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2025-01-12 09:02本頁面
【正文】 H 2 C C H CC H 3C H 2異戊二烯 : 聚合物的分子量、結構與性能 聚合物分子是通過共價鍵將結構單元連接而成，分子 間是 通過 分子間力 聚集在一起。 聚合物聚集態(tài)有 無定型 狀態(tài)和 結晶 狀態(tài)。由于聚合物 的結晶度難以達到 100%，因此大多數聚合物可以處于無 定型或部分結晶狀態(tài)。 聚合物的結晶能力與大分子結構，分子間力，分子柔 順性等有關，還受一些外部條件的影響。 聚合物的分子量、結構與性能 聚合物物理狀態(tài) 聚合物的分子量、結構與性能 結晶聚合物 ,類似其他結晶化合物 ,都有熔點 Tm。但聚 合物往往結晶不完全 ,存在有缺陷 ,并有分子量分布問題 , 因此有一熔融溫度范圍。 如圖 : 結晶對聚合物的性能有 較大的影響，聚合物結晶 度不同 ,表現出的性能也 不相同。 結晶聚合物 Tm T 溫度 形 變 0 非晶聚合物的溫度形變曲線（如圖） 根據試樣的力學性質隨溫度變 化的特征 ,可以把非晶聚合物 按溫度區(qū)域劃分為三種力學 狀態(tài) :玻璃態(tài) ,高彈態(tài)和粘流態(tài) 。 玻璃態(tài)和高彈態(tài)之間的轉變 , 稱為玻璃化轉變 ,對應的轉變 溫度稱 玻璃化溫度 Tg。 聚合物的分子量、結構與性能 溫度 形 變 0 玻璃態(tài) 高彈態(tài) 粘流態(tài) Tg Tf 非晶聚合物 玻璃化溫度和熔點 是聚合物使用時的重要指標。玻璃 化溫度是非晶聚合物的使用上限溫度 ,熔點則是結晶聚合 物的使用上限溫度。 聚合物的分子量、結構與性能 聚合物作為材料使用時要求具有必要的力學性能。對大部分應用而言 ,力學性能比聚合物的其他物理性能顯得更為重要。 各種聚合物對于機械應力的反應相差很大：例如聚苯 乙烯制品很脆，尼龍則很堅韌；輕度交聯的橡膠具有很高的彈性。 聚合物的力學性能 因此 ,不同使用目的的聚合物對力學性能指標的要求也不 相同。 彈性模量 拉伸強度 伸長率 塑料 150—4000MPa 10100Pa 20%800% 橡膠 1—50MPa 150Pa 500%1000% 纖維 350—5000MPa 350700Pa 10%50% 各種聚合物力學性能的差異 ,直接與各種結構因素有關 , 除化學組成外 ,這些結構因素包括分子量及分布 ,支化和 交聯 ,結晶與否 ,共聚的方式 ,分子取向 ,增塑及填料等。 聚合物的分子量、結構與性能 天 然 高 分 子的 直 接 利 用 天 然 高 分 子的 化 學 改 性 天然橡膠的硫化 , 硝化纖維的合成等 淀粉、蛋白質、棉麻絲、竹、木等 縮聚反應，自由基、配位、離子聚合等 高 分 子 合 成 高 分 子 時 代 高 分 子 科 學 簡 史 Hermann Staudinger : 把 “ 高分子 ” 這個概念引進科學領域，并確立了高分子溶液的粘度與分子量之間的關系（ 1953年諾貝爾獎）。 Carothers : 建立縮聚反應理論。 Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合 （ 1963年諾貝爾獎） Paul J. Flory : 聚合 反應 原理、高分子物理性質與結構的關系（ 1974年諾貝爾獎）。 Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger ：對導電聚合物的發(fā)現和發(fā)展（ 2022年諾貝爾獎）。 高 分 子 科 學 簡 史 高 分 子 科 學 高 分 子 化 學 研究聚合反應和高分子化學反應原理，選擇原料、確定路線、尋找催化劑、制訂合成工藝等。 研究聚合物的結構與性能的關系，為設計合成預定性能的聚合物提供理論指導，是溝通合成與應用的橋梁。 高 分 子 物 理 高 分 子 加 工 研究聚合物加工成型的原理與工藝。 高分子科學既是一門應用學科，也是一門基礎學科，它是建立在有機化學、物理化學、生物化學、物理學和力學等學科的基礎上逐漸發(fā)展而成的一門新興學科。 高 分 子 科 學 簡 史 制 約 因 素 解 決 途 徑 （ 1）延長使用壽命：減少廢棄； （ 2）回收利用：低性能應用，降解； （ 3）自然降解：自然分解回歸自然。 高分子制品廢棄后對 環(huán)境的污染 “在人類歷史上 ,幾乎沒有什么科學技術象高分子科學這樣對人類社會做出如此巨大的貢獻 .” 高 分 子 科 學 簡 史 第 一 章 緒 論 作業(yè)： P15 5 題， 6 題
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