高分子链的结构课件

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高分子链的结构*一次结构–组成、构型和构象高分子链结构微观结构构型宏观结构序列结构单个高分子链的结构和形态。高分子的结构化学结构体型支链型线型*1.1

高分子链的近程结构1.1.1结构单元的化学组成

结构单元主链侧链基团或取代基聚合度单体？重复单元？链节？结构单元？单体单元？聚合度？*结构单元的化学组成碳链高分子，主链全是碳以共价键相连

杂链高分子，主链除了碳还有氧、氮、硫等杂原子（如POM）元素高分子，主链含有Si,P,Al,Ti,As,Ge等元素梯形和螺旋形高分子

*聚丙烯

PP

Polypropylene聚异丁烯 PIB Polyisobutylene聚丙烯酸 Polyacrylicacid聚甲基丙烯酸甲酯PMMAPolymethyl

methacrylate碳链高分子*聚氯乙烯 PVC PolyvinylChloride聚偏二氯乙烯PVDCPolyvinylideneChloride聚四氟乙烯 PTFEPolytetrafluoroethyleneTeflon聚丙烯腈 PANPolyacrylonitrile*聚己二酰己二胺Nylon6-6Polyhexamethylene

dipamide聚氧化乙烯 PEO Polyethyleneoxide聚己内酰胺 Poly(-caprolactam)orcapronei.eNylon6聚甲醛POMPolyformaldehyde

杂链高分子*聚苯醚 PPO

Polyphenyleneoxide, orPolyphenyleneether聚对苯二甲酸乙二酯PET Polyethyleneterephthlate聚碳酸酯 PC Polycarbonate*聚醚醚酮 PEEKPolyetheretherKetone对苯二甲酰对苯二胺PPTAKevlarPoly(p-phenylene-terephthalamide)聚酰亚胺Polyimide*聚四甲基对亚苯基硅氧烷TMPSPoly(tetramethylp-silphenylene)siloxane聚二甲基硅氧烷Polydimethyl

silioxane

or‘siliconrubber’元素高分子*梯形高分子丙烯腈受热环化均苯二酐和四氨基苯聚合得到聚酰亚胺*1.1.2共聚物的序列结构统计(无规）共聚物Randomcopolymer，Poly(A-ran-B)交替共聚物 Alternatingcopolymer,Poly(A-alt-B)—A—B—A—A—B—A—A—A—B—B—A—B——A—B—A—B—A—B—A—B—A—B—A—B—嵌段共聚物 Poly(A-block-B)—A—A—A—A—B—B—B—A—A—A—接枝共聚物Poly(A-g-B)*无规共聚物的序列结构A、B单体共聚，相邻两单元的键接方式：AA,AB,BB相邻三单元：AAA,AAB,ABA,ABB,BAB,BBB平均序列长度：A平均序列长度：B平均序列长度：嵌段数：100个单体单元中出现的各种嵌段的总和*ABSAcrylonitrile-Butadiene-Styrene

-CH2-CH=CH-CH2-Chemicalresistance,hightensilestrengthandhardnessRubberlikeelasticity.HighimpactresistanceGoodformability*Styrene-Butadiene-Styrene-CH2-CH=CH-CH2-HardHardSoftSBS*ApplicationofSBSSBS

Poly(styrene-butadiene-styrene),orSBS,isahardrubber,whichisusedforthingslikethesolesofshoes,tiretreads,andotherplaceswheredurabilityisimportant.*1.1.3高分子链的构型高聚物不同的异构体旋光异构几何异构键接异构构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。*1.1.3.1旋光异构*旋光异构旋光异构高分子是否必定有旋光性？Internalandexternalcompensation(内、外消旋作用），所以无旋光性Thepolymerizationofamono-substitutedethylene,suchasavinylcompound,leadstopolymersinwhicheveryothercarbonatomsisachiralcenter手性中心.注：对高分子来说，关心不是具体构型（左旋或右旋），而是构型在分子链中的异同，即全同（等规）、间同或无规。*三种类型Isotactic全同立构Atactic无规立构Syndiotactic

间同立构高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。分子链结构规整，可结晶。两种旋光异构单元交替键接而成。分子链结构规整，可结晶。两种旋光异构单元无规键接而成。分子链结构不规整，不能结晶。*1.1.3.2几何异构主链上有双键*Poly(1,4-butadiene)Cis-顺式Trans-反式maleinoidtrans-isomerismInLatin,transmeans"ontheotherside“;andcisinLatinmeans"onthesameside"*异戊二烯烃(isoprene)1,4加成后，主链上有双键，与双键连接的碳原子不能绕主链旋转。顺式(cisform)异构体反式(transform)异构体*1.1.3.3键接异构1,2addition1,1additionhead-to-tailstructurehead-to-headortail-to-tailstructure*PVC二氧六环中与Zn加热*PMMA200℃降解，一部分降解为单体；一部分成环*1.1.4宏观结构——大分子链的几何形状

线形高分子支化高分子交联或网状高分子星形高分子*形成线形大分子的基本条件——2官能度单体，如：线型缩聚中，单体须具有两个反应能力的官能团，如二元酸和二元醇；

加聚中烯类单体的π键；

环状单体开环聚合中的断裂单键；1）线形大分子长几百nm，直径零点几nm，长径比极大，自然状态下处于卷曲状态。聚丙烯、聚氯乙烯等塑料，涤纶树脂、聚酰胺-66、聚丙烯腈等纤维均为线形聚合物。*2）支链形大分子形成条件：

2-3等多官能度体系的缩聚早期，先支化，后交联。例：邻苯二甲酸酐和甘油自由基聚合中的链转移反应接枝共聚物(graftpolymer)

先形成线形主链，后接上支链，如抗冲聚苯乙烯。——线形主链上带支链*——许多线型或支链型大分子由化学键连接而成的交联(crosslinking)结构交联聚合物又称网状聚合物，是借助于多官能团单体的反应或某种助剂（如硫）将聚合物交联起来而得到的。典型的例子是橡胶的硫化(sulfuration)大分子的几何形状与聚合物的物理性质密切相关线型和支链型聚合物：可溶可熔交联聚合物：分子链间存在化学键的交联，不溶不熔3）体型大分子*Table1-2ComparisonofthreetypesofPolyethylene*Ultra-highmolecularweightpolyethylene–UHMWPE超高分子量聚乙烯Hipandkneetotaljointreplacementsareshownasillustrationsonthisskeleton.*ExperimentalmethodstoobservetheconfigurationofpolymerX-RayDiffractionNuclearMagneticResonanceInfraredSpectrum*X-ray*NMR-NuclearMagneticResonance*FourierTransformInfraredSpectroscopy(FTIR)*思考题1.试讨论线形聚异戊二烯可能有哪些不同的构型（假定不考虑键接结构）2.环氧丙烷经开环聚合后，可