第三章高分子材料的結(jié)構(gòu)高分子材料概述高分子鏈的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高分子材料的性能和結(jié)構(gòu)第一節(jié)高分子材料概述

●高分子化合物（聚合物或高聚物）：有一種或多種簡單低分子化合物聚合而成的相對分子質(zhì)量很大的化合物。高分子化合物具有較好的強(qiáng)度、塑性和彈性等力學(xué)性能。

一、高分子材料的基本概念高分子材料是以有機(jī)高分子化合物為主要組分的材料。包括人工合成的和天然的兩大類。●單體：凡是可以聚合生成大分子鏈的低分子化合物。單體也就是合成聚合物的起始原料，是化合物獨(dú)立存在的基本單元，是單個分子存在的穩(wěn)定狀態(tài)。如聚乙烯的單體是乙烯。●鏈節(jié)：大分子鏈中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。即為聚乙烯分子鏈的鏈節(jié)。鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)和成分代表了分子化合物的結(jié)構(gòu)和成分●多分散性：高分子化合物中各個分子的相對分子質(zhì)量不相等的現(xiàn)象。多分散性在低分子化合物中是不存在的，它是高分子化合物的一大特點(diǎn)。高分子化合物的多分散性決定了它的物理和力學(xué)性能的大分散度。數(shù)均相對分子質(zhì)量重均相對分子質(zhì)量●平均相對分子質(zhì)量：上頁下頁小結(jié)高分子材料的主要組分是有機(jī)高分子化合物。而高分子化合物則是由一種或多種單體，通過聚合反應(yīng)形成的相對分子質(zhì)量很大的化合物。由于高分子化合物的相對分子質(zhì)量存在多分散性，故通常用以數(shù)量或質(zhì)量為基礎(chǔ)的平均相對分子質(zhì)量表示。下頁上頁三、高分子材料的分類分類的原則類型特征或舉例按高聚物來源天然高聚物如天然橡膠、纖維等人造及合成高聚物如聚乙烯等按聚合反應(yīng)的類型不同加聚高聚物如聚烯烴等縮聚高聚物如酚醛、環(huán)氧高聚物按高分子的幾何結(jié)構(gòu)線型高聚物高分子為線型或支鏈型結(jié)構(gòu)體型高聚物高分子為網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)按高聚物的熱行為熱塑性高聚物線型(或支鏈)分子結(jié)構(gòu)，可熔可溶熱固性高聚物體型(或網(wǎng)狀)分子結(jié)構(gòu),不熔不溶下頁按高聚物的工藝性質(zhì)塑料有固定形狀、熱穩(wěn)定性與機(jī)械性能橡膠具有高彈性，可作彈性及密封材料纖維單絲強(qiáng)度高，可用作紡織材料涂料涂布于物體表面，可以形成堅固的防護(hù)膜膠粘劑能將兩種物質(zhì)粘接在一起，形成牢固的物質(zhì)按高聚物的主鏈結(jié)構(gòu)碳鏈高聚物—C—C—C—雜鏈高聚物—C—C—C—；—C—C—N—元素有機(jī)高聚物—O—Si—O—Si—O—下頁返回第二節(jié)高分子鏈的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象

●高分子結(jié)構(gòu)的層次高聚物結(jié)構(gòu)高分子鏈結(jié)構(gòu)高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元化學(xué)組成結(jié)構(gòu)單元鍵接方式結(jié)構(gòu)單元空間立構(gòu)支化與交聯(lián)結(jié)構(gòu)單元鍵接序列近程結(jié)構(gòu)高分子鏈尺寸高分子鏈的形態(tài)聚合物非晶態(tài)結(jié)構(gòu)聚合物晶態(tài)結(jié)構(gòu)高分子液晶結(jié)構(gòu)聚合物取向結(jié)構(gòu)聚合物多向結(jié)構(gòu)●高分子鏈的幾何形狀支化——指鏈狀高分子上出現(xiàn)分支。交聯(lián)——指鏈狀高分子之間聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)。下頁上頁●高分子鏈的構(gòu)象及柔順性構(gòu)象——由于繞C—C單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而成的空間排列。柔順性——有構(gòu)象變化獲得不同卷曲程度的特性。第三節(jié)高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)

●聚合物晶態(tài)結(jié)構(gòu)纓壯膠束結(jié)構(gòu)折迭鏈結(jié)構(gòu)下頁返回上頁下頁上頁●玻璃化溫度Tg:當(dāng)一塊玻璃冷卻到熔點(diǎn)溫度以下時,在某一溫度范圍內(nèi)它仍是塑性的,但冷卻到某個溫度時，發(fā)生玻璃硬化，此溫度即Tg.●聚合物非晶態(tài)結(jié)構(gòu)無序結(jié)構(gòu)局部有序結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)整性高、對稱性好的高分子容易結(jié)晶。（2）等規(guī)聚合物結(jié)晶能力強(qiáng)。（3）縮聚物都能結(jié)晶。（4）高分子鏈的支化不利于結(jié)晶。下頁上頁返回第四節(jié)高分子材料的性能與結(jié)構(gòu)一、高分子材料的主要性能特點(diǎn)（1）彈性模量和強(qiáng)度都較低，它的力學(xué)性能對溫度和時間的變化十分敏感，在室溫下就有明顯的蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象。（2）從液態(tài)凝固后多數(shù)呈非晶態(tài)，加熱到Tg以上溫度時，先后發(fā)生皮革狀、橡膠狀的粘彈性變形，溫度再高則發(fā)生粘性流動，材料可在此溫度內(nèi)加工成型。下頁上頁下頁（3）高分子材料的主要弱點(diǎn)是容易老化。老化的原因主要是分子鏈的結(jié)構(gòu)發(fā)生了降解和交聯(lián)。內(nèi)在因素主要是化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)中的各種弱點(diǎn)。對于橡膠是變脆、龜裂、變軟和發(fā)粘；對于塑料是褪色、失去光澤和開裂。下頁上頁●橡膠：由于在成型分子鏈間形成了少量交聯(lián)，因而具有較高的彈性。子鏈間產(chǎn)生嚴(yán)重交聯(lián)而形成了三維