【正文】 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 目的和要求： ⒈ 掌握高分子聚合物的結構特點 ； ⒉掌握聚合物的熱力學性能（三種力學狀態(tài)）； ⒊掌握熱塑性、熱固性聚合物的流變學性質特點，影響假塑性液體流變性的主要因素；聚合物成型過程中的物理化學變化（聚合物的取向、聚合物的降解） ⒋掌握流變學相關概念 牛頓流體、非牛頓流體、假塑性流體、剪切速率、牛頓粘度、表觀粘度、表觀剪切速率、 ⒌掌握聚合物成型過程中的流動知識：流動與流變方程 ⒍掌握聚合物成型過程中的理化變化：聚合物的取向、結晶、降解、鉸鏈。 作業(yè)： 8題 參考書： 高分子物理 成都科技大學編 1990 高分子物理學 梁伯潤主編 2022 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 高分子聚合物的結構特點 （研究高分子 結構 性能關系 ） 聚合物的熱力學性能（研究形變－溫度的關系） 聚合物的流變學性質（研究變形－流動的關系）研究高分子聚合物的結構的意義 聚合物熔體在成型過程中的流動狀態(tài)高分子材料定義（研究流動方程） 聚合物成型過程中的物理化學變化高分子材料的結構 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 研究意義：塑料的主要成分是樹脂（天然、合成），樹脂是高分子聚合物，分子量大，其熱力學，流變學、成型流動有其自身特點。 聚合物的使用與加工性能．由聚合物的結構決定。 （研究高分子結構 性能關系 ） 聚合物的結構：主要包括高分子鏈結構和聚集態(tài)結構 高分子材料： 以高分子化合物為主要組分的材料，又叫高聚物材料 高分子： 相對分子質量 ＜ 500的稱為低分子化合物； ＞ 5000的稱為高分子化合物； 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 （研究高分子結構 性能關系 ） (高分子鏈結構和聚集態(tài)結構 ) 高分子鏈： 由一種或幾種簡單的低分子有機化合物以共價鍵重復連接而成。 單體： 凡是可以聚合生成大分子鏈的低分子化合物叫做單體。 例：氯乙烯（ CH2＝ CHCl）就是聚氯乙烯的單體。 反應式： n（ CH2一 CHCl） → CH2一 CHCl n 鏈節(jié)： 大分子鏈中的重復結構單元叫鏈節(jié)， CH2一 CHCl 聚合度： 大分子鏈中鏈節(jié)的重復次數(shù)稱為聚合度。 n即為聚合度。 大分子鏈長： 聚合度越高，分子鏈越長， 鏈節(jié)數(shù)越多。聚合度反映了大分子鏈的長短 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 （研究高分子結構 性能關系 ） ⑴ 高分子鏈結構特點與性能： ①高分子呈現(xiàn)鏈式結構： 線型高聚物 支鏈型高聚物 體型高聚物 具有可塑性與高彈性； 具有可溶性和可熔性，成型后性質不變，因此可多次成型。 成型前是可溶和可熔的，成型后變成既不溶解又不熔融的固體； 不能再次成型。 介于二者之間 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 ⑵ 高聚物的聚集態(tài)結構與性能 1)小分子的聚集態(tài)結構 ⒉）高聚物的聚集態(tài)結構 3）高聚物的聚集態(tài)結構 特點 4）高分子聚合物的結構對性能的影響 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 ⑵ 高聚物的聚集態(tài)結構與性能 聚集態(tài)結構：是指平衡態(tài)時分子與分子之間的幾何排列。 1)小分子的聚集態(tài)結構 三種基本類型； ①晶態(tài)：分子 (或原子、離子 )間的幾何排列具有三維遠程有序。 ②液態(tài)：只有近程有序 ③氣態(tài)：既無遠程有序，又無近程有序 兩種過渡狀態(tài)： ①玻璃態(tài)：象固體具有一定的形狀和體積，又象液體近程有序 ，如玻璃。 ②液晶態(tài)：既能流動，分子間排列又具有相當程度的有序性。 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 ⑵ 高聚物的聚集態(tài)結構特點 ⒉） 聚合物的 結構與種類 ① 聚合物的種類 ： 結晶性聚合物、無定形聚合物 結晶性聚合物組成：晶區(qū)＋非晶區(qū) 聚合物的聚集態(tài)結構種類 ： 晶態(tài)結構、非晶態(tài)結構（玻璃態(tài)、橡膠態(tài)、粘流態(tài) ）、液晶態(tài)結構和取向態(tài)結構。 聚集態(tài)結構模型 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 ⑵ 高聚物的聚集態(tài)結構特點 ⒉）高聚物的聚集態(tài)結構 ②鏈狀結構與聚集態(tài)結構關系： 線型高聚物 ： 按結晶度可分為晶態(tài)和部分晶態(tài)兩類， 體型高聚物 ： 只能為非晶態(tài)（玻璃態(tài)） ③ 結晶度 ： 用來表示 聚合物 中結晶區(qū)域所占的比例，聚合物結晶度變化的范圍很寬，一般從 30％～ 80％ ； 影響聚合物結晶的因素 ： 內部結構的規(guī)整性（主鏈上帶有的側基體積小，對稱性高）；外部的濃度、溶劑、溫度等。結構越規(guī)整，越容易結晶，反之則越不容易，成為無定型聚合物。 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 ⑵ 高聚物的聚集態(tài)結構特點 3）高聚物的聚集態(tài)結構 高聚物的晶態(tài)結構 ：結晶很完整的高聚物中也還存在結晶的缺陷部分，比小分子物質的晶態(tài)有序程度差得多； 高聚物的非晶態(tài)結構 ：不象低分子液體那樣雜亂無章，比小分子物質液態(tài)的有序程度高而具有一定的有序性，稱為近程有序。但分子鏈的幾何排列是屬于液相結構的非晶固體。 高聚物不存在氣態(tài) ：因高聚物的分子且很大，分子間的作用力很大，要使高分子汽化所需要的熱量大于分子中鍵能，高分子在汽化前早已分解，而不可能有氣態(tài)高分子。 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 ⑵ 高聚物的聚集態(tài)結構特點 4）高分子聚合物的結構對性能的影響： 線型高聚物：具有可溶性和可熔性，成型后性質不變，可多次成型 體型高聚物：成型前是可溶和可熔，成型后變成既不溶解又不熔融的固體，不能再次成型。 結晶：造成了高分子的緊密積聚態(tài)，增強了分子間的作用力，使聚合物的強度、硬度、剛度及熔點、耐熱性和耐化學性等都有所提高；而那些與鍵運動有關的性能（如彈性、伸長率和沖擊強度等）則降低。 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 1． 2 聚合物的熱力學性能 （研究形變－溫度的關系） 高分子運動主要包括四種類型。 ⑴分子鏈的整體運動 ： ⑵鏈段的運動 ： ⑶鏈節(jié)、支鏈和側基的運動： ⑷ 晶態(tài)聚合物的晶區(qū)內也存在分子運動 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 1．非晶態(tài)高聚物的熱力學性能 (1)典型理化性質溫度 脆化溫度（ θb） 高聚物呈脆性的最高溫度稱脆化溫度， 玻璃化溫度（ θg） 高聚物呈玻璃態(tài)的最高溫度為玻璃化溫度；是塑件的最高使用溫度。 粘流溫度（ θf） 產生粘流態(tài)的最低溫度稱為粘流溫度。是塑料的最低成型溫度。 化學分解溫度（ θd） 高聚物在高溫下開始發(fā)生 化學分解的溫度； 是塑料的最高成型溫度。 第一章 高分子聚合物的結構特點與性能 (2)三種力學狀態(tài) ①玻璃態(tài)： 當 θ b＜ θ ＜ θ g時，高聚物呈玻璃態(tài)符合虎克定律； 是塑料和纖維使用狀態(tài)。 ②高彈態(tài)： θ g