高分子链的近程结构课件.pptx

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1、n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理1/702-2 高分子链的近程结构高分子链的近程结构2-2-1 结构单元的化学组成结构单元的化学组成n聚合物具有链状结构，这概念在聚合物具有链状结构，这概念在19201930年年间已由间已由Staudinger等提出并确定。等提出并确定。n高分子通常是通过加聚或缩聚反应得到。高分子通常是通过加聚或缩聚反应得到。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理2/70以聚氯乙烯为例以聚氯乙烯为例( Polyvinyl Chloride PVC)H2CCH2nCl聚合度聚合度结构单元结构单元主链主链侧链

2、基团侧链基团或取代基或取代基n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理3/70加聚加聚CH2CH2nClCH2CH2Cln聚合度简单重复单元的个数结构单元简单重复结构单元单体单元n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理4/70缩聚缩聚 HOROHHOOCRCOOH+OROCRCn结 构 单 元结 构 单 元重 复 结 构 单 元 （ 链 节 ）聚 合 度mmOOn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理5/70 由以上知：由以上知：n由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）由于高分子是链状结构，所以

3、把简单重复（结构）单元称为单元称为“链节链节”（chains）n简单重复（结构）单元的个数称为简单重复（结构）单元的个数称为 聚合度聚合度DP（Degree of Polymerization）n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理6/70一、碳链高分子一、碳链高分子CH2CH2nXXClCH3COOCH3这类高聚物不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐这类高聚物不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。热性较差。n分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分子（大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：多由加聚得到）如：n2.2 2.2 近

4、程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理7/70二、杂链高分子二、杂链高分子n 分子主链由两种或两种以上原子如：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：等以共价键相连的高分子，如：CH2nO聚甲醛n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理8/70OROCORCOn聚酯RORCONHnCNH聚氨酯CH3CH3nOCOO聚砜OOSn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理9/70n这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主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

5、酸解链带极性，易水解，醇解或酸解n优点：耐热性好，强度高优点：耐热性好，强度高n缺点：易水解缺点：易水解n这类聚合物主要用作工程塑料这类聚合物主要用作工程塑料n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理10/70三、元素高分子三、元素高分子n分子主链含分子主链含 Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge 等元素的高分子。如硅橡胶等元素的高分子。如硅橡胶：nOSiCH3CH3这类高聚物的特点是具有无机物的热稳定性，有机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。物的弹性和塑性。但强度较低。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-

6、4-18高分子物理高分子物理11/70四、梯形聚合物四、梯形聚合物n分子主链不是单链而是象分子主链不是单链而是象“梯子梯子”或或“双股螺旋双股螺旋线线”。n如聚丙烯晴纤维加热时，升温过程中环化，芳构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。作为耐高温高聚物的增强填料。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理12/70这类聚合物的特点：热稳定性好，因为受热时链不易这类聚合物的特点：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

7、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。会降低分子量。 CH2CHCNCH2CHCNCH2CHCNCH2CHCNCH2CHCNCH2CHCNCHCCNCHCCNCHCCN聚合脱氢环化n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理13/702-2-2 键接结构键接结构一、单一、单烯类烯类(CH2=CHR) （P6）n 头头 - 头头n 尾尾 - 尾尾n 头头 - 尾尾n 无规键接无规键接n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理14/70二、双烯类单体双烯类单体n以最简单的双烯单体丁二烯为例来考虑键接方式以最简单的双烯单

8、体丁二烯为例来考虑键接方式：nH2CCHCHCH2CHCHCH2CHCH2CHCH2CHnn1，2加成1，4加成顺式反式全同间同无规n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理15/70n异戊二烯单体聚合的键接方式：异戊二烯单体聚合的键接方式：CHCCH2CHCCH2CHCH2CHCH2Cnn1，2加成1，4加成顺式反式全同间同无规CH33，4加成CH3CH3CH2CCH2CHnCH3全同间同无规n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理16/702-2-3 高分子链的构型高分子链的构型 一、立体化学在高分子中的表现一、立体化学在高分子

9、中的表现 构型构型 分子中由化学键所固定的原子在空间分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。的几何排列。 改变构型必须经过化学键的断裂和重组。改变构型必须经过化学键的断裂和重组。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理17/70立体异构的分类立体异构的分类 几何异构几何异构 内双键上的基团在双键两侧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）。是不能旋转的）。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理18/70CCababCCabab顺式反式CCabCCa

10、b顺式反式cdcd顺反异构n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理19/70aaCCaabCCaab不是顺反异构n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理20/70例如例如 因为双键上一个因为双键上一个C原子上连接二个相同的原子上连接二个相同的H，翻个身是同样的化合物。根据定义只有翻个身是同样的化合物。根据定义只有内双键内双键才才有顺反异构。有顺反异构。HHHHHHCH3CH3CCCCn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理21/70立体异构的分类立体异构的分类n空间立构空间立构 若正四面体的中心原子

11、上四个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）。取代基是不对称的（即四个基团不相同）。此原子称为不对称此原子称为不对称C原子，这种不对称原子，这种不对称C原子原子的存在会引起异构现象，其异构体互为镜影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，故称为对称，各自表现不同的旋光性，故称为旋光旋光异构异构。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理22/70小分子小分子互为旋光异构，各有不同的旋光性n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理23/70大分子：大分子：n有不对称碳原子，所以有旋光异构

12、有不对称碳原子，所以有旋光异构 CH2HXCnn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理24/70两 者 互 为 旋 光 异 构 体H2CCH2XHHXCH2H2CCCn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理25/70旋光异构高分子是否必定有旋光性？旋光异构高分子是否必定有旋光性？ 内、外消旋作用，所以无旋光性内、外消旋作用，所以无旋光性; 但有些生物但有些生物高分子具有旋光性。高分子具有旋光性。 对高分子来说，关心不是具体构型对高分子来说，关心不是具体构型(左旋或右左旋或右旋旋)，而是构型在分子链中的异同，即全同，而是构型在分子链

13、中的异同，即全同(等规等规)、间同或无规。间同或无规。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理26/70三种键接方式（三种键接方式（P28）n全是由一种旋光异构单元键接而成（全是由一种旋光异构单元键接而成（全同立构全同立构） 取代基全在平面的一侧。取代基全在平面的一侧。n由两种旋光异构单元间接键合而成（由两种旋光异构单元间接键合而成（间同立构间同立构） 取代基间接分布在平面两侧。取代基间接分布在平面两侧。n由两种旋光异构单元无规则键合而成（由两种旋光异构单元无规则键合而成（无规立构）无规立构） 取代基无规则分布在平面两侧。取代基无规则分布在平面两侧。n2.2 2

14、.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理27/70Isotactic 全同立构全同立构Atactic 无规立构无规立构Syndiotactic 间同立构间同立构高分子全部由一高分子全部由一种旋光异构单元种旋光异构单元键接而成。分子键接而成。分子链结构规整，可链结构规整，可结晶。结晶。两种旋光异构单两种旋光异构单元交替键接而成。元交替键接而成。分子链结构规整，分子链结构规整，可结晶。可结晶。两种旋光异构单两种旋光异构单元无规键接而成。元无规键接而成。分子链结构不规分子链结构不规整，不能结晶。整，不能结晶。等规度等规度(tacticity): 全同或间同立构单元所占的百分数全同

15、或间同立构单元所占的百分数n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理28/70二、举例说明举例说明1. 单烯nCHCH2XCH2CHnXnCHCHRRCHCHnRR全同间同无规(更复杂）n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理29/702双烯类：丁二烯双烯类：丁二烯nH2CCHCHCH2CHCHCH2CHCH2CHCH2CHnn1，2加成1，4加成顺式反式全同间同无规n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理30/703. 异戊二烯异戊二烯CHCCH2nH2CCHCCH2CHCH2CHCH2Cnn1，2

16、加成1，4加成顺式反式全同间同无规CH33，4加成CH3CH3CH2CCH2CHnCH3全同间同无规n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理31/70v 分子的立体构型不同，导致材料性能差异。分子的立体构型不同，导致材料性能差异。nPS： 等规等规PS：规整度高，能结晶，：规整度高，能结晶，Tm=240，不易溶解，不易溶解 无规无规PS：软化点：软化点80，溶于苯，溶于苯nPP： 等规等规PP：Tm=175，坚韧可纺丝，也可作工程塑料，坚韧可纺丝，也可作工程塑料 无规无规PP：性软，无实际用途：性软，无实际用途n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18

17、高分子物理高分子物理32/70n立体构型表征立体构型表征 等规度等规度（tacticity） 全同立构与间同立构之和所占百分比全同立构与间同立构之和所占百分比n立体构型的测定方法立体构型的测定方法（几个纳米）（几个纳米） X射线、核磁共振（射线、核磁共振（NMR）、红外光谱（）、红外光谱（IR）等）等方法方法n立体构型表征立体构型表征n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理33/702-2-4 高分子链的支化与交联高分子链的支化与交联 n大分子链的形式有大分子链的形式有: 线型（线型（linear） 支化（支化（branching） 网状（网状（network）

18、n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理34/70一、线型大分子链一、线型大分子链 n一般高分子是线型的。它是由含二官能团的反应物反一般高分子是线型的。它是由含二官能团的反应物反应的，如前所述的聚氯乙烯和聚酯，分子长链可以卷应的，如前所述的聚氯乙烯和聚酯，分子长链可以卷曲成团，也可以伸展成直线，这取决于分子本身的柔曲成团，也可以伸展成直线，这取决于分子本身的柔顺性及外部条件。顺性及外部条件。n线型高分子间无化学键结合，线型高分子间无化学键结合，所以在受热或受力情况所以在受热或受力情况下分子间可以互相移动（流动），因此线型高分子可下分子间可以互相移动（流动），因此

19、线型高分子可在适当溶剂中溶解，加热时可熔融，易于加工成型。在适当溶剂中溶解，加热时可熔融，易于加工成型。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理35/70二、支链形高分子二、支链形高分子n由于加聚过程中有自由基的链转移发生，常易产由于加聚过程中有自由基的链转移发生，常易产生支化高分子。生支化高分子。n支化分子对高分子材料的使用性能有一定的影响支化分子对高分子材料的使用性能有一定的影响 下面以下面以PE为例：为例：n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理36/70以以PE为例为例nLDPE(Low Density PE)（自由基聚合

20、）（自由基聚合） 这种聚合方式易发生链转移，则支链多，密度小，较柔软。用这种聚合方式易发生链转移，则支链多，密度小，较柔软。用于制食品袋、奶瓶等等。于制食品袋、奶瓶等等。 HDPE（配位聚合，（配位聚合，Zigler催化剂）。催化剂）。 这种聚合方法不同与前，获得的是几乎无支链的线型。这种聚合方法不同与前，获得的是几乎无支链的线型。 PE，所，所以密度大，硬，规整性好，结晶度高，强度、刚性、熔点均高。以密度大，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，绳缆等等。可用作工程塑料部件，绳缆等等。n支化度越高，支链结构越复杂则对性能的影响越大，例如无轨支化度越高，支链结构越复

21、杂则对性能的影响越大，例如无轨支化往往降低高聚物薄膜的拉伸度，以无规支化高分子制成的支化往往降低高聚物薄膜的拉伸度，以无规支化高分子制成的橡胶其抗拉强度及伸长率均比线型分子制成的橡胶为差。橡胶其抗拉强度及伸长率均比线型分子制成的橡胶为差。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理37/70支化度的表征支化度的表征n支化度支化度两相邻支化点之间链的平均分子量来两相邻支化点之间链的平均分子量来表示支化的程度，称为表示支化的程度，称为支化度支化度。n支化高分子的形式：星形（支化高分子的形式：星形（Star）、梳形梳形（Comb）、无规）、无规(Random)。n2.2

22、2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理38/70三、网状（交联）大分子三、网状（交联）大分子n缩聚反应中有三个或三个以上官能度的单体存在缩聚反应中有三个或三个以上官能度的单体存在时，高分子链之间通过支链联结成一个三维空间时，高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网形大分子时即成网形大分子时即成交联结构交联结构.n交联与支化有本质区别交联与支化有本质区别 支化（可溶，可熔，有软化点）支化（可溶，可熔，有软化点） 交联（不溶，不熔，可膨胀）交联（不溶，不熔，可膨胀）n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理39/70交联高分子的表征交联高分子的

23、表征n交联度交联度：用相邻两个交联点之间的链的平均分：用相邻两个交联点之间的链的平均分子子Mc 来表示。支联度越大，来表示。支联度越大，Mc越小。越小。n交联点密度交联点密度：交联的结构单元占总结构单元的：交联的结构单元占总结构单元的分数，即每一结构单元的交联几率。分数，即每一结构单元的交联几率。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理40/70应用：应用：n橡胶硫化就是在聚异戊二烯的分子间产生硫桥。橡胶硫化就是在聚异戊二烯的分子间产生硫桥。CH2CCHCH2CH3SCH2CCHCH2CH3CH2CCHCH2CH3SSn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-

24、4-18高分子物理高分子物理41/70应用应用n另外一种交联另外一种交联PE，它是经过辐射交联，使得软化，它是经过辐射交联，使得软化点和强度均大大提高，大都用于电气接头，电缆点和强度均大大提高，大都用于电气接头，电缆的绝缘套管等。的绝缘套管等。n 除无规交联外，还有规整的网络结构，如：耐高除无规交联外，还有规整的网络结构，如：耐高温的全梯型吡隆，耐高温的碳纤维。温的全梯型吡隆，耐高温的碳纤维。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理42/70线型、支化、网状分子的性能差别线型、支化、网状分子的性能差别 n线型分子：可溶，可熔，易于加工，可重复应用，一线型分子：可

25、溶，可熔，易于加工，可重复应用，一些合成纤维，些合成纤维，“热塑性热塑性”塑料（塑料（PVC，PS等属此类）。等属此类）。n支化分子：一般也可溶，但结晶度、密度、强度均比支化分子：一般也可溶，但结晶度、密度、强度均比线型差。线型差。n网状分子：不溶，不熔，耐热，耐溶剂等性能好，但网状分子：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，无法再加工，“热固性热固性”塑料（酚醛、脲醛属此类）。塑料（酚醛、脲醛属此类）。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理43/702-2-

26、5 共聚物（共聚物（copolymer）n 如果高分子由两种以上的单体组成，则高分子链如果高分子由两种以上的单体组成，则高分子链的结构更加复杂。的结构更加复杂。n 将有将有序列分布序列分布问题。问题。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理44/70一、无规共聚（一、无规共聚（random copolymer）n两种高分子无规则地平行联结。两种高分子无规则地平行联结。 ABAABABBAAABABBAAA 由于两种高分子平行无规则地排列改变了结构单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，因元的相互作用，也改变了分子间的相

27、互作用，因此在溶液性质、结晶性质、力学性质方面和均聚此在溶液性质、结晶性质、力学性质方面和均聚物有明显不同。物有明显不同。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理45/70n例例1： PE，PP是塑料，但是塑料，但 乙烯与丙烯无规共聚乙烯与丙烯无规共聚的产物为橡胶。的产物为橡胶。n例例2： PTFE（聚四氟乙烯）是塑料，不能熔融（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加工，但四氟乙烯与六氟丙烯共聚物是热塑性的塑料。的塑料。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理46/70二、嵌段共聚（二、嵌段共聚（b

28、lock copolymer） AAAAAABBBBBAAABBBBAAAAA 例如用阴离子聚合法制得的例如用阴离子聚合法制得的SBS树脂（牛筋底）就是苯树脂（牛筋底）就是苯乙烯与丁二烯的嵌聚共聚物，其分子链的中段是聚丁乙烯与丁二烯的嵌聚共聚物，其分子链的中段是聚丁二烯（顺式），两端是聚苯乙烯。二烯（顺式），两端是聚苯乙烯。CCCCCCCCCCCCCCCCCCn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理47/70SBS : Styrene-Butadiene-StyreneHardHardSoftCH2CHCHCH2CH2CHCH2CH聚苯乙烯聚苯乙烯链段链段聚丁二

29、烯聚丁二烯链段链段热塑性弹性体热塑性弹性体n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理48/70nSBS：在在120可熔融，可用注塑成形，冷到室温时，可熔融，可用注塑成形，冷到室温时，由于由于PS的玻璃化转变温度高于室温，分子两端的的玻璃化转变温度高于室温，分子两端的PS变硬，而分子链中间部分变硬，而分子链中间部分PB的玻璃化转变温度低于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。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，而是通过玻璃态不是用化学键交联，而是通过玻璃态PS “交联交联”的，的，这是物理交联。这是物理交联。n2.2

30、 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理49/70n 聚丁二烯（聚丁二烯（PB）易形成连续的橡胶相，）易形成连续的橡胶相，PS易形成微区易形成微区分散区树脂中，它对分散区树脂中，它对PB起着交联的作用，起着交联的作用，n PS是热型性的（是热型性的（thermoplastic），在高温下能流动，），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，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。个重大进步。n 顺式聚丁二烯在常温下是一种橡胶，而不是硬性

31、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，因此塑料，两者是不相容的，因此SBS具有两相结构：具有两相结构： n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理50/70三、接枝共聚（三、接枝共聚（graft copolymer）A A A A A A A A A A A A A A A A A A ABBBBBBBBBBBBBn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理51/70n ABS树脂树脂（acrylonitrile-butadiene-styrene）是丙烯腈、是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，共聚方式上是无

32、规与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。接枝共聚相结合。nABS 可以是以丁苯橡胶为主链，将苯乙烯和丙烯腈接可以是以丁苯橡胶为主链，将苯乙烯和丙烯腈接在支链上；也可以以丁睛橡胶为主链，将苯乙烯接在在支链上；也可以以丁睛橡胶为主链，将苯乙烯接在支链上；也可以以苯乙烯支链上；也可以以苯乙烯丙烯睛为主链，将丁二烯丙烯睛为主链，将丁二烯和丙烯腈接在支链上。和丙烯腈接在支链上。nABS兼有三种组分的特性：丙烯腈有兼有三种组分的特性：丙烯腈有CN基，使聚合基，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

33、冲性能；苯乙烯的高温流物呈现橡胶态韧性，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。动性好，便于加工成型，而且可以改善制品光洁度。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理52/70四、交替共聚（四、交替共聚（alternating copolymer） ABABABABn共聚物往往可改善高聚物某种使用性能。共聚物往往可改善高聚物某种使用性能。nPMMA分子中的酯基有极性，使分子与分子间的作用分子中的酯基有极性，使分子与分子间的作用力比力比PS大，所以流动性差，不易注塑成型。大，所以流动性差，不易注塑成型。nMMA+S共聚，改善高温流

34、动性，可注塑成型。共聚，改善高温流动性，可注塑成型。 S+AN 冲击，耐热，耐化学腐蚀都有提高，可作耐油的冲击，耐热，耐化学腐蚀都有提高，可作耐油的机械零件。机械零件。 n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理53/70 例如例如A和和B两种单体相邻二单元有两种单体相邻二单元有3种链接方式种链接方式（AA、BB、AB），相邻三单元则有（），相邻三单元则有（AAA、BBB、AAB、ABB、ABA、BAB）6 种方式链接。种方式链接。 序列结构表征举例：（无规共聚物特有）序列结构表征举例：（无规共聚物特有）A AA BBB A BB AA B BBBB AAA B

35、短划短划 序列序列 n共聚物序列结构的表征共聚物序列结构的表征n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理54/70 共聚物的序列长度和分布与单体的性质、聚合单体共聚物的序列长度和分布与单体的性质、聚合单体配比和聚合条件有关。配比和聚合条件有关。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理55/70数该单体序列（嵌段）总该单体单元总数长度各单体单元的平均序列5959序列个共单体单元个共AALnA511511序列个共单体单元个共BBLnB计算方法：计算方法：n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理56/70嵌

36、段嵌段R值值在在100个单体单元中出现的各种嵌段的个单体单元中出现的各种嵌段的总和（总和（A序列与序列与B序列的总和）。序列的总和）。 50100201010011A9B55单体单元个单体单元个序列个序列个BARn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理57/70 可证明可证明R与平均序列长度之间的关系（两种表征与平均序列长度之间的关系（两种表征参数）：参数）： 5051159200200BALLRn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理58/70（1）越大越富有交替性；）越大越富有交替性； （交替结构，嵌段个数多，序列和就大，公式

37、分（交替结构，嵌段个数多，序列和就大，公式分子大，子大，R值大。）值大。）（2）R 越小越富有嵌段性。越小越富有嵌段性。 （嵌段个数少，序列和就小，公式的分子小，（嵌段个数少，序列和就小，公式的分子小，R值就小。）值就小。） R 值可表征共聚物的类型值可表征共聚物的类型n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理59/70分子构造分子构造 (Architecture)支化高分子支化高分子交联或网状高分子交联或网状高分子星形高分子星形高分子n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理60/70FSOOFHOCOOHK2CO3, DMF/To

38、luene145oC, N2假高稀释SOOOCOO+环状高分子环状高分子polycatenanesn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理61/70OOHOHHOOOOHHOOHOOHOOHHOOHOHOOHOOHOOHHOOOOHHOOHOO CD分子项链分子项链可以进一步转化为聚合物管可以进一步转化为聚合物管(polymer tube) -环糊精环糊精n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理62/701,2-addition烯 基 分 子 内 聚 合梯形聚合物梯形聚合物(ladder polymer)III片型聚合物片型聚合物

39、(sheet polymer)n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理63/70NNNNH2N H2NNNH2NH2NNNH2NH2NNH2NH2NNNNH2NH2NNH2NH2NNNH2NH2NNH2NH2NNNNNH2NH2NNH2NH2NNNH2NH2NNH2NH2NNNNH2NH2NNH2NH2NNNH2NH2NNH2NH2NNNN树枝状聚合物树枝状聚合物(Dendrimer)超枝化聚合物超枝化聚合物(hyperbranched polymer)n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理64/70五、共聚物结构的表征五、共聚

40、物结构的表征n平均组成：化学法（元素分析，官能团沉淀），光谱平均组成：化学法（元素分析，官能团沉淀），光谱法（红外，紫外法（红外，紫外）。）。n组成分布（组成分布（GPC法）。法）。n序列结构（无规共聚物）：序列结构（无规共聚物）：n例如例如A和和B两种单体相邻二单元有两种单体相邻二单元有3种链接方式（种链接方式（AA、BB、AB），相邻三单元则有（），相邻三单元则有（AAA、BBB、AAB、ABB、ABA、BAB）6种方式链接。种方式链接。n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理65/70Experimental methods to observe the

41、configuration of polymerX-Ray Diffraction(XRD)Nuclear Magnetic Resonance(NMR)Infrared Spectrum(FT-IR)n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理66/70X-rayn2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理67/70NMR- Nuclear Magnetic Resonancen2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理68/70Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)n2.2 2.2 近程结构近程结构2022-4-18高分子物理高分子物理69/70本讲小结本讲小结重点及要求：重点及要求：p 掌握单个高分子链的基本化学结构及构造，高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；分子链的构型等；p 了解当分子链的组成、构型、构造不同时，高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。分子材料的性能会有很大差别。