高分子物理課件復(fù)旦大學cha(存儲版)
【正文】 Principles of Polymer Chemistry (Flory) ? …… 第二章 高分子的大小和形狀 ?Primary (一級 ): ?Secondary (二級 ): ?Tertiary (三級 ): ? Quaternary (四級 ): 第二章 高分子的大小和形狀 近程結(jié)構(gòu) (local) 構(gòu)造 (Constitutions or Architectures) CH2CH2 結(jié)構(gòu)單元的化學組成 鍵接結(jié)構(gòu) 支化與交聯(lián) 局部的化學結(jié)構(gòu) 均聚與共聚 ? Homopolymers (均聚物 ): Linear polymer Branched polymer Crosslinked polymer ? Copolymers (共聚物 ): Linear random copolymer Linear alternating copolymer Linear block copolymer Graft copolymer : two different monomers and 星形和超支化高分子 ? Star (星狀 ) polymers homoarmed (同臂 ) hetroarmed (雜臂 ) ?Hyperbranched (超枝化 ) Polymers and Dendrimers (樹枝鏈 ): The position of dendrimers can be varied throughout the molecule in a systematic way ?How many different architectures of macromolecules can you imagine? AFM of branched Polymers 構(gòu)型 (Configurations) Arrangements fixed by the chemical bonding in the molecule, such as cis (順式 ) and trans (反式 ), isotactic (等規(guī) ) and syndiotactic (間規(guī) ) isomers. The configuration of a polymer cannot be altered unless chemical bonds are broken and reformed. 順式 cis 反式 trans C H 2 C H C H C H 2C H 2 C HC HC H 2C H 2C H C HC H 2C H 2C H C HC H 2 旋光異構(gòu) 手性分子 問題 : 一根鏈中同時出現(xiàn)不同的 C*?? 等規(guī) isotactic 間規(guī) syndiotactic 無規(guī) atactic or block 構(gòu)型 (Configurations) 化學鍵固定的原子在空間的幾何排列 改變構(gòu)型 (順反和旋光 )必須打斷化學鍵 !!! 遠程結(jié)構(gòu) (glouble) 一根鏈整體的形狀和大小 高分子鏈的質(zhì)量 長度平均 數(shù)均分子量 (number averaged) 重量平均 重均分子量 (weight averaged) ? ? ()()()iiiiniiiinM n M M d M w M d MwMw w Mn n M d MdMMM? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?22( ) ( )( ) ( )i i i iiiwi i iiiw M n M w M M dM n M M dMMw n M w M dM n M M dM? ? ? ??? ???? ??分子量分布 ? ? iiiinfnn? ? () iiiiwFww? ? 高分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)象 ? trans (反式 ) and gauche (旁式 ) conformations: Potential energies associated with the rotation of central CCbond for ethane (dashed line) and butane (solid line). The sketches show the two molecules in views along the CCbond. Rotational Isomeric States (旋轉(zhuǎn)異構(gòu)態(tài) RIS) 假設(shè)每個單元有 2個旋轉(zhuǎn)異構(gòu)態(tài) 一根鏈的異構(gòu)態(tài)數(shù)目將達 2N3 －無需打斷化學鍵 Random coil (無規(guī)線團 ) of polymer i1 i+1 i In melt or solution ? 基本的鏈構(gòu)象 Zigzag conformation of PE (21 helix) Random coil 無規(guī)線團 Computer Simulation of a Single Chain in Solutions 特殊的鏈構(gòu)象：平面鋸齒鏈 (zigzag)和螺旋鏈 Polyproplenes in Crystals 高分子的柔順性 (flexibility) 靜態(tài)柔順性－ 熱力學定義 熱力學定義De 1 2 持久長度 lp=l exp(De/kT) De?0, lpl 高分子的柔順性 (flexibility) 動態(tài)柔順性－ 動力學定義 DE 1 2 由 1到 2的轉(zhuǎn)換時間 (持續(xù)時間 ) ?p=?1exp(DE/kT) DE?0, ?p ?1 影響柔順性的主要因素 主鏈結(jié)構(gòu) 側(cè)基 鏈的長短 高分子鏈構(gòu)象的統(tǒng)計 關(guān)鍵是尋找無規(guī)線團狀柔性鏈的表征參量 均方末端距 h2和均方回轉(zhuǎn)半徑 S2的幾何統(tǒng)計方法 h2 S2 h2和 S2的定義 Schematic representation of
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