高分子的结构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二篇 高分子物理,第三章 高分子的结构,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,高聚物的结构,：,组成高分子的结构单元、原子或基团在空间的排布状态，包括高分子的链结构和聚集态结构。,高分子的链结构,：,一个分子中原子或基团的几何排列，包括一次结构和二次结构。,聚集态结构,：,单位体积内许多分子链之间的几何排列，也叫超分子结构。,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,一次结构,：,（第一层次结构、近程结构）：构成高分子的最基本的微观结构，包括高分子的基本结构单元的化学结构和立体化学结构，总称为化学结构。研究范围包括高分子的组成和构型。,构型,：,聚合物中取代基围绕特定原子在空间的排列方式，它是不能任意改变的，除非发生键的断裂并进行重排才能使构型改变。,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,二次结构（远程结构）,：,单个高分子在空间中所存在的各种形状，即高分子的构象。,三次结构（聚集态结构）,：,大分子与大分子之间的几何排列。,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,高分子的各个结构层次,一次结构即化学结构,二次结构即构象,三次结构即聚集态结构,高次结构即宏观聚集态结构,原子类型及排列，结构单元键接顺序，链结构的成分，链的支化，交联，端基，立体化学结构,伸展链，无规卷曲链，折叠链，螺旋链，分子量及其分布,片晶，伸展链晶体，缨状胶束，非晶态结构，取向结构,球晶，高分子合金，填充材料，增强材料，泡沫材料，纺织品,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,一次结构,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,二次结构,梯形高分子,.,swf,线形高分子,.,swf,支化高分子,高分子结构,.,swf,线形高分子,支化高分子,螺旋形高分子,.,swf,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,三次结构,网状高分子,第三章 高分子的结构,第一节 高分子的结构层次,一次结构,原子,化学反应,小分子,共价键,大分子,二次结构,三次结构,高次结构,单键内旋转,分子间力,加工,构象,聚集态,高级聚集态,第三章 高分子的结构,第二节 高分子链的近程结构,1.,高分子的组成,碳链高分子,优点：,可塑性好，易加工，原料丰富，成本低，应用广泛，生产量大，不易水解。,缺点：,多数易燃，耐热性差，易老化。,第三章 高分子的结构,第二节 高分子链的近程结构,1.,高分子的组成,杂链高分子,优点：,耐热性和强度比纯原子好，可用于工程塑料。,缺点：,较易水解。,元素有机高分子,优点：,兼有有机、无机高分子的特性，有无机物的热稳定性、有机物的弹塑性。,缺点：,强度较低。,第三章 高分子的结构,第二节 高分子链的近程结构,1.,高分子的组成,无机高分子,例子：,聚偏磷酸盐等。,优点：,耐高温性好。,缺点：,强度较低。,第三章 高分子的结构,第二节 高分子链的近程结构,2.,高分子链结构单元的键接方式,单烯类单体,1,）聚乙烯只有一种键接方式。,Y,2,）对于（,CH,2,-CH,）,n,、,(CH,2,-C,）,n,有三种键,X X,接方式：头,-,头、头,-,尾、尾,-,尾。,第三章 高分子的结构,第二节 高分子链的近程结构,双烯类单体,例子：异戊二烯聚合,CH,2,=C(CH3)-CH=CH,2,CH,2,-C(CH3)=CH-CH,2,CH,2,-C(CH3,CH=CH,2,CH-CH,2,CH2=C(CH3),头头,(,顺反）,头尾,(,顺反）,尾尾,(,顺反）,头头,头尾,尾尾,头头,头尾,尾尾,第三章 高分子的结构,第二节 高分子链的近程结构,顺式模型,反式模型,顺反异构,顺丁二烯,第三章 高分子的结构,第二节 高分子链的近程结构,3.,支化与交联结构,支化结构,交联结构,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,高聚物不同的异构体,旋光异构,几何异构,键接异构,构型（,configuration,）,是指分子中由化学键 所固定的原子在空间的排列。,这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。,构型（,configuration,）,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,1.,旋光异构,分子对映体,分子立构,无规立构,全同立构,锯齿型链,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,立构,间同立构,分子立构,等规度,：,聚合物中所含全同立构和间同立构总的百分数或者其中一种的百分数称为等规度。,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,几何异构（顺反异构,）,顺反异构,.,swf,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,2.,相对分子质量和相对分子质量分布,相对分子质量微分曲线,.,swf,聚合度与力学强度的关系,.,swf,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,3.,高分子链的构象,柔性：,高分子链能以不同程度卷曲的特性称为柔性。,长链高分子的柔性是高聚物特有的属性，柔性是橡胶弹性的根本，也是决定分子形态的主要原因，柔性对高聚物的力学性能有很大的影响。,高分子具有柔性的根本原因是高分子链能够绕单键内旋转，而且每时每刻永不停息的运动、变换，使高分子具有不同的构象。,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,3.,高分子链的构象,分子的内旋转及高分子的柔性,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,3.,高分子链的构象,构象：,由于单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态。,链段：,高分子链上能够独立运动的最小单元。,链段的长短可以表征分子柔性的大小，每个大分子中所含的链段越多，链段长度越短，分子就越柔，反之，含的链段越少，大分子就越刚。,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,分子链具有柔性的原因：,1.,主链单键能内旋转,2,由单键的内旋转导致的具体分段运动的能力和卷曲起来的倾向。,3,由于热运动使它具有不停的改变自身构象的能力。,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,影响分子链柔性的主要原因,（,1,）主链结构的影响：,主链全部由单键组成，内旋转容易，分子链的柔性好。如,PE,、,PP,等。,如主键是由,Si-O,、,C-O,等不同的单键组成，其柔性顺序如下：,-Si-O-C-N-C-O-C-C,。,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,若主链为共轭双键，则分子不能内旋转，分子呈刚性，如聚乙炔和聚苯。,如果主链有孤立双键，分子的柔性较大。,影响分子链柔性的主要原因,（,1,）主链结构的影响：,CH,2,-CH=CH-CH,2,CH,2,-C=CH-CH,2,CH,3,聚乙炔,.,swf,聚苯,.,swf,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,若主链含有芳杂环结构，由于芳杂环不能内旋转，这样的分子链柔顺性差，但刚性好，可作为工程塑料。如聚碳酸酯、聚砜、芳香尼龙等。,影响分子链柔性的主要原因,（,1,）主链结构的影响：,工程塑料,O O,O-(-CH2-)2-O-C-C,聚苯,.,swf,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,影响分子链柔性的主要原因,（,2,）取代基的影响：,取代基的极性大，相互作用力大，分子的内旋转受阻，柔性变差。如,PAN,柔性小于,PVC,，,PVC,小于,PP,。,PE,PP,PVC,PVOH,取代基影响,1.swf,取代基影响,2.swf,影响分子链柔性的主要原因,（,2,）取代基的影响：,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,极性取代基在链上的比例越大，分子的柔性也越差。如聚,1,，,2,二氯乙烯柔性小于,PVC,。,PVC,聚,1,，,2,二氯乙烯,PTFE,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,影响分子链柔性的主要原因,极性取代基对称，分子偶极矩为零，内旋转容易，如,PVDC,。,PVC,PVDC,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,对于非极性取代基，基团体积越大，空间位阻越大，内旋转困难，柔性就差。,影响分子链柔性的主要原因,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,若像聚异丁烯在一个链节上有两个对称的侧甲基，致使主链间距离增大，相互作用力减少，柔性增加。,影响分子链柔性的主要原因,PIB,PVC,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,(3),支化、交联的影响,若支链很长，阻碍链的内旋转起主导作用，分子链的柔性下降。,若大分子间形成交联，交联度较低时，交联点间的分子链长远大于链段长，各链段可以运动，交联点之间能允许链段内旋转，分子仍保持很好的柔性。,若交联点之间的距离小于链段长，不存在柔性。,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,分子链长短的影响,分子链越长，能内旋转的单键数越多，链段越多，构象数越多，分子越柔顺。,温度的影响,升高温度，分子热运动能增加，内旋转容易，构象数多，柔性增加。,外力的影响,动态柔顺性,：施加一定的外力，高分子从一种平衡过渡到另一种平衡，叫做动态柔顺性。,外力作用速度慢时，显示出柔性。反之，显得刚硬。,第三章 高分子的结构,第三节 高分子链的远程结构,大学生的九大行为你敢站出来承认或否认吗,?,一、考试作弊盛行,现在许多大学生的考试不叫考试，而叫抄课本。虽然提倡素质教育，但是大学生的素质教育未免太自由化了，平时不看书，大学就是天堂，到考试了才攻读一下。,二、课堂成了放牧场,大学课堂就像一片宽阔的牧场，不少大学生在里面来去自由，才不管你是上课还是下课，讲话的，看小说的，打电话的，睡觉的，吃东西的,真是“林子大了，什么鸟都有”。,三、宿舍成了垃圾场,大学生的宿舍就是一个垃圾场，他们一般是一个星期打扫一次，这已算是勤快的了，很多一个月才处理一次宿舍,(,当然主要是男生宿舍,),。他们主要时间是用来玩电脑游戏，连饭也懒得去吃，干脆叫外卖，快餐盒就像小山一样堆了起来。,四、贫困生有相当一部分是假的,把自己包装成贫困大学生有很多好处，这就吸引了许多人的眼球，反正弄张什么证明是很容易的事。他们就心安理得地做“贫困生”拿资助。,五、上厕所的素质都不高,大学生的“厕所文化“可谓发展到了极至，上厕所也不忘在门上留下“某某到此一游”的语句，更有的还诗兴大发，题两首歪诗。不少人上厕所从不冲水，对于“来也匆匆，去也冲冲”这类温馨提示视而不见。,六、校园里到处是恋爱者的后花园,大学校园里，谈恋爱不再是什么新鲜事，也不再躲躲藏藏，无论白天还是夜晚，到处都可以看到搂抱的，,KISS,的，更有,(,不说大家也知道，说了怕老一辈的人看不下去,),你还别不好意思，人家大方着呢。要是你没有男或女朋友，走在路上也许还会觉得悲哀。,七、说话“超文明”,“我顶,”,别以为大学生读了十几年书，说话就会讲文明。骂街的人常见，什么俗说什么，还真是“口无遮拦”。也许他们学多了，觉得说话时“无毒不丈夫”，大学生，好一张臭嘴！,八、吃饭浪费大学生吃饭都是袖珍型的,虽然食堂师傅做的饭菜是难吃了点，但也不至于咬不烂嚼不动啊。据不完全统计，一个学生每天的剩菜饭可以养一头猪，还保证,3,个月出栏。想想农民在地里一锄锄种出来的粮食就这样被浪费了，大学生，你有良心吗？,九、网络玩儿通宵,大学就是天堂，天堂里就有无限的自由，一自由了，大学生就要拿回高中时失去的东西。高中时远离网吧是为了现在更好地亲近，现在通宵上网已经是家常便饭，有的玩儿一天，有的玩儿两天，有的一个星期都泡在里面。游戏在网络，恋爱在网络，结婚也在网络，是不是可以吃喝拉撒都可以在网络上实现呀？,