1、第一章 高分子的鏈結構,Polymer Chain Structure,例： 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA,從近處看：,組成原子的種類、原子的連接方式與次序等,從遠處看：,高分子鏈的大小或長短、在空間中的形態(tài)等,Chemical composition 化學組成,Configuration 構型,Architecture 構造,Sequential structure 共聚物的序列結構,Microstructure 高分子的結構 (近程結構),Size 分子大小,Shape 分子形態(tài),Morphology 高分子的形態(tài) (遠程結構),Polymer chain structure 高分子鏈結構,

2、The microstructure and morphology of single polymer chain. 單個高分子鏈的結構和形態(tài)。,近程結構與遠程結構,所謂的“近”和“遠”，是指沿著高分子主鏈上的距離的近和遠，不是指空間上的距離遠近。 近程結構： 是構成的最基本微觀結構，包括其組成和構型等。（可以理解為與鏈節(jié)有關的結構） 遠程結構： 大分子鏈的空間結構(構象)以及鏈的柔順性等。（可以理解為與整條鏈有關的結構）,結構單元的化學組成 高分子鏈的構型 分子構造 共聚物的連接序列,1.1高分子鏈的近程結構,以聚氯乙烯為例( Polyvinyl Chloride PVC),聚合度,1.1.

3、1 結構單元的化學組成,結構單元,主鏈,側鏈基團 或取代基,The Chemical Structures of some Polymers,聚異丁烯 PIB Polyisobutylene,聚丁二烯PB Polybutadiene,聚異戊二烯PIP Polyisoprene,聚偏二氯乙烯PVDC Polyvinylidene Chloride,聚四氟乙烯 PTFE Polytetrafluoroethylene Teflon,聚丙烯腈 PAN Polyacrylonitrile,聚氧化乙烯 PEO Polyethyleneoxide,聚苯醚 PPO Polyphenylene oxide,

4、or Polyphenylene ether,聚碳酸酯 PC Polycarbonate,聚二甲基硅氧烷 PDMS Polydimethyl silioxane or silicon rubber,Composition of Polymer Chain（只看主鏈）,碳鏈高分子 Carbon chain polymer PE, PP, PS, PVC 雜鏈高分子 Hetero-chain polymer PET, PA66 元素高分子 Elementary chain polymer 元素有機高分子: 側基為有機基團 無機高分子: 側基不為有機基團 端基 End Group,1.1.2 高分子

5、鏈的構型,構型（configuration）: 是指分子中由化學鍵所固定的原子在空間的排列。 要改變構型，必須經(jīng)過化學鍵的斷裂與重組。 構型不同的異構體有：旋光異構體（立體異構體）和順反異構體（幾何異構體） 結構單元鍵接順序不同所造成的鍵接異構有時也歸于構型的范疇。,旋光異構,旋光異構高分子是否必定有旋光性？,內(nèi)、外消旋作用，所以無旋光性； 但有些生物高分子具有旋光性,聚合物分子鏈R與S構型的約定是任意的，高分子中不關心具體的構型，只關心構型的異同,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H,R,H

6、,R,H,R,H,R,Isotactic 全同立構 如：i-PP,Atactic 無規(guī)立構 如：a-PP,Syndiotactic 間同立構 如：s-PP,聚丙烯立構對性能的影響,幾何異構,主鏈上有雙鍵,p鍵,s鍵,聚丁二烯 Poly(1,4-butadiene),鍵接異構,頭-尾鍵接 head-to-tail structure,頭-頭鍵接或尾-尾鍵接 head-to-head or tail-to-tail structure,二烯類單體聚合時可能的構型,順式 反式,全同立構 間同立構 無規(guī)立構,全同立構 間同立構 無規(guī)立構,Head-to-tail,Head-to-head,聚乙烯醇縮甲

7、醛 (維尼綸),不易進行,研究高分子構型的實驗方法,X-Ray Diffraction (XRD) X-射線衍射技術,Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 核磁共振,Infrared Spectrum (FT-IR) 紅外光譜,1.1.3 分子構造 (Architecture),線形高分子,支化高分子 (梳形高分子),交聯(lián)或網(wǎng)狀高分子,星形高分子,環(huán)狀高分子,polycatenanes,分子項鏈,可以進一步轉化為聚合物管(polymer tube),a-環(huán)糊精,梯形聚合物(ladder polymer),片型聚合物 (sheet polymer),樹枝狀聚合物 (D

8、endrimer),超枝化聚合物 (hyperbranched polymer),三種常見聚乙烯的物理性能比較,Ultra-high molecular weight polyethylene UHMWPE 超高分子量聚乙烯 Linear low density polyethylene LLDPE 線型低密度聚乙烯,1.1.4 共聚物的序列結構,統(tǒng)計(無規(guī)）共聚物 Statistical (Random) copolymer Poly(A-ran-B),交替共聚物 Alternating copolymer, Poly(A-alt-B),嵌段共聚物 block copolymerPoly(A-block-B),接枝共聚物 graft copolymer Poly(A-g-B),ABS: Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,耐油性, 高拉伸強度和硬度,彈性和高抗沖擊性能,良好的成型性能,SBS : Styren