第三章聚合物的结构与性能—1.pptVIP

第三章 聚合物的结构与性能;软;橡胶;工业;丰富多彩的高分子世界;§3-1.高分子化合物的结构; 单根链;Chain structure; 高分子链结构的特点 ●既简单又复杂； ●长而柔； ●分子量大而不均匀;;;;;;;;由聚合生成：结构与主链相同 与侧基的区分:侧基化学结构与主链不同;构型（configuration）是指分子中由化学键 所固定的原子在空间的排列，改变构型必须经过化学键的断裂和重组。;;;C. 旋光异构;Isotactic 全同立构;主链化学元素不同，性能、应用不同; 氟原子吸引电子和束缚电子云的能力最强 而且氟原子的原子半径小、电子云密度大、电子云流动性小，难极化，与碳原子形成的C-F键的键能比C-H键大， C-F键稳定，不易被破坏。有机氟高分子特有的“α—氟代效应”，使与C-F键相邻的化学建均得到加强； 同时，氟原子的电子云对高???子主链（碳链）有强的屏蔽作用，这种强屏蔽作用对有机氟高分子（如，聚四氟乙烯等）主链起到了保护作用，这种特殊的高分子结构可赋予有机氟高分子及其制品诸多优异性能。;有机氟高分子的化学特性：;; 线形高分子 　 linear 　　　　　　　长支链 无规支化 短支链 支化高分子 branched 星形 有规支化 梳形 交联高分子 ;;;线型分子：分子间无化学键结合,可溶，可熔，易于加工，可重复应用，一些合成纤维，“热塑性”塑料（PVC，PS等属此类） 长支化分子：分子间虽无化学键结合,，但分子间缠结严重，一般也可溶(慢、难），但结晶度、密度、强度均比线型差 网状分子：不溶，不熔，耐热，耐溶剂等性能好，但加工只能在形成网状结构之前，一旦交联为网状，便无法再加工，“热固性”塑料（酚醛、脲醛属此类） 规整网络结构，如全梯型吡隆、碳纤维; 高密度聚乙烯 (HDPE) high density PE 低密度聚乙烯 (LDPE) low density PE 线性低密度聚乙烯 (LLDPE) (乙烯 + 丁烯-1 共聚) ;LDPE（自由基聚合） 支链多，密度小（0.910-0.925），较柔软。用于制食品袋、农用薄膜、层压纸等等 HDPE（配位聚合，Zigler催化剂） 几乎无支链的线形PE，所以密度大（0.941-0.965），硬，规整性好，结晶度高，强度、刚性、熔点均高。可用作工程塑料部件，绳缆、注塑成型或中空成型制品（管材、大型贮槽）等等 LLDPE （配位聚合） 密度0.91-0.94，既有LDPE的性能又有HDPE的优点，广泛代替使用。抗张、抗撕裂强度较LDPE好。可用于薄膜、电缆保护层 交联PE(辐射交联) 软化点和强度均大大提高，大多用于电气接头，电缆的绝缘套管等;例2: 橡胶硫化;支化与交联的性能差异: 支化的高分子可以溶解;交联的高分子不溶解,在交联度不大的情况下溶胀,不熔融 热固性塑料和硫化橡胶都是交联高分子;1)高分子链的构象(Conformation);; 高分子链的内旋转主要受其分子结构的制约，因而分子链的柔顺性与其分子结构密切相关。 主链结构的影响：; 当主链中含非共轭双键时，虽然双键本身不会内旋转，但却使相邻单键的非键合原子间距增大，从而使内旋转较容易，柔顺性好。 ---CH2?CH2?CH2--- ---CH2?CH=CH?CH2--- Polyethylene Polybutadiene ;侧基的极性越大，极性基团数目越多，相互作用越强，单键内旋转越困难，分子链柔顺性越差。如：;氢键（hydrogen bond） 如果高分子链的分子内或分子间可以形成氢键，氢键的影响比极性更显著，可大大增加分子链的刚性。