从小分子到大分子.pptx

1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理1/43 高分子结构的特点高分子结构的特点 材材料料的的物物理理性性能能是是分分子子运运动动的的反反映映，结结构构是是了解分子运动的基础。了解分子运动的基础。研研究究高高分分子子结结构构的的意意义义在在于于了了解解分分子子内内和和分分子子间间相相互互作作用用的的本本质质，即即通通过过对对于于分分子子运运动动的的理理解建立结构与性能间的内在联系。解建立结构与性能间的内在联系。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理2/43 掌掌握握了了结结构构与与性性能能的的关关系系，就就有有可可能能合合成成具具有有指指定定性性能能的的聚聚合合物物，或或改改善善现现有有聚聚合合物物的的性性能能，使使其其更更能能满满足足实实际际需需要要，并并为为聚聚合合物物的的分分子子设设计计和和材材料设计打下科学基础料设计打下科学基础1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理3/43 高聚物的结构有如下几个特点：高聚物的结构有如下几个特点：1.1.高高分分子子是是由由很很大大数数目目(103105数数量量级级)的的结结构构单单本组成的。本组成的。每每一一结结构构单单元元相相当当于于一一个个小小分分子子，这这些些结结构构单单元元可可以以是是一一种种（均均聚聚物物），也也可可以以是是几几种种（共共聚聚物物），它它们们以以共共价价键键相相连连接接，形形成成线线型型分分子子、支支化化分分子子、网状分子等。网状分子等。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理4/43 2.2.一一般般高高分分子子的的主主链链都都有有一一定定的的内内旋旋转转自自由由度度，可以使主链弯曲而具有柔性。可以使主链弯曲而具有柔性。如如果果化化学学键键不不能能作作内内旋旋转转，或或结结构构单单元元有有强强烈烈的相互作用，则形成刚性链。的相互作用，则形成刚性链。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理5/433.3.高分子结构的不均一性是一个显著特点。高分子结构的不均一性是一个显著特点。4.4.由由于于一一个个高高分分子子链链包包含含很很多多结结构构单单元元，因因此此结结构构单单元元间间的的相相互互作作用用对对其其聚聚集集态态结结构构和和物物理理机机械械性性能能有着十分重要的影响。有着十分重要的影响。5.5.高分子的聚集态有晶态、非晶态和取向态。高分子的聚集态有晶态、非晶态和取向态。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理6/43 6.6.要要使使高高聚聚物物加加工工成成有有用用的的材材料料，往往往往需需要要在在其其中中加加入入填填料料、各各种种助助剂剂、色色料料等等。还还有有共共混混改改性性。这这些些添添加加物物与与高高聚聚物物之之间间以以及及不不同同的的高高聚聚物物之之间间是是如如何何堆堆砌砌成成整整块块高高分分子子材材料料的的，又又存存在在着着所所谓谓织织态态结结构构问问题题。织织态态结结构构也也是是决决定定高高分分子子材材料料性性能能的的重重要因素。要因素。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理7/43高分子性能的突出特点高分子性能的突出特点n 强大的分子间作用力强大的分子间作用力n 突出的熵效应突出的熵效应n 粘弹性粘弹性1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理8/43 高分子结构的内容高分子结构的内容 高高分分子子结结构构的的内内容容可可分分为为链链结结构构与与聚聚集集态态结结构构两个组成部分。两个组成部分。链结构又分为近程结构和远程结构。链结构又分为近程结构和远程结构。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理9/43 近程结构包括构造与构型。近程结构包括构造与构型。构构造造是是指指链链中中原原子子的的种种类类和和排排列列，取取代代基基和和端端基基的的种种类类，单单体体单单元元的的排排列列顺顺序序，支支链链的的类类型型和和长长度等。度等。构构型型是是指指某某一一原原子子的的取取代代基基在在空空间间的的排排列列。近近程结构属于化学结构，又称一级结构。程结构属于化学结构，又称一级结构。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理10/43 远远程程结结构构包包括括分分子子的的大大小小与与形形态态，链链的的柔柔顺顺性性及及分分子子在在各各种种环环境境中中所所采采取取的的构构象象。远远程程结结构构又又称称二二级结构。链结构是指单个分子的结构和形态。级结构。链结构是指单个分子的结构和形态。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理11/43 聚聚集集态态结结构构是是指指高高分分子子材材料料整整体体的的内内部部结结构构，包包括括晶晶态态结结构构，非非晶晶态态结结构构，取取向向态态结结构构，液液晶晶态态结结构构以以及及织织态态结结构构。前前四四者者是是描描述述高高分分子子聚聚集集体体中中的的分分子子之之间间是是如如何何堆堆砌砌的的，又又称称三三级级结结构构。织织态态结结构构和和高高分分子子在在生生物物体体中中的的结结构构则则属属于于更更高高级的结构。级的结构。1.1 1.1 高分子简史高分子简史2024/4/24 周三周三高分子物理高分子物理12/43