第一章-高分子链的结构.ppt

高 分 子 物 理 材料包括： 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 教材与主要参考书 高分子物理 金日光 华幼卿 主编 高聚物的结构与性能 马德柱 何平笙 主编 高分子物理 何曼君 陈维孝 主编 高分子物理 刘凤岐 汤心颐 编著 赛思高分子科学网 小木虫 高分子有关的诺贝尔奖获得者 1953年staudinger 获诺贝尔奖（ “论聚合”1920） 1963年ziegler、natta获诺贝尔奖（配位聚合1953） 1974年Flory获诺贝尔奖（高分子原理，1953） 1991年De Gennes获诺贝尔奖（标度理论1970） 2000年Heeger，MacDiarmid，白川英树获诺贝尔奖（导电高分子1971年） 我国高分子领域的中科院院士 唐敖庆、王葆仁、钱保功、钱人元、冯新德、黄葆同 王佛松，徐僖、何炳林、沈之荃、沈家驄、程溶时、卓仁禧、林尚安、周其凤、曹镛、杨玉良 江明、颜德岳 高分子科学与工程的三个基础性分支学科 高分子化学 高分子物理 （结构与性能关系研究） 高分子工程 （聚合反应工程和高分子成型） 第一章 高分子链的结构 第一章 高分子链的结构 第一节 概论 1.1.1 高分子科学的诞生与发展 1、高分子材料的自发应用已有数千年的历史。 2、高分子学说是难产儿，经过50年的争论才诞生。在其诞生以前，已开始了合成高分子材料的生产。 高分子学说创立以前，不能忘记的几个人和事 1）Goodyear和天然橡胶的硫化（1839） 2）、赛璐珞的发明和舍拜恩及Hyatt 1846年舍拜恩发明硝酸纤维素(nitrocellous) “裙子着火”引起的发明。 20多年后的1868年Hyatt将其成果转化为工业化生产 赛璐珞的发明 3)、酚醛树脂的发明和Baekeland 3）高分子学说的建立Staudinger 1920年，Staudinger发表了“论聚合”，标志着高分子学说的建立。但直到1930年，才真正被接受。30年代末才被大众接受。 此后开始了合成高分子材料时代，高分子化学得到迅速发展。 1953年获得诺贝尔奖。 高分子发展上的几个重要事件 1、高分子溶液理论和分子量的测定---Flory 1974年诺贝尔奖 2、缩聚反应和卡罗瑟斯 （Carothers） 1930-1940年间，尼龙的发明和缩聚反应理论的创立。 3、Ziegler和Natta配位聚合反应 20世纪五十年代中期，等规PE、PP聚合反应成功（诺贝尔化学奖） 4、Merrifield和功能高分子的发展 70年代，固相有机合成创立，1984年诺贝尔化学奖。 5、液晶高分子Pierre-Gilles de Gennes 6、导电高分子 70年代开始研究导电高分子，三个代表人物。2000年诺贝尔化学奖 Heeger Macdiarmid Shirakawa 高分子科学发展新动向 1、向生命现象靠拢：生物高分子、高分子药物、高分子器官等 2、功能化、精细化、复合化。打破原来固有的结构材料和绝缘材料概念。 简介我国高分子发展概况及研究重点。 高分子化学 常见高分子的名称 聚烯烃 缩聚物 纤维的命名 橡胶的命名 热固性高聚物的命名 脂类 1.1.2 高分子结构的特点 1、结构单元组成多样 2、一般高分子的主链都有一定的柔性。如果化学键不能内旋转或结构单元间有强烈的相互作用，则形成刚性链。 3、结构的不均一性。 4、结构单元之间的相互作用对结构和性能影响很大。 5、高分子的聚集态有晶态和非晶态之分，且与小分子有本质差别。 6、结构的多重性等 1.1.3高分子结构的内容 1.2.1 结构单元的化学组成 梯形高分子 丙烯腈受热环化 2、端基对聚合物性能的影响很大，尤其是分子量比较小时。高分子链的端基取决于聚合过程中链的引发和终止机理。端基可以来自于单体、引发剂、溶剂或分子量调节剂。 端基对聚合物热稳定性影响很大，链的断裂可以从端基开始，所以有些高分子需要封端，以提高耐热性，例如聚甲醛的端羟基以酯化封端，可以显著提高耐热性，聚碳酸酯的端羟基和酰氯基，可以用苯酚封端，既可以控制分子量，又可以提高耐热性。 1.1.2高分子链的构型 1、构型是对分子中的最邻近原子间相对位置的表征，即，分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，包括两种： 1）旋光异构 对于-CH2-CHR-型的聚烯烃，每一结构单元中有一个手性碳原子，分为三种。 高分子的立体构型不同，材料的物理性能也不同，例如全同立构的PS能够结晶，熔点240oC