chapter1高分子链的结构-近程结构-A0.ppt

1、2020/7/13，1章高分子链的结构，聚合物链结构，2020/7/13，2章的内容：高分子链的短程结构和远程结构。这里，短距离结构介绍了高分子链结构单元的化学成分、结合方法、立体构成、支链和交联及末端基等。远程结构包括单个聚合物的大小和合规性。需求把握内容：(1)基本概念：构成、结构、符合和链等基本概念；(2)聚合物链近接结构和远程结构的主要内容；以及对性能的影响；(3)影响灵活性的因素的焦点；难点：聚合物结构和结构的差异；聚合物结构和灵活性以及特性。2020/7/13，3，大分子链具有很大的结构单元，通过孔刘耦合链接，在大分子链的几何上分为线性、支链、网状大分子链的单个键，在没有空间屏障的

2、情况下，在内部旋转中表示大量结构，因此大分子链是灵活的。(聚合物材料弹性高)分子链由反作用力(静力、诱导力、氢键等)接合，形成结晶、非晶、取向状态、编织结构的聚合物。聚合物链结构是指不均匀性(聚合度和分子量不同)、聚合物结构的主要特征、2020/7/13，4，1-1聚合物结构的分类、聚合物结构：构成聚合物的不同规模的结构单元相对于中空排列。链结构(近和远结构)冷凝结构(2020/7/13，5)、高分子结构(microstructure)、链结构(chain)单个分子的结构和形态(morphology)、短结构()其中包括高分子链的原子种类、排列、取代基和末端基种、单体单元的连接方式、盆地类型和

3、长度等。构成：表示空间中的原子置换阵列：包括几何异构和立体异构。远程结构(次结构):表示单个大分子的大小和空间中存在的各种形状(形状、结构)(例如直链、不规则导线、折叠链)。凝聚结构：大分子之间的几何排列(堆积方法)包括晶体结构、非晶、取向状态、液晶状态、编织等结构。在加工过程中形成，从微观结构转变为宏观结构的状态。2020/7/13，6，短距离结构：Tm，对溶解度、粘度、附着力有直接影响。冷凝结构：决定聚合物产品使用性能的主要因素。远程结构：(小分子没有，仅限大分子):赋予高分子链灵活性，使聚合物具有高弹性。聚合物结构决定其特性：2020/7/13，7，结构单元的化学组成(Configura

4、tion)分子结构共聚物的序列结构，1-2高分子链近场结构，重点和要求：掌握单高分子链的基本化学结构和结构，高分子链的组成等；理解分子链的组成、组成、结构徐璐不同时高分子材料的特性会有很大的变化。，2020/7/13，8，1，高分子链结构单元的化学成分Composition of Polymer Chain，结构单元主链侧链组或取代，e.g. Polyvinyl Chloride-PVC， 聚异戊二烯PIP Polyisoprene，2020/7/13，11 7/13，11，聚氯乙烯PVC Polyvinyl Chloride，聚氯乙烯PVDC Polyvinylidene Chloride，

5、聚氯乙烯PVDC Polyvinylidene Chloride or poly phennylene ether，聚对苯二甲酸乙二酯PET Polyethylene terephthlate，聚碳酸酯PC Polycarbonate，2020/7/13，14 7/13，14，聚碳链聚合物：骰子都由碳原子组成(通过孔刘键连接)，通过附加反应获得，例如PE、PP、PVC、PS、PMMA。特征：不溶于水，具有可塑性(可加工性)，但耐热性较差。2 .杂链聚合物：除了重碳原子外，主链还由o、s、n等两个或更多原子组成。缩聚或开环反应：e.g:尼龙(PA)、聚酯(PET)、聚苯醚(PPO)、聚苯醚(PS

6、U)、聚甲醛(POM)、聚苯硫醚(PPS)特点：具有极性，水解、醇解、耐热性强，强度高。可以用作工程塑料。2020/7/13，18，3。元素有机聚合物：主链不含碳，包含Si，p，Ti，Al等元素，特征：无机物的热稳定性，有机物的弹性和可塑性。e.g:使用硅橡胶-123，低温电阻，2020/7/13，19，4。梯形和双螺旋聚合物：e.g: PI聚酰亚胺的耐热性强，高温320系数高，2020/7/13，20，5。末端组：末端基不影响聚合物的机械性能，但对热稳定性影响最大，为了提高耐热性，一般封在高分子链上。e.g:添加，提高PET耐热性，控制分子量，排除小分子以控制分子量。2020/7/13，21

7、，四氟乙烯和六氟丙烯共聚物(F-46)，传统合成方法：乳液聚合，产品质量差，熔体挤出成型时F46产品出现黄色斑点，产品的电绝缘性降低。络合是naso 4(CF2-CF2)n(CF2-CF(CF3)MSO 4 na的新合成方法：聚合为全氟氧化物引发剂：聚四氟乙烯和六氟丙烯共聚物的末端基是Rf-(CF2-CFF，2020/7/13，22，取代基对聚合物的性能有重要影响。主链是相同的(例如碳链)，取代通风是不同的。聚合物的化学和物理特性不同，取代通风不同，因此形成了一系列聚合物品种。取代基的电子效应和立体效应影响主链的排列，同时取代基能给聚合物适当的化学和物理特性。例如PE: CH2CH2，PTFE

8、: cf2cf2，PP: CH2CH(CH3)，PS: CH2CH(C6H5)(含苄基氢)，PVC:ch2cf 2有机氟聚合物特有的“氟效果”，加强了与CF键相邻的化学成分。与此同时，氟原子的电子云对有机氟聚合物(碳链)有很强的屏蔽效果，这种强的屏蔽效果对有机氟聚合物(如聚四氟乙烯等)的主链起到保护作用，这种特殊的高分子结构赋予了有机氟聚合物及其产品很多优秀的特性。2020/7/13，25，有机氟聚合物的特殊结构使有机氟聚合物及其产品具有高耐候性、高抗紫外线性和高抗化学腐蚀性、高耐蚀性等优良特性。此外，CF键具有较强的内极性特性，可以最小化有机氟高分子材料的表面能量，表面能量低，可以提供氟材料

9、表面的拒水、拒油性、耐污染性和理想的生物稳定性和兼容性。2020/7/13，26，有机氟聚合物的化学特性：最佳化学稳定性：高紫外线电阻、高耐候性、高抗化学性、高耐老化特定表面特性表面能量最小：拒水、拒油性、耐污染性的理想生物稳定性和生物相容性：优良光学特性：优良光学特性：2020/7/13，27，氟原子可以赋予有机氟材料产品的多种特性：2020/7/13，28，有机氟材料是高性能材料，氟塑料(塑料王):PTFE可以在250温度下长期使用，化学反应，混合塞氟涂层(如郑智薰粘锅涂层)可以在盐、油、醋和高温条件下长期使用。室温固化建筑氟涂层具有超耐候性和超耐久性，被称为寿命长达20年以上的油漆大王；

10、全氟聚醚硅橡胶的温度范围为-50200，耐油、耐胺性好，是航空、航天和汽车的理想耐油性材料。全氟离子交换膜可以在强碱和高温度条件下长期使用。有机氟材料在功能材料领域也占有重要地位。2020/7/13，29，2，构成，构成：分子中通过化学键固定的原子在空间中的几何排列。这种安排是稳定的，更改配置需要经过化学键的断裂和重组。构成异构，光学异构(发生在手性中心)几何异构：双键或环结构引起的2020/7/13，30，1，立体异构： (光学异构旋转)结构单元包含不对称碳原子，因此徐璐对映体徐璐表示不同的光学旋转性，如下图所示。材料的特性也为2020/7/13，31，整体合流结构：聚合物都被光学异构单位键

11、控在平面一侧取代，整个异构体的聚苯乙烯结构相对规则，可以结晶，熔点为240。不容易溶解，可前列腺结构聚丙烯(i-PP)，可车削，高结晶度工程塑料，是，2020/7/13，32，之间的联合结构：两种族的光成体单位替代结合，间接分布在平面两侧的联合结构s苯，是，2020/7/13，34，注意：聚合物链包含很多不对称碳原子，但由于内部rases或外部rases，空间整理好的聚合物也没有光学旋转。2020/7/13，35，Cis-sis，Trans-Trans-Trans，2，几何异构：分子包含碳-碳双键，形成顺-异构(因为在内部双键中不能旋转)。2020/7/13，36，钴，镍，钛催化剂系统，可获得

12、净组成含量大于94的丁二烯橡胶。使用钒和酒精催化剂可获得反式聚丁二烯，如2020/7/13，37，丁二烯橡胶低温性能(Tg=-110)好，弹性好，后排热低，压缩变形少，耐磨性好，老化性好。但是拉伸应力、硬度、拉伸强度、撕裂强度都不好。性能，应用，(1)轮胎、橡胶板、软管、胶鞋、传送带等，(2)高冲击聚苯乙烯、改性聚烯烃等塑料增强，提高树脂的冲击强度。反式聚丁二烯是结构对称容易结晶的固体塑料，称为高塔波胶，2020/7/13，38，3，结合异构：聚合物结构单元结合方式，头尾的头尾，紫外线(导致PVC老化)引起的易碎，头尾连接，键连接结构：键连接结构2020/7/13，39，聚乙烯醇(酒精分解度超过95%)乙烯酮：PVA HCHO，聚醋酸乙烯水解，否则纤维容易吸收，性能差，实际上是头对尾反应，缩醛反应离子聚合，配位聚合可以得到具有良好定型的聚合物，活性自由基聚合也可以得到避头尾连接的结构，2020/7/13，41，3，聚合物结构，图1高分子链的多种模型，高分子分子的多种形状，2020/7/13，42，线性聚合物：分子的长链可以卷曲。线性分子之间没有化学键连接，可以加热或受力徐璐在分子之间移动，因此线性聚合物在适当的溶剂中溶解和加热时容易熔化和加工。2 .分支聚合物：类似于线性聚合物的化学性质，但与物理机械性质不同，线性分子容易结晶，因此密度