链结构—— 高分子链的结构.pptx
1主要内容高分子链的结构是指单个高分子链的结构与形态,包括两个结构层次上的内容:一次结构(近程结构):是构成的最基本微观结构，包括其组成和构型。（可以理解为与链节有关的结构）二次结构(远程结构):大分子链的空间结构(构象)以及链的柔顺性等。（可以理解为与整条链有关的结构）第1页/共36页2Chemical composition 化学组成Configuration 构型 Architecture 构造Sequential structure 共聚物的序列结构Microstructure高分子的结构(近程结构)Size 分子大小 Shape 分子形态 Morphology高分子的形态(远程结构)Polymer chain structure 高分子链结构The microstructure and morphology of single polymer chain.单个高分子链的结构和形态。第2页/共36页3结构单元的化学组成结构单元的化学组成高分子链的构型高分子链的构型分子构造分子构造共聚物的连接序列共聚物的连接序列 1.1高分子链的近程结构第3页/共36页4以聚氯乙烯为例(Polyvinyl Chloride PVC)聚合度结构单元的化学组成结构单元主链侧链基团或取代基第4页/共36页TheChemicalStructuresofsomePolymers聚丙烯聚丙烯PP Polypropylene聚异丁烯聚异丁烯PIB Polyisobutylene聚丙烯酸聚丙烯酸Polyacrylic acid聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯PMMAPoly(methyl methacrylate)第5页/共36页聚醋酸乙烯酯 PVAc Polyvinyl acetate聚乙烯基甲基醚 PVMEPolyvinyl methyl ether聚丁二烯PB Polybutadiene聚异戊二烯聚异戊二烯PIP Polyisoprene第6页/共36页聚氯乙烯聚氯乙烯 PVC Polyvinyl Chloride聚偏二氯乙烯PVDCPolyvinylidene Chloride聚四氟乙烯 PTFE Polytetrafluoroethylene Teflon聚丙烯腈 PAN Polyacrylonitrile聚甲醛 POM Polyformaldehyde 第7页/共36页聚己二酰己二胺 Polyhexamethylene adipamide Nylon6-6聚氧化乙烯 PEO Polyethyleneoxide聚己内酰胺 Poly(-caprolactam)or caprone i.e Nylon 6聚-甲基苯乙烯 Poly(-methyl)styrene第8页/共36页聚苯醚 PPOPolyphenylene oxide,or Polyphenylene ether聚对苯二甲酸乙二酯 PET Polyethylene terephthlate聚碳酸酯 PC Polycarbonate第9页/共36页聚醚醚酮 PEEK Polyether ether Ketone聚对苯二甲酰对苯二胺 PPTA Kevlar Poly(p-phenylene-terephthalamide)聚酰亚胺 Polyimide第10页/共36页聚四甲基对亚苯基硅氧烷 TMPS Poly(tetramethyl p-silphenylene)siloxane聚二甲基硅氧烷 Polydimethyl silioxane or silicon rubber第11页/共36页12CompositionofPolymerChain（只看主链）碳链高分子Carbon chain polymerPE,PP,PS,PVC杂链高分子Hetero-chain polymerPET,PA66元素高分子Elementary chain polymer元素有机高分子:侧基为有机基团无机高分子:侧基不为有机基团端基End Group第12页/共36页高分子链的构型构型（configuration）:是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。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。第13页/共36页14旋光异构旋光异构高分子是否必定有旋光性？内、外消旋作用，所以无旋光性;但有些生物高分子具有旋光性对高分子来说，关心不是具体构型(左旋或右旋)，而是构型在分子链中的异同，即全同(等规)、间同或无规。第14页/共36页15Isotactic 全同立构Atactic 无规立构Syndiotactic 间同立构高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。分子链结构规整，可结晶。两种旋光异构单元交替键接而成。分子链结构规整，可结晶。两种旋光异构单元无规键接而成。分子链结构不规整，不能结晶。等规度(tacticity):全同或间同立构单元所占的百分数第15页/共36页几何异构主链上有双键p p键s s键第16页/共36页Poly(1,4-butadiene)cis-顺式trans-反式In Latin,trans means“on the other side”;and cis in Latin means“on the same side”第17页/共36页18键接异构头-尾键接head-to-tail structure头-头键接或尾-尾键接head-to-head or tail-to-tail structure第18页/共36页19二烯类单体聚合时可能的构型第19页/共36页20Head-to-tailHead-to-head聚乙烯醇缩甲醛(维尼纶)第20页/共36页ExperimentalmethodstoobservetheconfigurationofpolymerX-Ray Diffraction(XRD)Nuclear Magnetic Resonance(NMR)Infrared Spectrum(FT-IR)第21页/共36页X-ray第22页/共36页NMR-NuclearMagneticResonance第23页/共36页24FourierTransformInfraredSpectroscopy(FTIR)第24页/共36页分子构造(Architecture)线形高分子线形高分子支化高分子交联或网状高分子星形高分子第25页/共36页26环状高分子polycatenanes“假高稀”(又称“拟高稀”)(pseudo high dilution)这种重要的技术手段就被应用到环状低聚物的合成之中,它是一种通过滴加反应物溶液的方法使正常浓度的反应条件下拟造出高稀反应条件的一种技术。第26页/共36页27分子项链可以进一步转化为聚合物管(polymer tube)-环糊精第27页/共36页28梯形聚合物(ladder polymer)片型聚合物(sheet polymer)第28页/共36页29树枝状聚合物(Dendrimer)超枝化聚合物(hyperbranched polymer)第29页/共36页TableComparisonofthreetypesofPolyethyleneUltra-high molecular weight polyethylene UHMWPE 超高分子量聚乙烯Linear low density polyethylene LLDPE 线型低密度聚乙烯第30页/共36页共聚物的序列结构统计(无规）共聚物 Statistical(Random)copolymer Poly(A-ran-B)交替共聚物 Alternating copolymer,Poly(A-alt-B)ABAABAA ABBA B ABABABA BABA B 第31页/共36页嵌段共聚物 block copolymer Poly(A-block-B)接枝共聚物 graft copolymerPoly(A-g-B)AA AAB BBAA A第32页/共36页ABS:Acrylonitrile-Butadiene-Styrene耐油性,高拉伸强度和硬度Chemical resistance,high tensile strength and hardness弹性和高抗冲击性能Rubberlike elasticity.High impact resistance良好的成型性能Good formability第33页/共36页SBS:Styrene-Butadiene-StyreneHardHardSoft聚苯乙烯链段聚丁二烯链段热塑性弹性体第34页/共36页35本讲小结重点及要求：掌握单个高分子链的基本化学结构及构造，高分子链的构型等；了解当分子链的组成、构型、构造不同时，高分子材料的性能会有很大差别。第35页/共36页36感谢您的观看！第36页/共36页
