上海交通大學(xué)高分子課件緒論

高分子物理朱子康F99高分子班用2002年9月——2003年1月高分子物理朱子康1

緒論

高分子材料的重要性高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史“高分子物理”的研究對(duì)象及目的

緒論

2一高分子材料的重要性

1）材料——時(shí)代的代表石器時(shí)代——青銅器時(shí)代——鐵器時(shí)代1979年“塑料：合成世紀(jì)的形成”作者提出——塑料時(shí)代一高分子材料的重要性1）材料——時(shí)代的代表3高分子材料的重要性

2）應(yīng)用與發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)都有關(guān)機(jī)電；交通運(yùn)輸；輕工；國(guó)防軍工；建筑；航空航天；紡織；農(nóng)業(yè)等

發(fā)展迅速高分子材料的重要性2）應(yīng)用與發(fā)展4世界塑料產(chǎn)量發(fā)展（萬(wàn)噸）世界塑料產(chǎn)量發(fā)展（萬(wàn)噸）5

發(fā)達(dá)國(guó)家：七十年代塑料產(chǎn)量體積>全部金屬體積合成橡膠：1995年/980萬(wàn)噸>天然橡膠合成纖維：1995年/1740萬(wàn)噸>天然纖維世界人均塑料年消費(fèi)量：1995年/24kg芬蘭——140kg中國(guó)——8kg發(fā)達(dá)國(guó)家：七十年代6高分子材料的重要性

3）與人類的生活密切有關(guān)衣——棉麻絲綢羊毛尼龍滌淪等食——蛋白質(zhì)脂肪淀粉纖維素等住——建材結(jié)構(gòu)件涂料等行——交通運(yùn)輸器具飛機(jī)汽車艦船小轎車：120kg/輛高分子材料的重要性3）與人類的生活密切有關(guān)7高分子材料的重要性

4）自然界的生命現(xiàn)象都與高分子有關(guān)人體機(jī)體的20%是高分子物質(zhì)遺傳因子DNA是共聚高分子物是4種不同的苷酸單體的共聚物蛋白質(zhì)是20種氨基酸的共聚物高分子材料的重要性4）自然界的生命現(xiàn)象8二高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

1）早期（夢(mèng)昧?xí)r期）

人類大量接觸應(yīng)用天然高分子材料但對(duì)其組成、結(jié)構(gòu)等一無(wú)所知二高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史9高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史2）十九世紀(jì)末~卄世紀(jì)卄年代（萌芽時(shí)期）科學(xué)家開(kāi)始研究天然高分子材料的組成結(jié)構(gòu)與形態(tài)對(duì)天然橡膠結(jié)構(gòu)——引起爭(zhēng)論高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史2）十九世紀(jì)末~卄世紀(jì)卄年代10H.Staudinger（德）另一方

提出提出

高分子的概念膠體締合分子H.Staudinger（德）另一方

11高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史3）卄世紀(jì)卅年代~六十年代（大發(fā)展時(shí)期）H.Staudinger提出的高分子概念被確認(rèn)高分子科學(xué)進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史3）卄世紀(jì)卅年代~六十年代12大發(fā)展時(shí)期

1。新的高分子材料層出不窮

1930/PS聚苯乙烯1934/PMMA有機(jī)玻璃、PVC聚氯乙烯1939/PE聚乙烯、PA聚酰胺1943/PTFE聚四氟乙烯、PUR聚氨酯1946/UP聚酯1947/EP環(huán)氧樹(shù)酯1953/PET聚酯、ABS工程塑料、HDPE聚乙烯1957/PP聚丙烯1959/PC聚碳酸酯1960/PI聚酰亞胺大發(fā)展時(shí)期

1。新的高分子材料層出不窮13大發(fā)展時(shí)期

2。高分子材料——天然材料合成纖維——天然纖維合成橡膠——天然橡膠人造皮革——天然皮革塑料制品——木材陶瓷合成涂料——天然蟲(chóng)膠合成薄膜——天然紙箔粘合劑——骨膠等人工臟器——大發(fā)展時(shí)期

2。高分子材料——天然材料合成纖維——天然纖維14大發(fā)展時(shí)期

3。理論工作取得成功H.Mark等：統(tǒng)計(jì)力學(xué)用于高分子鏈的構(gòu)統(tǒng)計(jì)；建立了橡膠高彈性理論

P.J.Flory等：利用似晶格理論得到高分子溶液的熱力學(xué)參數(shù)

P.E.Rouse等：對(duì)高分子聚集態(tài)的研究取得重要成果大發(fā)展時(shí)期

3。理論工作取得成功H.Mark等：統(tǒng)計(jì)力學(xué)用15高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史4）卄世紀(jì)七十年代~（進(jìn)入新的時(shí)期）

新時(shí)期的兩個(gè)特點(diǎn)1。高分子的分子設(shè)計(jì)2。對(duì)高分子提出更高的要求高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史4）卄世紀(jì)七十年代~16新時(shí)期——高分子的分子設(shè)計(jì)老的研究方法

1高分子材料的合成2性能與結(jié)構(gòu)研究3加工方法和技術(shù)開(kāi)發(fā)4尋找應(yīng)用場(chǎng)合

高分子分子設(shè)計(jì)

1使用場(chǎng)合2要求的使用性能3分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4合成條件與方法研究5高分子材料的合成新時(shí)期——高分子的分子設(shè)計(jì)老的研究方法高分子分子設(shè)計(jì)17高分子分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論化學(xué)、理論物理、近代高分子化學(xué)、近代高分子物理等學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)代分析儀器及技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)和高分子科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展高分子分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論化學(xué)、理論物理、近代高分子化學(xué)、近代18新時(shí)期——對(duì)高分子提出更高的要求能耐受更嚴(yán)酷條件的高分子材料（耐超高溫、超低溫、超高電場(chǎng)等）具有特定功能性的高分子材料（導(dǎo)電功能、超導(dǎo)性能、分離功能、隱身功能以及各種能量轉(zhuǎn)換功能等）生物高分子領(lǐng)域的應(yīng)用與研究（生物高分子結(jié)構(gòu)的研究及其人工合成、效仿自然界天然高分子物質(zhì)的形成過(guò)程等）新時(shí)期——對(duì)高分子提出更高的要求能耐受更嚴(yán)酷條件的高分子材料19三本課程的研究對(duì)象及目的1）研究對(duì)象：

高分子聚合物高分子聚合物結(jié)構(gòu)性能高分子聚合物分子運(yùn)動(dòng)三本課程的研究對(duì)象及目的1）研究對(duì)象：202）研究目的：充分發(fā)揮高分子材料應(yīng)有的性能為研究開(kāi)發(fā)新型高分子材料及高分子材料的改性打下基礎(chǔ)為高分子分子設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件培養(yǎng)對(duì)高分子科學(xué)的興趣了解科學(xué)研究的思路和方法2）研究目的：充分發(fā)揮高分子材料應(yīng)有的性能213）高分子物理課程概況第一部分：高聚物的結(jié)構(gòu)第二部分：高聚物的分子運(yùn)動(dòng)第三部分：高聚物的性能3）高分子物理課程概況第一部分：高聚物的結(jié)構(gòu)224）主要參考資料高分子物理何曼君等復(fù)旦出版社高聚物結(jié)構(gòu)與性能中科大科學(xué)出版社高分子科學(xué)基礎(chǔ)（日）高分子學(xué)會(huì)化學(xué)工業(yè)出版社聚合物科學(xué)與材料科學(xué)出版社（美）A。V。Tobolsky，H。F。MarkTexbookofPolymerScienceF。W。BillmeyerPolymerMaterialsC。Hall

4）主要參考資料高分子物理何曼君等復(fù)旦出版社23第一章

高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

（一次結(jié)構(gòu)）§1高聚物結(jié)構(gòu)的分類與特點(diǎn)§2高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)*化學(xué)組成*鍵接方式*支化、交聯(lián)和端基*空間構(gòu)型*序列結(jié)構(gòu)（共聚物）第一章

高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

（一次結(jié)構(gòu)）§1高聚物結(jié)構(gòu)的24§1高聚物結(jié)構(gòu)的分類與特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)分類

近程結(jié)構(gòu)高分子鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)高聚物結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)非晶結(jié)構(gòu)高分子鏈間結(jié)構(gòu)取向結(jié)構(gòu)織態(tài)結(jié)構(gòu)§1高聚物結(jié)構(gòu)的分類與特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)分類25高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分子鏈很長(zhǎng)，拉直可達(dá)毫米級(jí)長(zhǎng)徑比可達(dá)幾萬(wàn)，分子鏈一般具柔順性高分子結(jié)構(gòu)的不均一性次價(jià)力的作用特別重要溶解過(guò)程非常緩慢晶態(tài)結(jié)構(gòu)有序性差交聯(lián)的影響顯著高分子——高分子材料高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分子鏈很長(zhǎng)，拉直可達(dá)毫米級(jí)26§2高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)2—1化學(xué)組成碳鏈高分子主鏈由C原子以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)如：PE、PS、PP、PVC等§2高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)2—1化學(xué)組成27高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—1化學(xué)組成雜鏈高分子

主鏈由二種或更多原子以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)主要是C、O、N、S等原子如：尼龍6、尼龍66、PET等高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—1化28高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

化學(xué)組成元素有機(jī)高分子主鏈中含有Si、P、B等無(wú)機(jī)元素的高分子鏈如：聚二甲基硅氧烷高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

化29高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵接方式

（頭——頭）聯(lián)接（頭——尾）聯(lián)接不同鍵接方式的影響：高聚物結(jié)晶能力、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能等高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵30高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵接方式對(duì)雙烯類烯烴的加成聚合鍵接方式更復(fù)雜1、2加成3、4加成

1、4加成高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵31高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基支化：影響結(jié)晶性、柔順性、硬度、密度、熔點(diǎn)等短支鏈——規(guī)整性、結(jié)晶度、密度、熔點(diǎn)等長(zhǎng)支鏈——主要影響溶解性能和熔體性能支鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)支化結(jié)構(gòu)的研究支鏈的長(zhǎng)度支鏈的數(shù)量（支化度）高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基支32高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基交聯(lián)：不溶、不熔一般使強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性熱固性樹(shù)脂、硫化橡膠均為交聯(lián)高分子材料

交聯(lián)鍵的化學(xué)結(jié)構(gòu)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的研究交聯(lián)鍵的長(zhǎng)度交聯(lián)鍵的密度（交聯(lián)度）高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基33高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基端基：使熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性

端基結(jié)構(gòu)與主鏈的結(jié)構(gòu)不同通常來(lái)自單體、引發(fā)劑等端基一般具有較大的化學(xué)活性如：—OH、—COOH、—COCl等高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基34高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—4空間構(gòu)型（構(gòu)型）構(gòu)型：分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列，這種排列是熱力學(xué)穩(wěn)定的，要改變構(gòu)型必需經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂與重排。主要有：旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—4空間構(gòu)型（構(gòu)型）35旋光異構(gòu)

存在于不對(duì)稱的碳原子化合物，能形成互為鏡影的兩種異構(gòu)體（右旋左旋）全同立構(gòu)：高分子鏈全

部由一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成間同立構(gòu)：高分子鏈由

兩種旋光異構(gòu)單元交替鍵接而成無(wú)規(guī)立構(gòu)：高分子鏈由

兩種旋光異構(gòu)單元無(wú)規(guī)鍵接而成旋光異構(gòu)

存在于不對(duì)稱的碳原子化合物，能形成互為鏡影的兩種異36旋光異構(gòu)不同的旋光異構(gòu)構(gòu)型對(duì)高分子聚合物的宏觀性能有明顯影響全同立構(gòu)PP：熔點(diǎn)165C；密度0。92；易結(jié)晶塑料無(wú)規(guī)立構(gòu)PP：軟化點(diǎn)80C；密度0。85；彈性體旋光異構(gòu)不同的旋光異構(gòu)構(gòu)型37幾何異構(gòu)

取代基在雙鍵兩側(cè)不同的排列方式（順式反式）順式聚異戊二烯（天然橡膠）：等周期為8。1A；分子易內(nèi)旋轉(zhuǎn)具有彈性；規(guī)整性差不易結(jié)晶；熔融溫度~30C幾何異構(gòu)

取代基在雙鍵兩側(cè)不同的排列方式（順式反式）順式聚異38幾何異構(gòu)

取代基在雙鍵兩側(cè)不同的排列方式（順式反式）反式聚異戊二烯（古塔波膠）：等周期為4。7A；分子不易內(nèi)旋轉(zhuǎn)無(wú)彈性；規(guī)整性好較易結(jié)晶；熔融溫度~70C幾何異構(gòu)

取代基在雙鍵兩側(cè)不同的排列方式（順式反式）反式聚異39高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—5序列結(jié)構(gòu)（共聚物）無(wú)規(guī)共聚：…AAAAAAABBBAABBBBBAA…交替共聚：…ABABABABABABAB…嵌段共聚：…AAAABBB…BBBBAAAA…接枝共聚：

…AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA…高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—5序列結(jié)構(gòu)（共聚物）40不同序列結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)無(wú)規(guī)、交替——改變了結(jié)構(gòu)單元的相互作用狀況，因此其性能與相應(yīng)的均聚物有很大差別如：PE和PP均為塑料；乙烯丙烯的無(wú)規(guī)共聚物是乙丙橡膠嵌段、接枝——保留了部分原均聚物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因而其性能與相應(yīng)的均聚物有一定蓮系如：HIPS高抗沖聚苯乙烯不同序列結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)無(wú)規(guī)、交替——41序參數(shù)R

（表征交替共聚與嵌段共聚傾向的參數(shù)）定義：任意100個(gè)連續(xù)的單體單元中，由同一種單體單元組成的鏈段的平均數(shù)。R大——趨向于交替共聚，理相交替100R小——趨向于嵌段共聚，理相嵌段2、3、……AAAAABBBAAAAAAABBAAA……20單元/5段100單元/25段R為25序參數(shù)R

（表征交替共聚與嵌段共聚傾向的參數(shù)）定義：任意142不同序列結(jié)構(gòu)在共聚物中的應(yīng)用ABS

丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物腈基（CN）——極性大、增強(qiáng)分子間相互作用，耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、表面硬度高、強(qiáng)度大丁二烯——分子鏈柔順性好提供聚合物的韌性苯乙烯——高溫流動(dòng)性好，改善加工性能并使制品表面光潔度好不同序列結(jié)構(gòu)在共聚物中的應(yīng)用ABS43不同序列結(jié)構(gòu)在共聚物中的應(yīng)用HIPS——高抗沖聚苯乙烯丁二烯接枝聚苯乙烯SBS——熱塑彈性體苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚*使用時(shí)為橡膠狀彈性體*加工時(shí)為熱塑性的塑料狀不同序列結(jié)構(gòu)在共聚物中的應(yīng)用HIPS——高抗沖聚苯乙烯44SBS——熱塑彈性體

SBS——熱塑彈性體45高分子物理朱子康F99高分子班用2002年9月——2003年1月高分子物理朱子康46

緒論

高分子材料的重要性高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史“高分子物理”的研究對(duì)象及目的

緒論

47一高分子材料的重要性

1）材料——時(shí)代的代表石器時(shí)代——青銅器時(shí)代——鐵器時(shí)代1979年“塑料：合成世紀(jì)的形成”作者提出——塑料時(shí)代一高分子材料的重要性1）材料——時(shí)代的代表48高分子材料的重要性

2）應(yīng)用與發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)都有關(guān)機(jī)電；交通運(yùn)輸；輕工；國(guó)防軍工；建筑；航空航天；紡織；農(nóng)業(yè)等

發(fā)展迅速高分子材料的重要性2）應(yīng)用與發(fā)展49世界塑料產(chǎn)量發(fā)展（萬(wàn)噸）世界塑料產(chǎn)量發(fā)展（萬(wàn)噸）50

發(fā)達(dá)國(guó)家：七十年代塑料產(chǎn)量體積>全部金屬體積合成橡膠：1995年/980萬(wàn)噸>天然橡膠合成纖維：1995年/1740萬(wàn)噸>天然纖維世界人均塑料年消費(fèi)量：1995年/24kg芬蘭——140kg中國(guó)——8kg發(fā)達(dá)國(guó)家：七十年代51高分子材料的重要性

3）與人類的生活密切有關(guān)衣——棉麻絲綢羊毛尼龍滌淪等食——蛋白質(zhì)脂肪淀粉纖維素等住——建材結(jié)構(gòu)件涂料等行——交通運(yùn)輸器具飛機(jī)汽車艦船小轎車：120kg/輛高分子材料的重要性3）與人類的生活密切有關(guān)52高分子材料的重要性

4）自然界的生命現(xiàn)象都與高分子有關(guān)人體機(jī)體的20%是高分子物質(zhì)遺傳因子DNA是共聚高分子物是4種不同的苷酸單體的共聚物蛋白質(zhì)是20種氨基酸的共聚物高分子材料的重要性4）自然界的生命現(xiàn)象53二高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

1）早期（夢(mèng)昧?xí)r期）

人類大量接觸應(yīng)用天然高分子材料但對(duì)其組成、結(jié)構(gòu)等一無(wú)所知二高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史54高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史2）十九世紀(jì)末~卄世紀(jì)卄年代（萌芽時(shí)期）科學(xué)家開(kāi)始研究天然高分子材料的組成結(jié)構(gòu)與形態(tài)對(duì)天然橡膠結(jié)構(gòu)——引起爭(zhēng)論高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史2）十九世紀(jì)末~卄世紀(jì)卄年代55H.Staudinger（德）另一方

提出提出

高分子的概念膠體締合分子H.Staudinger（德）另一方

56高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史3）卄世紀(jì)卅年代~六十年代（大發(fā)展時(shí)期）H.Staudinger提出的高分子概念被確認(rèn)高分子科學(xué)進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史3）卄世紀(jì)卅年代~六十年代57大發(fā)展時(shí)期

1。新的高分子材料層出不窮

1930/PS聚苯乙烯1934/PMMA有機(jī)玻璃、PVC聚氯乙烯1939/PE聚乙烯、PA聚酰胺1943/PTFE聚四氟乙烯、PUR聚氨酯1946/UP聚酯1947/EP環(huán)氧樹(shù)酯1953/PET聚酯、ABS工程塑料、HDPE聚乙烯1957/PP聚丙烯1959/PC聚碳酸酯1960/PI聚酰亞胺大發(fā)展時(shí)期

1。新的高分子材料層出不窮58大發(fā)展時(shí)期

2。高分子材料——天然材料合成纖維——天然纖維合成橡膠——天然橡膠人造皮革——天然皮革塑料制品——木材陶瓷合成涂料——天然蟲(chóng)膠合成薄膜——天然紙箔粘合劑——骨膠等人工臟器——大發(fā)展時(shí)期

2。高分子材料——天然材料合成纖維——天然纖維59大發(fā)展時(shí)期

3。理論工作取得成功H.Mark等：統(tǒng)計(jì)力學(xué)用于高分子鏈的構(gòu)統(tǒng)計(jì)；建立了橡膠高彈性理論

P.J.Flory等：利用似晶格理論得到高分子溶液的熱力學(xué)參數(shù)

P.E.Rouse等：對(duì)高分子聚集態(tài)的研究取得重要成果大發(fā)展時(shí)期

3。理論工作取得成功H.Mark等：統(tǒng)計(jì)力學(xué)用60高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史4）卄世紀(jì)七十年代~（進(jìn)入新的時(shí)期）

新時(shí)期的兩個(gè)特點(diǎn)1。高分子的分子設(shè)計(jì)2。對(duì)高分子提出更高的要求高分子科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史4）卄世紀(jì)七十年代~61新時(shí)期——高分子的分子設(shè)計(jì)老的研究方法

1高分子材料的合成2性能與結(jié)構(gòu)研究3加工方法和技術(shù)開(kāi)發(fā)4尋找應(yīng)用場(chǎng)合

高分子分子設(shè)計(jì)

1使用場(chǎng)合2要求的使用性能3分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4合成條件與方法研究5高分子材料的合成新時(shí)期——高分子的分子設(shè)計(jì)老的研究方法高分子分子設(shè)計(jì)62高分子分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論化學(xué)、理論物理、近代高分子化學(xué)、近代高分子物理等學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)代分析儀器及技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)和高分子科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展高分子分子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論化學(xué)、理論物理、近代高分子化學(xué)、近代63新時(shí)期——對(duì)高分子提出更高的要求能耐受更嚴(yán)酷條件的高分子材料（耐超高溫、超低溫、超高電場(chǎng)等）具有特定功能性的高分子材料（導(dǎo)電功能、超導(dǎo)性能、分離功能、隱身功能以及各種能量轉(zhuǎn)換功能等）生物高分子領(lǐng)域的應(yīng)用與研究（生物高分子結(jié)構(gòu)的研究及其人工合成、效仿自然界天然高分子物質(zhì)的形成過(guò)程等）新時(shí)期——對(duì)高分子提出更高的要求能耐受更嚴(yán)酷條件的高分子材料64三本課程的研究對(duì)象及目的1）研究對(duì)象：

高分子聚合物高分子聚合物結(jié)構(gòu)性能高分子聚合物分子運(yùn)動(dòng)三本課程的研究對(duì)象及目的1）研究對(duì)象：652）研究目的：充分發(fā)揮高分子材料應(yīng)有的性能為研究開(kāi)發(fā)新型高分子材料及高分子材料的改性打下基礎(chǔ)為高分子分子設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件培養(yǎng)對(duì)高分子科學(xué)的興趣了解科學(xué)研究的思路和方法2）研究目的：充分發(fā)揮高分子材料應(yīng)有的性能663）高分子物理課程概況第一部分：高聚物的結(jié)構(gòu)第二部分：高聚物的分子運(yùn)動(dòng)第三部分：高聚物的性能3）高分子物理課程概況第一部分：高聚物的結(jié)構(gòu)674）主要參考資料高分子物理何曼君等復(fù)旦出版社高聚物結(jié)構(gòu)與性能中科大科學(xué)出版社高分子科學(xué)基礎(chǔ)（日）高分子學(xué)會(huì)化學(xué)工業(yè)出版社聚合物科學(xué)與材料科學(xué)出版社（美）A。V。Tobolsky，H。F。MarkTexbookofPolymerScienceF。W。BillmeyerPolymerMaterialsC。Hall

4）主要參考資料高分子物理何曼君等復(fù)旦出版社68第一章

高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

（一次結(jié)構(gòu)）§1高聚物結(jié)構(gòu)的分類與特點(diǎn)§2高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)*化學(xué)組成*鍵接方式*支化、交聯(lián)和端基*空間構(gòu)型*序列結(jié)構(gòu)（共聚物）第一章

高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

（一次結(jié)構(gòu)）§1高聚物結(jié)構(gòu)的69§1高聚物結(jié)構(gòu)的分類與特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)分類

近程結(jié)構(gòu)高分子鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)高聚物結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)非晶結(jié)構(gòu)高分子鏈間結(jié)構(gòu)取向結(jié)構(gòu)織態(tài)結(jié)構(gòu)§1高聚物結(jié)構(gòu)的分類與特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)分類70高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分子鏈很長(zhǎng)，拉直可達(dá)毫米級(jí)長(zhǎng)徑比可達(dá)幾萬(wàn)，分子鏈一般具柔順性高分子結(jié)構(gòu)的不均一性次價(jià)力的作用特別重要溶解過(guò)程非常緩慢晶態(tài)結(jié)構(gòu)有序性差交聯(lián)的影響顯著高分子——高分子材料高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分子鏈很長(zhǎng)，拉直可達(dá)毫米級(jí)71§2高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)2—1化學(xué)組成碳鏈高分子主鏈由C原子以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)如：PE、PS、PP、PVC等§2高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)2—1化學(xué)組成72高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—1化學(xué)組成雜鏈高分子

主鏈由二種或更多原子以共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)主要是C、O、N、S等原子如：尼龍6、尼龍66、PET等高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—1化73高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

化學(xué)組成元素有機(jī)高分子主鏈中含有Si、P、B等無(wú)機(jī)元素的高分子鏈如：聚二甲基硅氧烷高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

化74高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵接方式

（頭——頭）聯(lián)接（頭——尾）聯(lián)接不同鍵接方式的影響：高聚物結(jié)晶能力、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能等高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵75高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵接方式對(duì)雙烯類烯烴的加成聚合鍵接方式更復(fù)雜1、2加成3、4加成

1、4加成高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—2鍵76高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基支化：影響結(jié)晶性、柔順性、硬度、密度、熔點(diǎn)等短支鏈——規(guī)整性、結(jié)晶度、密度、熔點(diǎn)等長(zhǎng)支鏈——主要影響溶解性能和熔體性能支鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)支化結(jié)構(gòu)的研究支鏈的長(zhǎng)度支鏈的數(shù)量（支化度）高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基支77高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基交聯(lián)：不溶、不熔一般使強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性熱固性樹(shù)脂、硫化橡膠均為交聯(lián)高分子材料

交聯(lián)鍵的化學(xué)結(jié)構(gòu)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的研究交聯(lián)鍵的長(zhǎng)度交聯(lián)鍵的密度（交聯(lián)度）高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基78高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基端基：使熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性

端基結(jié)構(gòu)與主鏈的結(jié)構(gòu)不同通常來(lái)自單體、引發(fā)劑等端基一般具有較大的化學(xué)活性如：—OH、—COOH、—COCl等高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—3支化、交聯(lián)和端基79高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—4空間構(gòu)型（構(gòu)型）構(gòu)型：分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列，這種排列是熱力學(xué)穩(wěn)定的，要改變構(gòu)型必需經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂與重排。主要有：旋光異構(gòu)和幾何異構(gòu)高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)

2—4空間構(gòu)型（構(gòu)型）80旋光異構(gòu)

存在于不對(duì)稱的碳原子化合物，能形成互為鏡影的兩種異構(gòu)體（右旋左旋）全同立構(gòu)：高分子鏈全

部由一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成間同立構(gòu)