高分子鏈的結(jié)構(gòu)課件1

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高分子鏈的結(jié)構(gòu)*一次結(jié)構(gòu)–組成、構(gòu)型和構(gòu)象高分子鏈結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)型宏觀結(jié)構(gòu)序列結(jié)構(gòu)單個(gè)高分子鏈的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。高分子的結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)體型支鏈型線型*1.1

高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)1.1.1結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成

結(jié)構(gòu)單元主鏈側(cè)鏈基團(tuán)或取代基聚合度單體？重復(fù)單元？鏈節(jié)？結(jié)構(gòu)單元？單體單元？聚合度？*結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成碳鏈高分子，主鏈全是碳以共價(jià)鍵相連

雜鏈高分子，主鏈除了碳還有氧、氮、硫等雜原子（如POM）元素高分子，主鏈含有Si,P,Al,Ti,As,Ge等元素梯形和螺旋形高分子

*聚丙烯

PP

Polypropylene聚異丁烯 PIB Polyisobutylene聚丙烯酸 Polyacrylicacid聚甲基丙烯酸甲酯PMMAPolymethyl

methacrylate碳鏈高分子*聚氯乙烯 PVC PolyvinylChloride聚偏二氯乙烯PVDCPolyvinylideneChloride聚四氟乙烯 PTFEPolytetrafluoroethyleneTeflon聚丙烯腈 PANPolyacrylonitrile*聚己二酰己二胺Nylon6-6Polyhexamethylene

dipamide聚氧化乙烯 PEO Polyethyleneoxide聚己內(nèi)酰胺 Poly(-caprolactam)orcapronei.eNylon6聚甲醛POMPolyformaldehyde

雜鏈高分子*聚苯醚 PPO

Polyphenyleneoxide, orPolyphenyleneether聚對苯二甲酸乙二酯PET Polyethyleneterephthlate聚碳酸酯 PC Polycarbonate*聚醚醚酮 PEEKPolyetheretherKetone對苯二甲酰對苯二胺PPTAKevlarPoly(p-phenylene-terephthalamide)聚酰亞胺Polyimide*聚四甲基對亞苯基硅氧烷TMPSPoly(tetramethylp-silphenylene)siloxane聚二甲基硅氧烷Polydimethyl

silioxane

or‘siliconrubber’元素高分子*梯形高分子丙烯腈受熱環(huán)化均苯二酐和四氨基苯聚合得到聚酰亞胺*1.1.2共聚物的序列結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)(無規(guī)）共聚物Randomcopolymer，Poly(A-ran-B)交替共聚物 Alternatingcopolymer,Poly(A-alt-B)—A—B—A—A—B—A—A—A—B—B—A—B——A—B—A—B—A—B—A—B—A—B—A—B—嵌段共聚物 Poly(A-block-B)—A—A—A—A—B—B—B—A—A—A—接枝共聚物Poly(A-g-B)*無規(guī)共聚物的序列結(jié)構(gòu)A、B單體共聚，相鄰兩單元的鍵接方式：AA,AB,BB相鄰三單元：AAA,AAB,ABA,ABB,BAB,BBB平均序列長度：A平均序列長度：B平均序列長度：嵌段數(shù)：100個(gè)單體單元中出現(xiàn)的各種嵌段的總和*ABSAcrylonitrile-Butadiene-Styrene

-CH2-CH=CH-CH2-Chemicalresistance,hightensilestrengthandhardnessRubberlikeelasticity.HighimpactresistanceGoodformability*Styrene-Butadiene-Styrene-CH2-CH=CH-CH2-HardHardSoftSBS*ApplicationofSBSSBS

Poly(styrene-butadiene-styrene),orSBS,isahardrubber,whichisusedforthingslikethesolesofshoes,tiretreads,andotherplaceswheredurabilityisimportant.*1.1.3高分子鏈的構(gòu)型高聚物不同的異構(gòu)體旋光異構(gòu)幾何異構(gòu)鍵接異構(gòu)構(gòu)型是指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列。*1.1.3.1旋光異構(gòu)*旋光異構(gòu)旋光異構(gòu)高分子是否必定有旋光性？Internalandexternalcompensation(內(nèi)、外消旋作用），所以無旋光性Thepolymerizationofamono-substitutedethylene,suchasavinylcompound,leadstopolymersinwhicheveryothercarbonatomsisachiralcenter手性中心.注：對高分子來說，關(guān)心不是具體構(gòu)型（左旋或右旋），而是構(gòu)型在分子鏈中的異同，即全同（等規(guī)）、間同或無規(guī)。*三種類型Isotactic全同立構(gòu)Atactic無規(guī)立構(gòu)Syndiotactic

間同立構(gòu)高分子全部由一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成。分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，可結(jié)晶。兩種旋光異構(gòu)單元交替鍵接而成。分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，可結(jié)晶。兩種旋光異構(gòu)單元無規(guī)鍵接而成。分子鏈結(jié)構(gòu)不規(guī)整，不能結(jié)晶。*1.1.3.2幾何異構(gòu)主鏈上有雙鍵*Poly(1,4-butadiene)Cis-順式Trans-反式maleinoidtrans-isomerismInLatin,transmeans"ontheotherside“;andcisinLatinmeans"onthesameside"*異戊二烯烴(isoprene)1,4加成后，主鏈上有雙鍵，與雙鍵連接的碳原子不能繞主鏈旋轉(zhuǎn)。順式(cisform)異構(gòu)體反式(transform)異構(gòu)體*1.1.3.3鍵接異構(gòu)1,2addition1,1additionhead-to-tailstructurehead-to-headortail-to-tailstructure*PVC二氧六環(huán)中與Zn加熱*PMMA200℃降解，一部分降解為單體；一部分成環(huán)*1.1.4宏觀結(jié)構(gòu)——大分子鏈的幾何形狀

線形高分子支化高分子交聯(lián)或網(wǎng)狀高分子星形高分子*形成線形大分子的基本條件——2官能度單體，如：線型縮聚中，單體須具有兩個(gè)反應(yīng)能力的官能團(tuán)，如二元酸和二元醇；

加聚中烯類單體的π鍵；

環(huán)狀單體開環(huán)聚合中的斷裂單鍵；1）線形大分子長幾百nm，直徑零點(diǎn)幾nm，長徑比極大，自然狀態(tài)下處于卷曲狀態(tài)。聚丙烯、聚氯乙烯等塑料，滌綸樹脂、聚酰胺-66、聚丙烯腈等纖維均為線形聚合物。*2）支鏈形大分子形成條件：

2-3等多官能度體系的縮聚早期，先支化，后交聯(lián)。例：鄰苯二甲酸酐和甘油自由基聚合中的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)接枝共聚物(graftpolymer)

先形成線形主鏈，后接上支鏈，如抗沖聚苯乙烯。——線形主鏈上帶支鏈*——許多線型或支鏈型大分子由化學(xué)鍵連接而成的交聯(lián)(crosslinking)結(jié)構(gòu)交聯(lián)聚合物又稱網(wǎng)狀聚合物，是借助于多官能團(tuán)單體的反應(yīng)或某種助劑（如硫）將聚合物交聯(lián)起來而得到的。典型的例子是橡膠的硫化(sulfuration)大分子的幾何形狀與聚合物的物理性質(zhì)密切相關(guān)線型和支鏈型聚合物：可溶可熔交聯(lián)聚合物：分子鏈間存在化學(xué)鍵的交聯(lián)，不溶不熔3）體型大分子*Table1-2ComparisonofthreetypesofPolyethylene*Ultra-highmolecularweightpolyethylene–UHMWPE超高分子量聚乙烯Hipandkneetotaljointreplacementsareshownasillustrationsonthisskeleton.*ExperimentalmethodstoobservetheconfigurationofpolymerX-RayDiffractionNuclearMagneticResonanceInfraredSpectrum*X-ray*NMR-NuclearMagneticResonance*FourierTransformInfraredSpectroscopy(FTIR)*思考題1.試討論線形聚異戊二烯可能有哪些不同的構(gòu)型（假定不考慮鍵接結(jié)構(gòu)）2.環(huán)氧丙烷經(jīng)開環(huán)聚合后，可