高分子物理知识点总结.ppt

高分子物理期中总结
高分子链结构
1高分子链的构型
高分子是由许许多多结构单元组成的,每结构单元相当于一个小分子,相互间以化学键连接
高分子的分子量很大且有多分散性
高分子主链有一定的内旋转自由度,从而赋予主链一定的柔性,由于分子热运动,链的形状不新改变
交联可以使高分子的性能发生很大变化
高分子的聚集态有晶态和非晶态之分,晶态比小分子的有序度低,非晶态比小分子的有序度高
分各个层次的综合概念,高分子的性能也是各个层次结构对性能页献的综合表现
分子各结构层次之间既有区别又有联系
高分子结构层次繁多、复杂,给其性能调节和改善带来机会
合成:一次结构
加工:二、三次结构
配混:高次结构
碳链高分子
这类高聚物不易水解,易加工,易燃烧,易老化,耐热性较差。
杂链高分子:
·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,醇解或酸解
·优点:耐热性好,强度高
缺点:易水解
这类聚合物主要用作工程塑料
元素有机高分子
主链无C,但侧基含有机取代基
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
无机高
全部由非C原子构成
梯型聚合
梯形聚合物的特点: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
会降低分子量
支化
聚合物性能的影
结晶性、柔顺性、硬度、密度、熔点等;短支链——规整性、结晶度、密度、熔点等;长支链—一主要
影响溶解性能和熔体性能
交联
交联:不溶、不熔,一般使强度、热稳定性提高,热固性树脂、硫化橡胶均为交联高分子材料
橡胶的硫化
热固性树脂的交联固化
一AB-BA—AB-5A一A
饱和烃类聚合物的交联
通过自由基(如:辐射交联)
分子的立体构型不同,导致材料性能差异
等规PS:规整度高,能结晶,Tm=240°C,不易溶解
无规PS:软化点80°C,溶于苯
PP:
等规P:Tm=175°C,坚韧可纺丝,也可作工程塑料
乇规P:性软,无实际用途
立构规整一般是聚合物结晶的必要条件
a F
聚***乙烯
聚乙烯醇
聚三***一***乙烯
F与H差不多大强的氢键
C比F精大
但F的强排斥作用
高分子链的构象统计
支链聚合物:
有多个端基,采用均方旋转半径
对于高斯链
高斯链:高分子链段分布符合高斯分布函数的高分子链,也称为等效自由结合
意义:
表征高分子尺寸
间接判断高分子链柔性的大小
均方未端距的几何计算法
自由连接链:键长固定,键角θ不固定,内旋转自由的理想模型。
不考虑键角的限制和位垒的障碍,每个高分子链是由很多化学键自由连接而成,每个键
在任何方向取向的几率都相等
化学键之间自由连接,无规取向。
几何方法计算自由连接链的均方末端距
h27,;=n/n-单键个数(高分子:很大)
一键长
自由连接链完全伸直时的均方末端距:h=n>>
均方末端距的统计计算法
W{h}h之间的关系如右图:h有极大值h
求导后可得h极值h*
末端距为h*时出现的机会最多出现
图1-24径向分布函数W(h)与h的关系
的概率最大:
h=f hW(hdh=nI2
高分子柔性的表征
高分子柔性的大小,有定性和定量表示两个方面
内旋转位垒(△E):△E高,柔性差
2、构象数(ω):山越大,柔性越大
3、构象熵(S):S=knu
1S-0
高分子链呈刚性
高分子链很柔
1<u<0<S
高分子刚性适中
熵增原理:自然界的一切过程都自发的朝熵值增大的方向发展。S↑,体系越稳定,所以孤立的柔性高分子链
总是采取卷曲状态构象
4、链段长度(数):M一定,链段越长,链段数越小,柔性差;反之亦反。Le=h申链刚
5、h2和s2:它们越小,柔性越好
6、玻璃化温度Tg:链段长,Tg高,柔性差。这是宏观上衡量柔性的办法。要求测试Tg的条件,方法均相同。
小结
构型
旋光异构:几何异构
构象(高分子的柔顺性)
反式:旁氏
高分子尺寸(末端距)链尾出现在离链首段的距
ddn内的几率函数为
高斯函数
高斯链
百由结合链」
自由旋转链
等效自由链
末端距-线型分子
回转半径…饿线型分子和枝分子
引出了链段概念很接近实
际情况下
均方末端距=6均方回转半径--高斯链
的线型高
均方末端距=12均方回转半径--完全刚性棒状分子
分子链