同濟(jì)大學(xué)功能高分子材料(1)(已修改)
2025-10-25 12:32 本頁面
【正文】 第一章 高分子鏈的結(jié)構(gòu) ?結(jié)構(gòu)的研究內(nèi)容是什么？ ?首先我們要明確以下幾個(gè)概念： 化學(xué)組成 單體單元鍵合 近程結(jié)構(gòu) 單個(gè)高分子鏈的鍵接（交聯(lián)與支化） 單體單元主體構(gòu)型（空間排列） 高分子鏈結(jié)構(gòu) 高分子的大?。ǚ肿恿浚? 遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu) 高分子的形態(tài)（構(gòu)象） 晶態(tài)（ Crystalline） 非晶態(tài)（ Non— crystalline） 高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 取向態(tài)（ orientatim） 液晶態(tài)（ Liquid crystals） 織態(tài)（ texture） 第一節(jié) 高分子的近程結(jié)構(gòu) 11 結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成 ?聚合物具有鏈狀結(jié)構(gòu)，這概念在 1920～1930年間已由 Staudinger等提出并確定 ?高分子通常是通過加聚或縮聚反應(yīng)得到 加聚 C H 2 C H 2nC lC H 2 C H 2C ln聚 合 度 ＝ 簡 單 重 復(fù) 單 元 的 個(gè) 數(shù)結(jié) 構(gòu) 單 元 ＝ 簡 單 重 復(fù) 結(jié) 構(gòu) 單 元 ＝ 單 體 單 元縮聚 H O R O H H O O C R 39。 C O O H+ O R O C R 39。 Cn結(jié) 構(gòu) 單 元 結(jié) 構(gòu) 單 元重 復(fù) 結(jié) 構(gòu) 單 元 （ 鏈 節(jié) ）聚 合 度m mOO?由以上知： ?由于高分子是鏈狀結(jié)構(gòu)，所以把簡單重復(fù)（結(jié)構(gòu)）單元稱為 “ 鏈節(jié) ” （ chains） ?簡單重復(fù)（結(jié)構(gòu)）單元的個(gè)數(shù)稱為 聚合度 DP(Degree of Polymerization) 111 碳鏈高分子 分子主鏈全部由碳原子以共價(jià)鍵相連的高分子（大多由加聚得到）如： C H 2 C H 2nXX C l C H 3 C O O C H 3?這類高聚物不易水解，易加工，易燃燒，易老化，耐熱性較差。 112 雜鏈高分子 分子主鏈由兩種或兩種以上原子如： O，N， S， C等以共價(jià)鍵相連的高分子，如： C H 2nO 聚 甲 醛O R O COR 39。 COn聚 酯ROR 39。 CON HnCN H 聚 氨 酯C H 3C H 3nO COO聚 砜OO S?這類聚合物是由縮聚反應(yīng)或開環(huán)聚合而成的，因主鏈帶極性，易水解，醇解或酸解 ?優(yōu)點(diǎn)：耐熱性好，強(qiáng)度高 ?缺點(diǎn)：易水解 ?這類聚合物主要用作工程塑料 113元素高分子 ?分子主鏈含 Si， P， Al， Ti， As， Sb， Ge等元素的高分子。如硅橡膠 ： nOS iC H 3C H 3?這類高聚物的特點(diǎn)是具有無機(jī)物的熱穩(wěn)定性，有機(jī)物的彈性和塑性。但強(qiáng)度較低。 114 梯形聚合物 ?分子主鏈不是單鏈而是象 “ 梯子 ” 或“ 雙股螺旋線 ” 。如聚丙烯晴纖維加熱時(shí)，升溫過程中環(huán)化，芳構(gòu)化形成梯形結(jié)構(gòu)（進(jìn)一步升溫可得碳纖維），可作為耐高溫高聚物的增強(qiáng)填料。 這類聚合物的特點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好，因?yàn)槭軣釙r(shí)鏈不易被打斷，即使幾個(gè)鏈斷了，只要不在同一個(gè)梯格中不會降低分子量。 C H 2C HCNC H 2C HCNC H 2C HCNC H 2C HCNC H 2C HCNC H 2C HCNC HCCNC HCCNC HCCN聚 合脫 氫環(huán) 化12 鍵接結(jié)構(gòu) ? 121單烯類 (CH2=CHR) （ P6 ） ? 頭 頭 ? 尾 尾 ? 頭 尾 ? 無規(guī)鍵接 122 雙烯類單體 ?以最簡單的雙烯單體丁二烯為例來考慮鍵接方式 ： n H 2 C C H C H C H 2C H C HC H 2 C HC H 2C HC H 2C Hnn1 ， 2 加 成1 ， 4 加 成順 式反 式全 同間 同無 規(guī)?異戊二烯單體聚合的鍵接方式： C H C C H2C H CC H2C HC H2C HC H2Cnn1 ， 2 加 成1 ， 4 加 成順 式反 式全 同間 同無 規(guī)C H33 ， 4 加 成C H3C H3C H2CC H2C HnC H3全 同間 同無 規(guī)13 高分子鏈的構(gòu)型 ?131立體化學(xué)在高分子中的表現(xiàn) 構(gòu)型 ——分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列。 要改變構(gòu)型必須經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組。 立體異構(gòu)的分類 ? 幾何異構(gòu) ——內(nèi)雙鍵上的基團(tuán)在雙鍵兩側(cè)排列方式不同而引起的異構(gòu)（因?yàn)閮?nèi)雙鍵中鍵是不能旋轉(zhuǎn)的）。 C CababC Cabab順 式 反 式C CabC Cab順 式 反 式cdcd順 反 異 構(gòu) a aC CaabC Caab不 是 順 反 異 構(gòu)例如 因?yàn)殡p鍵上一個(gè) C原子上連接二個(gè)相同的 H，翻個(gè)身是同樣的化合物。根據(jù)定義只有 內(nèi)雙鍵 才有順反異構(gòu)。 HHHHHHC H3C H 3C
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