7-1 高分子链的近程结构--1.ppt

第七章 高分子的结构 高分子结构的特点 ① 链式结构：结构单元103-105数量级 ② 链的柔顺性：内旋转产生非常多的构象：DP=100的PE，构象数1094。 ③ 多分散性，不均一性，长短不一。 ④ 结构单元间的相互作用对其聚集态结构和物理性能有着十分重要的影响。 ⑤ 凝聚态结构的复杂性：包括晶态、非晶态，球晶、串晶、单晶、伸直链晶等。 ⑥ 可填加其它物质改性。 7.1.1 分子链的化学组成 1. 高分子链：是由单体通过聚合反应连接而成的链状分子。 2. 高分子链中重复的结构单元的数目称为聚合度（n）。例如，氯乙烯和聚氯乙烯结构式如下： （只看主链） 聚合物的化学组成 聚丁二烯　　PB 7.1.2 高分子链的构型 要改变构型，必须经过化学键的断裂与重组。 构型不同的异构体有： 旋光异构体（立体异构体）和顺反异构体（几何异构体） 结构单元键接顺序不同所造成的键接异构有时也归于构型的范畴。 7.1.2.1 旋光异构 Optical isomerism Poly(1,4-butadiene) 7.1.2.3 结构单元的键接方式 键接方式对聚合物性能的影响： （1）结晶能力： 键接顺序整齐——有利结晶；混杂的键接结构——结晶能力下降； （2）反应能力： 聚乙烯醇较多的头-头键接结构，与甲醛的缩醛化不完全，维尼纶缩水性变大，湿态强度降低。 7.1.3 分子构造(Architecture) Table 1 Comparison of three types of Polyethylene Ultra-high molecular weight polyethylene – UHMWPE 超高分子量聚乙烯 7.1.4 共聚物的序列结构 例1：PE，PP是塑料，但乙烯与丙烯无规共聚的产物为橡胶。 ? 例2：PTFE（聚四氟乙烯）是塑料，不能熔融加工，但四氟乙烯与六氟丙烯共聚物是热塑性的塑料。 嵌段共聚物 block copolymer  Poly(A-block-B) Styrene-Butadiene-Styrene Application of SBS SBS : Styrene-Butadiene-Styrene SBS： 在120℃可熔融，可用注塑成形，冷到室温时，由于PS的玻璃化转变温度高于室温，分子两端的PS变硬，而分子链中间部分PB的玻璃化转变温度低于室温，仍具有弹性，显示高交联橡胶的特性。 SBS不是用化学键交联，而是通过玻璃态PS “交联”的，这是物理交联。 顺式聚丁二烯在常温下是一种橡胶，而不是硬性塑料，两者是不相容的，因此SBS具有两相结构： 聚丁二烯（PB）易形成连续的橡胶相，PS易形成微区分散区树脂中，它对PB起着交联的作用，PS是热型性的（thermoplastic），在高温下能流动。 SBS是一种可用注塑方法进行加工而不需要硫化的橡胶，又称为热塑性弹性体（牛筋底），这是橡胶工业上一个重大进步。 ABS树脂（acrylonitrile-butadiene-styrene）是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，共聚方式上是无规与接枝共聚相结合。 ABS 可以是以丁苯橡胶为主链，将苯乙烯和丙烯腈接在支链上； 也可以以丁腈橡胶为主链，将苯乙烯接在支链上； 也可以以苯乙烯—丙烯腈为主链，将丁二烯和丙烯腈接在支链上。 ABS兼有三种组分的特性： 丙烯腈有CN基，使聚合物耐化学腐蚀，提高抗张强度和硬度； 丁二烯使聚合物呈现橡胶态韧性，提高抗冲性能； 苯乙烯的高温流动性好，便于加工成型，而且可以改善制品光洁度。 本讲小结 Hip and knee total joint replacements are shown as illustrations on this skeleton. 环状高分子 Polycatenanes (套环高分子） 副产物 分子项链 聚轮烷，可以进一步转化为聚合物管(polymer tube) a-环糊精 梯形聚合物(ladder polymer) 片型聚合物 (sheet polymer) 梯型高分子 Ladder chain 梯形聚合物的特点： 热稳定性好，因为受热时链不易被打断，即使几个链断了，只要不在同一个梯格中不会降低分子量。 树枝状聚合物 (Dendrimer) 超枝化聚合物 (hyperbranched polymer) 统计(无规）共聚物 Statistical (Random) copolymer，Poly(A-ran-B) — A—B—A—A—B—A—A —A—B—B—A— 由于两种高分子平行无规则地排列改变了结构单元的相互作用，也改变了分子间的相互作用，因此在溶液性质、结晶性质、力学性质方面和均