【正文】 A）。發(fā)展可生物降解的產(chǎn)品是必要而且急需的，但 許多具體問題不能解決。 2022/2/1 21 人造心臟 人造關(guān)節(jié) 人工腎 2022/2/1 22 22 材料應(yīng)用 Relationship 材料結(jié)構(gòu) — 性能 — 制備 — 應(yīng)用關(guān)系 二 高分子物理的研究內(nèi)容 結(jié)構(gòu) 性能 高分子物理 研究內(nèi)容 2022/2/1 23 ①高分子的 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) ：高分子分子量很高 , 是由很大數(shù)目（ 103—105 數(shù)量級）的 結(jié)構(gòu)單元 組成的 ,。 ③高分子 結(jié)構(gòu) 具有 多分散性，不均一性 。其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對高分子材料的物理性能有很重要的影響 。 LDPE （ ）， PTFE（ ） ②良好的電性能：絕緣性能。 ④良好的化學(xué)穩(wěn)定性：耐化學(xué)溶劑。 ⑥良好的自潤滑性：用于軸承、齒輪。 ⑧寬范圍內(nèi)的力學(xué)性能：可選擇性。 ⑩漂亮美觀的裝飾性：可任意著色、表面修飾。 分子量分布：纖維 ， 分布窄些 ， 高分子量組分對強(qiáng)度性能不利 。 ② 凝聚態(tài)結(jié)構(gòu) 影響高分子材料性能： 結(jié)晶使材料強(qiáng)度 ↑， 但脆性 ↑， 韌性 ↓。 可加成核劑 ， 減小球晶尺寸；改變結(jié)晶溫度 ， 多成核 。 聚乙烯：改變螺桿轉(zhuǎn)速 ， 提高注射壓力和剪切力 →降低粘度 。緊緊抓住高聚物 結(jié)構(gòu)與性能 關(guān)系這一主線，將 分子運(yùn)動和熱轉(zhuǎn)變 作為聯(lián)系結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的 橋梁 ，把零散的知識融合成一體。 ? 我們要注重 培養(yǎng) 自學(xué)能力 ，課外能夠認(rèn)真看教材及參考書。 2022/2/1 27 2022/2/1 28 鏈結(jié)構(gòu) （單個高 分子） 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（許多高分子） 高分子結(jié)構(gòu)層次 高分子結(jié)構(gòu) 一級結(jié)構(gòu) 近程 結(jié)構(gòu) （化學(xué)結(jié)構(gòu)） 包括 結(jié)構(gòu)單元 的 化學(xué)組成 、 構(gòu)型、構(gòu)造 和 共聚物 的 序列結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu) 遠(yuǎn)程 結(jié)構(gòu) 高分子鏈 的形態(tài)（構(gòu)象）以及高分子的大小（分子量及分布） 高分子鏈之間 通過范德華力和氫鍵形成具有一定規(guī)則排列的 聚集態(tài) 結(jié)構(gòu)。 三級結(jié)構(gòu) 遠(yuǎn)程 結(jié)構(gòu) 近程 結(jié)構(gòu)：又稱為 化學(xué)結(jié)構(gòu) ， 因?yàn)樗男纬膳c改變會涉及到化學(xué)鍵的形成或斷裂。 組成 高分子： 由 千萬個小分子 化合物通過化學(xué) 聚合反應(yīng) , 聯(lián)結(jié)而成的 大分子化合物 。 高分子又稱 高聚物 或 聚合物 . 結(jié)構(gòu)單元 側(cè)鏈基團(tuán) 或 取代基 2022/2/1 30 167。 雜鏈高分子 ：主鏈原子除 C外，還含 O,N,S等雜原子。 按 結(jié)構(gòu)單元 的 主鏈元素組成 ： C HC H 3C H 2nC H 2 nC H 2無機(jī)高分子 ：主鏈與側(cè)鏈組成中均不含碳原子 P2 表 11 2022/2/1 31 雜鏈高分子 聚乙二醇 尼龍 —6 元素有機(jī)高分子 聚二甲基硅氧烷 碳鏈高分子 聚乙烯 聚丙烯 例： 2022/2/1 32 鑒別高分子鏈結(jié)構(gòu)單元的方法 ?X射線衍射法 ?紅外光譜法 ?拉曼光譜法 ?核磁共振法 …………… 2022/2/1 33 高聚物不同的異構(gòu)體 旋光異構(gòu) 幾何異構(gòu) 鍵接異構(gòu) 構(gòu)型（ configuration） 是指分子中由 化學(xué)鍵固定的 原子在空間的排列 。 167。 旋光異構(gòu) 手性分子 :能與其鏡像重合的兩個分子稱為手性分子， 具有 旋光性 旋光異構(gòu)體 : 這兩個手性分子稱為旋光異構(gòu)體，右旋 D/左旋 L物質(zhì) 性質(zhì) : 二者旋光性 不同 , 化學(xué)組成相同、其它物理化學(xué)性質(zhì)相同 α 2022/2/1 35 167。 每個單元均有兩種旋光異構(gòu)體 (D/L) 旋光性 高分子 —具有旋光異構(gòu)單元的高分子 C = C H H H Cl C C H H H Cl C C H H Cl H D L 據(jù)不同鍵接方式 全同立構(gòu) 間同立構(gòu) 無規(guī)立構(gòu) 2022/2/1 36 三種類型 (表征 —紅外光譜與核磁共振 ) 全同 立構(gòu) 無規(guī) 立構(gòu) 間同 立構(gòu) 高分子全部由 一種旋光異構(gòu)單元鍵接而成。 兩種旋光異構(gòu)單元 無規(guī)鍵接而成。 X為 CH3,前面兩種聚丙烯是等規(guī)聚丙烯，第三種是無規(guī)聚丙烯。分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，可結(jié)晶 。 幾何異構(gòu) －順反異構(gòu) 當(dāng) 組成 雙鍵 的 兩個 碳原子 同時(shí)被 兩個 不同的 原子或基團(tuán)取代 時(shí)，即可形成順式、反式兩種構(gòu)型，它們稱作 幾何異構(gòu)體 。 2022/2/1 38 如最簡單的共軛雙烯 丁二烯 可形成 三種不同的單體單元的聚合物 ： 1,2加成結(jié)構(gòu) 反式 1,4加成結(jié)構(gòu) 順式 1,4加成結(jié)構(gòu) 丁二烯： CH2=CHCH=CH2 1,4加聚雙烯類聚合物 主鏈 含有雙鍵 ,其上的取代基不能繞 C原子雙鍵旋轉(zhuǎn)，有順反式結(jié)構(gòu)。 鍵接異構(gòu) R 頭 尾 2022/2/1 40 167。 一般為 線形 ，還有 支化高分子 、 接技梳形高分子 、 星形 高分子、交聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 高分子、 樹枝狀 高分子、 “ 梯形 ” 高分子、 套環(huán)狀 高分子、 雙螺旋 型高分子等。 ? 鏈的支化 破壞 了分子的規(guī)整性，使其密度、結(jié)晶度、熔點(diǎn)、硬度等都比線型高聚物低。例如其流動性要比同類線型高分子熔體的流動性 差 。 交聯(lián) 高分子 不溶不熔 ,又稱 熱固性塑料 。 ? 熱固性塑料 具有良好的強(qiáng)度、耐熱性和耐溶劑性。 二、交聯(lián) 交聯(lián)高聚物 指鏈之間通過 支鏈 聯(lián)結(jié)成一個 三維空間網(wǎng)型 大分子。 2022/2/1 43 支化與交聯(lián)影響性能實(shí)例 表 12HDPE、 LDPE和交聯(lián) PE的性能和用途比較 高壓 聚乙烯 LDPE，由于 支化 破壞了分子的規(guī)整性，使其 結(jié)晶度 大大 降低 ； 低壓 聚乙烯 HDPE 是線型分子，易于 結(jié)晶 ，故在密度、熔點(diǎn)、結(jié)晶度和硬度方面都高于前者。 瓶、管、棒等（硬性） 95% 135℃ — 低壓聚乙烯 HDPE 薄膜（軟性） 60— 70% 105℃ — 高壓聚乙烯 LDPE 密度 熔點(diǎn) 結(jié)晶度 用途 交聯(lián)聚乙烯 熱縮材料 2022/2/1 44 橡膠的硫化與交聯(lián)度影響 ? 橡膠的硫化 是使聚異戊二烯的分子之間產(chǎn)生 硫橋 未經(jīng)硫化的橡膠，分子之間容易滑動，受力后會產(chǎn)生永久變形，不能回復(fù)原狀，因此使用價(jià)值小。 交聯(lián)度小 的橡膠（含硫 5%以下） 彈性較好 ， 交聯(lián)度大 的橡膠（含硫 20—30%） 彈性就差 ，交聯(lián)度再增加，機(jī)械強(qiáng)度和硬度都將增加，最后失去彈性而變脆。 ? 以由 A和 B兩種結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的二元共聚物，按其連接方式可分為以下統(tǒng)計(jì)型 (含無規(guī) )、交替型、嵌段型、接枝型高分子。 共聚物的序列結(jié)構(gòu) 2022/2/1 46 ABS樹脂、 HIPS樹脂和 SBS樹脂 常用的工程塑料 ABS樹脂大多數(shù)是由 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯組成的 三元接枝共聚物 。 ABS為質(zhì)硬、耐腐蝕、堅(jiān)韌、抗沖擊的性能優(yōu)良的熱塑性塑料 。具有“海島結(jié)構(gòu)”， 基體 苯乙烯是 塑料 ， 分散相聚丁二烯 是 橡膠 ，增韌作用。其分子鏈的 中段 是 聚丁二烯，兩端 是 聚苯乙烯 ， SBS具有兩相結(jié)構(gòu)， 橡膠相聚丁二烯 PB連續(xù)相 ，聚 苯乙烯 PS形成微區(qū)分散在橡膠相中，起物理交聯(lián)作用。