同济大学高分子物理h01.ppt

第一章 高分子链的结构 结构的研究内容是什么？ 首先我们要明确以下几个概念： 化学组成 单体单元键合 近程结构 单个高分子链的键接（交联与支化） 单体单元主体构型（空间排列）  高分子链结构   高分子的大小（分子量） 远程结构  高分子的形态（构象） 晶态（Crystalline） 非晶态（Non—crystalline） 高分子聚集态结构 取向态（orientatim） 液晶态（Liquid crystals）  织态（texture） 第一节 高分子的近程结构 1-1 结构单元的化学组成 聚合物具有链状结构，这概念在1920～1930年间已由Staudinger等提出并确定 高分子通常是通过加聚或缩聚反应得到 加聚 缩聚 由以上知： 由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）单元称为“链节”（chains） 简单重复（结构）单元的个数称为聚合度DP(Degree of Polymerization) 1-1-1 碳链高分子 分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分子（大多由加聚得到）如： 这类高聚物不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。 1-1-2 杂链高分子 分子主链由两种或两种以上原子如：O，N，S，C等以共价键相连的高分子，如： 这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性，易水解，醇解或酸解 优点：耐热性好，强度高 缺点：易水解 这类聚合物主要用作工程塑料 1-1-3元素高分子 分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge等元素的高分子。如硅橡胶： 这类高聚物的特点是具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。但强度较低。 1-1-4 梯形聚合物 分子主链不是单链而是象“梯子”或“双股螺旋线”。如聚丙烯晴纤维加热时，升温过程中环化，芳构化形成梯形结构（进一步升温可得碳纤维），可作为耐高温高聚物的增强填料。 这类聚合物的特点：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。 1-2 键接结构 1-2-1单烯类(CH2=CHR) （P6 ） 头-头 尾-尾 头-尾 无规键接 1-2-2 双烯类单体 以最简单的双烯单体丁二烯为例来考虑键接方式： 异戊二烯单体聚合的键接方式： 1-3 高分子链的构型 1-3-1立体化学在高分子中的表现 构型——分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。 要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。 立体异构的分类 几何异构——内双键上的基团在双键两侧排列方式不同而引起的异构（因为内双键中键是不能旋转的）。 例如 因为双键上一个C原子上连接二个相同的H，翻个身是同样的化合物。根据定义只有内双键才有顺反异构。 立体异构的分类 空间立构——若正四面体的中心原子上四个取代基是不对称的（即四个基团不相同）。此原子称为不对称C原子，这种不对称C原子的存在会引起异构现象，其异构体互为镜影对称，各自表现不同的旋光性，故称为旋光异构。 小分子 大分子： 有不对称碳原子，所以有旋光异构 三种键接方式（P12） 全是由一种旋光异构单元键接而成（全同立构）——取代基全在平面的一侧 由两种旋光异构单元间接键合而成（间同立构）——取代基间接分布在平面