 dp每個(gè)大

22、分子鏈所含每個(gè)大分子鏈所含重復(fù)結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)目的平均值數(shù)目的平均值。對(duì)對(duì)pvc、pe、pp、ps、ptfe：xn=n=dp對(duì)對(duì)pet、pa-66，兩種結(jié)構(gòu)單元總數(shù)稱為聚合度。所以，兩種結(jié)構(gòu)單元總數(shù)稱為聚合度。所以, xn=2n例例1: 尼龍尼龍-66和滌綸的相對(duì)分子質(zhì)量分別為和滌綸的相對(duì)分子質(zhì)量分別為22600和和9600; 計(jì)算其計(jì)算其結(jié)構(gòu)單元的平均相對(duì)分子質(zhì)量和聚合度結(jié)構(gòu)單元的平均相對(duì)分子質(zhì)量和聚合度. *小結(jié)小結(jié)：a. xn、n、m都可以表征聚合物分子的大小都可以表征聚合物分子的大小 *聚合度的計(jì)算均以結(jié)構(gòu)單元數(shù)目聚合度的計(jì)算均以結(jié)構(gòu)單元數(shù)目(xn)而非重復(fù)單元數(shù)而非重復(fù)單元數(shù)(

23、dp)為基準(zhǔn)。為基準(zhǔn)。 b. 正確規(guī)范書寫聚合物大分子結(jié)構(gòu)式正確規(guī)范書寫聚合物大分子結(jié)構(gòu)式 pp; pa-6/pa-610/pet; pur/ep/pf；體型聚合物。；體型聚合物。下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry2 聚合物的分類聚合物的分類 超高超高m聚合物聚合物：m100萬(wàn)萬(wàn) ； 預(yù)聚物預(yù)聚物:可在特定條件下發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)的低聚物可在特定條件下發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)的低聚物1)按相對(duì)分子按相對(duì)分子 低聚物低聚物:物理性能隨重復(fù)單元數(shù)的增減而變化物理性能隨重復(fù)單元數(shù)的增減而變化質(zhì)量大小質(zhì)量大小 齊聚物齊聚物:相對(duì)分子質(zhì)量極低相對(duì)分子質(zhì)量極低, 不具備高分子特性的縮合不具備高分子特性

24、的縮合 物。現(xiàn)稱為物。現(xiàn)稱為低聚物低聚物. 高聚物高聚物:聚合物一系列性能不隨重復(fù)單元數(shù)增減而聚合物一系列性能不隨重復(fù)單元數(shù)增減而 變化變化 2) 按單體按單體 均聚物均聚物:由一種單體聚合而成；由一種單體聚合而成；pe/pvc/ps 單元單元 共聚物共聚物:兩種以上單體單元組成兩種以上單體單元組成. abs/sbs/eva/epr/epdm 共混物（合金）共混物（合金）下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry 橡膠：橡膠：一種具有可逆形變的高彈性材料。一種具有可逆形變的高彈性材料。 塑料：塑料：可加工成型的剛性或熱塑性材料?？杉庸こ尚偷膭傂曰驘崴苄圆牧?。3) 按用途和性能按用途和性能

25、 纖維：纖維：纖細(xì)而柔軟的絲狀物，長(zhǎng)徑比纖細(xì)而柔軟的絲狀物，長(zhǎng)徑比100。 黏合劑：黏合劑：具有良好膠接能力的物質(zhì)。具有良好膠接能力的物質(zhì)。 涂料：涂料：一種涂布于物體表面能結(jié)成堅(jiān)韌保護(hù)膜的物質(zhì)。一種涂布于物體表面能結(jié)成堅(jiān)韌保護(hù)膜的物質(zhì)。 功能性高分子：功能性高分子：主鏈或側(cè)鏈上帶有反應(yīng)性功能基團(tuán)，并具有特殊物主鏈或側(cè)鏈上帶有反應(yīng)性功能基團(tuán)，并具有特殊物 理功能或化學(xué)活性的一類新型高分子。理功能或化學(xué)活性的一類新型高分子。 聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料: 以聚合物為基體具有復(fù)合效應(yīng)的多相體系。以聚合物為基體具有復(fù)合效應(yīng)的多相體系。 碳鏈：碳鏈：主鏈全為碳原子組成。主鏈全為碳原子組成。ps、

26、pe、pvc等等4) 按主鏈按主鏈 雜鏈：雜鏈：主鏈除碳原子外，還有主鏈除碳原子外，還有o/n/s/p等，聚醚等，聚醚/聚酯聚酯/pur/pa/聚脲聚脲 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 元素有機(jī)高分子元素有機(jī)高分子(雜鏈半有機(jī)高分子雜鏈半有機(jī)高分子)：主鏈無(wú)碳原子，主要由主鏈無(wú)碳原子，主要由 si/ti/b/al o/n/s/p等組成等組成 。如聚硅氧烷。如聚硅氧烷/聚鈦氧烷。聚鈦氧烷。 無(wú)機(jī)高分子無(wú)機(jī)高分子:主鏈無(wú)碳原子，也不含有機(jī)取代基，純碎由其它元素組成。主鏈無(wú)碳原子，也不含有機(jī)取代基，純碎由其它元素組成。 如聚偏磷酸及其鹽類如聚偏磷酸及其鹽類/玻璃。玻璃。下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry5)

27、 按組成變化按組成變化 加聚物加聚物聚合物化學(xué)組成與單體基本無(wú)變化。聚合物化學(xué)組成與單體基本無(wú)變化。 縮聚物縮聚物反應(yīng)中有小分子付產(chǎn)物生成。反應(yīng)中有小分子付產(chǎn)物生成。 注意：注意：pur、pa-6 (n+1) ho(ch2)2oh + n o=c=n-(ch2)6-n=c=o 6) 按加熱行為按加熱行為 熱塑性聚合物熱塑性聚合物：pe、ps、pet、pbt、pvc 熱固性聚合物熱固性聚合物：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等7) 按聚合機(jī)理按聚合機(jī)理 鏈?zhǔn)骄酆衔铮烘準(zhǔn)骄酆衔铮?逐步聚合物逐步聚合物： 8) 按幾何構(gòu)型：按幾何構(gòu)型：線型線型/支鏈型支鏈型/體型高聚物體型高聚物9) 按來(lái)源

28、：按來(lái)源： 天然和合成高分子天然和合成高分子h-o(ch2)2o-c-nh-(ch2)6-nh-c-n-o(ch2)2ohoo下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry3 聚合物命名聚合物命名1) 習(xí)慣命名法習(xí)慣命名法/按單體名稱按單體名稱(1) 前綴法：前綴法：由一種單體加聚得到的聚合物由一種單體加聚得到的聚合物, 在單體名前加在單體名前加“聚聚”字字. (2) 后綴法：后綴法：由兩種單體合成的聚合物由兩種單體合成的聚合物, 在兩單體名稱上加詞尾在兩單體名稱上加詞尾“樹樹脂脂”、“共聚物共聚物”。abs/sbs/eva/醇酸樹脂醇酸樹脂/脲醛樹脂脲醛樹脂/酚醛樹脂。酚醛樹脂。注意注意:

29、 : pvapvac水解水解; pa-6:單體可能為單體可能為-己內(nèi)酰胺己內(nèi)酰胺; 也可能為也可能為-氨氨基己酸基己酸2) 按聚合物結(jié)構(gòu)特征按聚合物結(jié)構(gòu)特征 代表的是一大類聚合物代表的是一大類聚合物 （1）聚酰胺類：）聚酰胺類： （2）聚酯類：）聚酯類： （3）聚砜類：）聚砜類： (4）聚氨酯類：）聚氨酯類：o-c-nhsooo-c-nho-c-o-ohn(ch2)5c=oh2n(ch2)5c-oho下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry(5) 聚碳酸酯類：聚碳酸酯類：(6) 聚醚類：聚醚類：-o- * / pa-66/pa-1010/pa-610/pa-63) 按商品名稱按商品名稱

30、 橡膠：詞尾加橡膠：詞尾加“橡膠橡膠”二字。丁（二烯）苯（乙烯）橡膠二字。?。ǘ┍剑ㄒ蚁┫鹉z 纖維：纖維：“綸綸”作詞尾作詞尾. pet: 滌綸滌綸; pan: 腈綸腈綸; pa: 錦綸錦綸/尼尼龍龍 塑料：習(xí)慣以塑料：習(xí)慣以“樹脂樹脂”命名。命名。pe、pp、pet樹脂；酚醛樹樹脂；酚醛樹脂脂 缺陷缺陷：pva ; pa-6 ; 聚環(huán)氧乙烷聚環(huán)氧乙烷-och2ch2n-問(wèn)題問(wèn)題4) iupac命名法命名法命名原則：命名原則：以聚合物最小的重復(fù)單元作為以聚合物最小的重復(fù)單元作為結(jié)構(gòu)重復(fù)單元結(jié)構(gòu)重復(fù)單元來(lái)命名。來(lái)命名。命名步驟：命名步驟：(1) 先確定結(jié)構(gòu)重復(fù)單元；如先確定結(jié)構(gòu)重復(fù)單元；如

31、pvc：-chcl-ch2-n分子中的分子中的 (2) 對(duì)對(duì)(1)進(jìn)行排序；進(jìn)行排序；-chcl-ch2-n-,與有機(jī)化學(xué)中排序一樣與有機(jī)化學(xué)中排序一樣 (3) 給重復(fù)單元命名并加括號(hào)，前面加給重復(fù)單元命名并加括號(hào)，前面加“聚聚”字即可。字即可。 pvc的的iupac命名為命名為“聚聚(1-氯代乙烯氯代乙烯)” 或或“聚聚(1-氯代亞乙基氯代亞乙基)”。-o-c-o-oh-nh-(ch2)6-nh-c-(ch2)4-c-n-ohoo下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry書寫原則：書寫原則：（1）先寫有取代基的部分：）先寫有取代基的部分：-ochf-ch2-n-, 聚聚(氧化氧化(1-

32、氟代亞乙基氟代亞乙基)（2）先寫連接的側(cè)基元素最少的部分：）先寫連接的側(cè)基元素最少的部分：-ch=ch-ch2-ch2-n- 聚聚(1-亞丁烯基亞丁烯基) ，“1”代表烯基在代表烯基在1位上。位上。 iupac命名比較嚴(yán)謹(jǐn)，但煩瑣。命名比較嚴(yán)謹(jǐn)，但煩瑣。第第5節(jié)節(jié) 聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量與相對(duì)分子質(zhì)量分布聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量與相對(duì)分子質(zhì)量分布1 研究相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的意義研究相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的意義 聚合物的性能，如強(qiáng)度、溶脹溶解性、黏度性質(zhì)、可抽絲性、可吹塑性聚合物的性能，如強(qiáng)度、溶脹溶解性、黏度性質(zhì)、可抽絲性、可吹塑性等與等與mn相關(guān)。相關(guān)。即：材料性能即：材料性能 mn。 但

33、是，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量與小分子物質(zhì)又不相同，具有相對(duì)分子質(zhì)量但是，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量與小分子物質(zhì)又不相同，具有相對(duì)分子質(zhì)量的多分散性。相對(duì)分子質(zhì)量的不均一性的多分散性。相對(duì)分子質(zhì)量的不均一性 m多分散性。相對(duì)分子質(zhì)量分布多分散性。相對(duì)分子質(zhì)量分布對(duì)加工應(yīng)用性能影響很大。如合成纖維對(duì)加工應(yīng)用性能影響很大。如合成纖維 窄，強(qiáng)度高；吹塑成型塑料窄，強(qiáng)度高；吹塑成型塑料 寬，寬，易加工；橡膠易加工；橡膠 寬。低相對(duì)分子質(zhì)量部分使材料強(qiáng)度寬。低相對(duì)分子質(zhì)量部分使材料強(qiáng)度 ，高相對(duì)分子質(zhì)量部，高相對(duì)分子質(zhì)量部分使加工成型困難。所以分布的寬窄要根據(jù)加工需要來(lái)確定。分使加工成型困難。所以分布的寬窄要根據(jù)加

34、工需要來(lái)確定。下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry2 相對(duì)分子質(zhì)量的四種表示方法相對(duì)分子質(zhì)量的四種表示方法定義定義：設(shè)在某種高分子中設(shè)在某種高分子中, 分子量為分子量為mi的分子有的分子有ni個(gè)，則個(gè)，則質(zhì)量為質(zhì)量為wi=mini, 整整個(gè)高分子的質(zhì)量個(gè)高分子的質(zhì)量w=(nimi) 。2.1 數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量mn 某體系的總質(zhì)量某體系的總質(zhì)量w為分子總數(shù)為分子總數(shù)ni所平均。所平均。mn=(nimi ) =w/ni=(nimi ) /(wi/mi ) =(nimi )/ni 一般采用冰點(diǎn)法一般采用冰點(diǎn)法/沸點(diǎn)法沸點(diǎn)法/滲透壓法滲透壓法/端基法及端基法及gpc/sec

35、法等測(cè)定。法等測(cè)定。2.2 重均相對(duì)分子質(zhì)量重均相對(duì)分子質(zhì)量mw 分子量為分子量為mi的分子在體系中所占質(zhì)量的分子在體系中所占質(zhì)量wimi總和?？偤?。w i為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 mw=wimi=(nimi2)/(nimi)=(wimi)/wi, 光散射法光散射法/超離心法超離心法/ gpc/sec。2.3 黏均相對(duì)分子質(zhì)量黏均相對(duì)分子質(zhì)量mv或或m : 采用黏度法測(cè)得的相對(duì)分子質(zhì)量。采用黏度法測(cè)得的相對(duì)分子質(zhì)量。m=(nimi+1)/(nimi)1/=(mimi/mi) 1/ =(wimi) 1/ =km, =0.50.9。 2.4 z均相對(duì)分子質(zhì)量均相對(duì)分子質(zhì)量mz mz=(nimi2m

36、i)/(nimi2)=mz=(wimi2)/(wimi)=(wimi2)/(wimi) 采用超離心法測(cè)得。采用超離心法測(cè)得。 mn mv mw mz 下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry3 相對(duì)分子質(zhì)量分布與多分散性相對(duì)分子質(zhì)量分布與多分散性3.1 相對(duì)分子質(zhì)量的多分散性相對(duì)分子質(zhì)量的多分散性 即聚合物分子長(zhǎng)短不一的特性或相對(duì)分子質(zhì)量的不均一性。即聚合物分子長(zhǎng)短不一的特性或相對(duì)分子質(zhì)量的不均一性。3.2 多分散性的表征方法多分散性的表征方法a 相對(duì)分子質(zhì)量分布相對(duì)分子質(zhì)量分布/分級(jí)曲線分級(jí)曲線測(cè)定原理：利用不同大小相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物溶解性能的差異；測(cè)定原理：利用不同大小相對(duì)分子質(zhì)

37、量的聚合物溶解性能的差異；或是利用不同大小的分子在多孔填料中占據(jù)的空間體積不同的特或是利用不同大小的分子在多孔填料中占據(jù)的空間體積不同的特點(diǎn)。采用沉淀分級(jí)、溶解分級(jí)或點(diǎn)。采用沉淀分級(jí)、溶解分級(jí)或gpc (gel permeation chromatography)等將聚合物按相對(duì)分子質(zhì)量大小淋洗分級(jí)，然等將聚合物按相對(duì)分子質(zhì)量大小淋洗分級(jí)，然后算出不同相對(duì)分子質(zhì)量大小的聚合物占的級(jí)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，繪成后算出不同相對(duì)分子質(zhì)量大小的聚合物占的級(jí)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，繪成圖形。圖形。b 多分散系數(shù)或不均勻指數(shù)、分散指數(shù)多分散系數(shù)或不均勻指數(shù)、分散指數(shù) d= mw / mn 單分散時(shí)單分散時(shí),則則mw=mn, mw

38、/ mn=1; 隨著隨著mw、mn差異增大差異增大, mw / mn比值增大比值增大, 分散性越大；分散性越大；下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry *相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的控制：相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的控制： 主要通過(guò)選擇不同的聚合方法和主要通過(guò)選擇不同的聚合方法和合成工藝來(lái)完成。合成工藝來(lái)完成。陰離子聚合：陰離子聚合：d1；自由基偶合：自由基偶合： d 1.5縮聚物縮聚物/歧化終止歧化終止: 2-烯烴高轉(zhuǎn)化率烯烴高轉(zhuǎn)化率: 25自動(dòng)加速的自由基聚合自動(dòng)加速的自由基聚合: 510配位聚合物配位聚合物: 830支鏈聚合物支鏈聚合物: 2050下一頁(yè)上一頁(yè)c flory 相對(duì)分子質(zhì)量分

39、布函數(shù)相對(duì)分子質(zhì)量分布函數(shù)gpc曲線florynpolymer chemistry第第6節(jié)節(jié) 高分子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高分子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）長(zhǎng)鏈的分子結(jié)構(gòu)）長(zhǎng)鏈的分子結(jié)構(gòu) 2）結(jié)構(gòu)的不均勻性：分子量、結(jié)構(gòu)單元連接順序、空間）結(jié)構(gòu)的不均勻性：分子量、結(jié)構(gòu)單元連接順序、空間構(gòu)型分布的不均勻性；共聚物的共聚組成和序列組成分布的構(gòu)型分布的不均勻性；共聚物的共聚組成和序列組成分布的不均勻性不均勻性 3）分子鏈的柔性）分子鏈的柔性 4）高分子的凝聚可以形成晶態(tài)和非晶態(tài)）高分子的凝聚可以形成晶態(tài)和非晶態(tài)2 結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響 良好可塑性、成纖性、成膜性；高彈性和粘彈性；分子量良

40、好可塑性、成纖性、成膜性；高彈性和粘彈性；分子量增減不影響其物理性質(zhì)；粘度大；熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)溫度范圍寬。增減不影響其物理性質(zhì)；粘度大；熔點(diǎn)和軟化點(diǎn)溫度范圍寬。3 高分子的結(jié)構(gòu)層次高分子的結(jié)構(gòu)層次下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry下一頁(yè)上一頁(yè) 一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)/近程結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu):分子鏈分子鏈的化學(xué)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)(鍵鍵 接方式接方式/構(gòu)型構(gòu)型/構(gòu)造構(gòu)造(支化支化/交聯(lián)交聯(lián))/共聚物的序列共聚物的序列結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))高高 分子鏈結(jié)構(gòu)分子鏈結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)/遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)：若干鏈節(jié)組成的一段鏈或若干鏈節(jié)組成的一段鏈或分分 整根整根分子鏈分子鏈的排列形狀的排列形狀(構(gòu)象構(gòu)象)-

41、大小大小/空間形態(tài)空間形態(tài)子子結(jié)結(jié) 三級(jí)結(jié)構(gòu)：三級(jí)結(jié)構(gòu)：聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（超分子結(jié)構(gòu)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（超分子結(jié)構(gòu)) （結(jié)晶（結(jié)晶/構(gòu)構(gòu) 凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)凝聚態(tài)結(jié)構(gòu) 非晶非晶/液晶液晶/取向結(jié)構(gòu)）取向結(jié)構(gòu)）-同類分子鏈同類分子鏈排列堆砌的物排列堆砌的物 理狀態(tài)理狀態(tài) 四級(jí)（高級(jí)、四級(jí)（高級(jí)、織態(tài)織態(tài)）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 高分子在材料中堆高分子在材料中堆 砌方式砌方式-不同類型分子鏈排列堆砌的物理狀態(tài)不同類型分子鏈排列堆砌的物理狀態(tài)npolymer chemistry3.1 結(jié)構(gòu)形態(tài)分子構(gòu)造結(jié)構(gòu)形態(tài)分子構(gòu)造類型類型 線型線型 支鏈型支鏈型 體型體型 無(wú)規(guī)線團(tuán)無(wú)規(guī)線團(tuán) 伸直鏈伸直鏈 螺旋鏈螺旋鏈 折疊鏈折疊鏈/片狀片狀 鋸齒

42、形鋸齒形 支鏈支鏈 星形星形 梳形梳形 梯形梯形 三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)影響結(jié)構(gòu)形態(tài)的因素影響結(jié)構(gòu)形態(tài)的因素（1）單體種類：）單體種類：2-2官能團(tuán)官能團(tuán) 線形產(chǎn)物；線形產(chǎn)物；2-3 體型產(chǎn)物體型產(chǎn)物（2）聚合條件或方法：）聚合條件或方法： 高壓高壓 ldpe 輻交聯(lián)射輻交聯(lián)射 體型體型 乙烯乙烯 低壓低壓 hdpe 或化學(xué)法或化學(xué)法 pe 接枝反應(yīng)接枝反應(yīng) 支鏈型支鏈型 (大分子鏈轉(zhuǎn)移、聚合物引發(fā)、功能基反應(yīng)法大分子鏈轉(zhuǎn)移、聚合物引發(fā)、功能基反應(yīng)法以及各種輻射接枝）以及各種輻射接枝）結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)性能的影響結(jié)構(gòu)形態(tài)對(duì)性能的影響下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry3.2 大分

43、子的微結(jié)構(gòu)大分子的微結(jié)構(gòu) (1) 化學(xué)組成化學(xué)組成：結(jié)構(gòu)單元本身的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元本身的結(jié)構(gòu)-基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)影響聚合物性能的決定因影響聚合物性能的決定因素，可以此劃分聚合物種類。素，可以此劃分聚合物種類。-ch2-ch2-n-； -cf2-cf2-n- (2) 結(jié)構(gòu)單元相互連接的鍵接方式結(jié)構(gòu)單元相互連接的鍵接方式：研究大分子內(nèi)結(jié)構(gòu)單元之間的連接研究大分子內(nèi)結(jié)構(gòu)單元之間的連接 (空間位阻和電子效應(yīng)空間位阻和電子效應(yīng)) (3) 結(jié)構(gòu)單元在空間排列的立體異構(gòu)結(jié)構(gòu)單元在空間排列的立體異構(gòu)/旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)等與分子等與分子構(gòu)型構(gòu)型有關(guān)有關(guān)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu): 結(jié)構(gòu)單元上有取代基結(jié)構(gòu)單元上有取

44、代基. 其構(gòu)型也由引發(fā)體系和工藝條件控制：其構(gòu)型也由引發(fā)體系和工藝條件控制：pp(等等規(guī)規(guī)/全同立構(gòu)全同立構(gòu)ipp、間規(guī)、間規(guī)/間同立構(gòu)間同立構(gòu)spp、無(wú)規(guī)立構(gòu)、無(wú)規(guī)立構(gòu)app);1,4-pb(順?lè)串悩?gòu)順?lè)串悩?gòu))(4) 序列結(jié)構(gòu)：序列結(jié)構(gòu)：4種種ch2-ch-ch2-ch-ch2-ch-ch-ch2-ch2-ch|cl|cl|cl|cl|cl頭 頭 尾 尾cc|hhc|hh|hc|chc|hch3ch3hh|ch3下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry第第7節(jié)節(jié) 聚合物的物理狀態(tài)與主要性能聚合物的物理狀態(tài)與主要性能1 物理狀態(tài)：物理狀態(tài)： 凝聚態(tài)凝聚態(tài)種類：種類： 非晶非晶/無(wú)定形狀

45、態(tài)無(wú)定形狀態(tài) 結(jié)晶結(jié)晶/半結(jié)晶狀態(tài)半結(jié)晶狀態(tài)溫度溫度- -形變曲線形變曲線玻璃態(tài)玻璃態(tài)- -高彈態(tài)高彈態(tài)- -粘流態(tài)粘流態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度t tg g、粘流溫度粘流溫度t tf f定義定義力學(xué)行為與應(yīng)用的關(guān)系力學(xué)行為與應(yīng)用的關(guān)系下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry影響結(jié)晶能力的因素影響結(jié)晶能力的因素 大分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性大分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性/分子間次價(jià)力分子間次價(jià)力/分子鏈柔順性以及拉分子鏈柔順性以及拉力力/溫度等因素。溫度等因素。pvc/hdpe/ldpe/pa/ps, pmma/主鏈有環(huán)主鏈有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的聚合物狀結(jié)構(gòu)的聚合物/天然橡膠和硅橡膠天然橡膠和硅橡膠/二烯類聚合物

46、二烯類聚合物/pp/共聚共聚2玻璃化溫度玻璃化溫度tg和熔點(diǎn)和熔點(diǎn)tm 聚合物使用時(shí)耐熱性重要指標(biāo)，聚合物使用的聚合物使用時(shí)耐熱性重要指標(biāo)，聚合物使用的上上/下限下限溫度。溫度。玻璃化溫度玻璃化溫度tg：主要是無(wú)定形聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度。：主要是無(wú)定形聚合物的熱轉(zhuǎn)變溫度。熔點(diǎn)熔點(diǎn)tm：結(jié)晶聚合物的主要熱轉(zhuǎn)變溫度。：結(jié)晶聚合物的主要熱轉(zhuǎn)變溫度。 作為塑料、纖維使用時(shí)，應(yīng)低于作為塑料、纖維使用時(shí)，應(yīng)低于tm和和tg。如：尼龍、滌綸、。如：尼龍、滌綸、維尼綸、丙綸等的維尼綸、丙綸等的tm往往比室溫高往往比室溫高150 ，便于熨燙。而作，便于熨燙。而作為橡膠使用時(shí)要高于為橡膠使用時(shí)要高于tg。 下一頁(yè)上

47、一頁(yè)npolymer chemistrytg的確定的確定 對(duì)對(duì)tg, 通常有兩種通常有兩種方法方法: 1）c- t(比容比容-溫度溫度)曲線曲線; 2）形變）形變-溫度曲線溫度曲線(dmta測(cè)定測(cè)定). 下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistrytm可通過(guò)可通過(guò)dsc曲線確定曲線確定下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry3 機(jī)械性能機(jī)械性能 可由拉伸時(shí)的應(yīng)力可由拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線表征應(yīng)變曲線表征. 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變行為中有四應(yīng)變行為中有四個(gè)重要參數(shù)個(gè)重要參數(shù):(1) 彈性模量彈性模量(e)：代表物質(zhì)的剛性，對(duì)形變的阻力。通常以起代表物質(zhì)的剛性，對(duì)形變的阻力。通常以起始應(yīng)力始應(yīng)力除

48、以相對(duì)伸長(zhǎng)率除以相對(duì)伸長(zhǎng)率表示。即應(yīng)力表示。即應(yīng)力應(yīng)變曲線的起始斜應(yīng)變曲線的起始斜率。率。 e=/, 單位單位: ncm-2，或，或mpa。(2) 抗張強(qiáng)度：抗張強(qiáng)度：使單位面積材料斷裂所需的最大張力，簡(jiǎn)單說(shuō)，使單位面積材料斷裂所需的最大張力，簡(jiǎn)單說(shuō)，使試樣破壞的應(yīng)力。單位：使試樣破壞的應(yīng)力。單位：ncm-2，或，或mpa。(3) 最終伸長(zhǎng)率：最終伸長(zhǎng)率：試樣斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)率，試樣斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)率，%。(4) 高彈伸長(zhǎng)率：高彈伸長(zhǎng)率：表示高彈性，以可逆伸長(zhǎng)程度表示表示高彈性，以可逆伸長(zhǎng)程度表示。下一頁(yè)上一頁(yè)npolymer chemistry 影響機(jī)械強(qiáng)度的因素影響機(jī)械強(qiáng)度的因素： 取決于聚合物的結(jié)構(gòu)和物理取決于聚合物的結(jié)構(gòu)和物理性能。一般地，性能。一般地，t tg g, ,結(jié)晶度和交聯(lián)結(jié)晶度和交聯(lián)度度 ，則機(jī)械強(qiáng)度，則機(jī)械強(qiáng)度 ，而伸長(zhǎng)率和，而伸長(zhǎng)率和延伸性延伸性 。橡膠、纖維和塑料的。橡膠、纖維和塑料的應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變特性見圖。應(yīng)變特性見圖。4 4 溶解性溶解性: : 線性高分子線性高分子,先溶脹先溶脹-后溶解后溶解; 交聯(lián)高分子：只溶脹不溶解。受化學(xué)交聯(lián)高分子：只溶脹不溶解。受