第02讲 高分子链的结构

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1、第一章第一章 高分子的链结构高分子的链结构Polymer Chain Structure主要内容主要内容 高分子链的结构是指单个高分子链的结构与形态高分子链的结构是指单个高分子链的结构与形态,包括两个结构层次上的内容包括两个结构层次上的内容:n一次结构一次结构(近程结构近程结构): 是构成的最基本微观结构，包括是构成的最基本微观结构，包括其组成和构型。（可以理解为与链节有关的结构）其组成和构型。（可以理解为与链节有关的结构）n二次结构二次结构(远程结构远程结构): 大分子链的空间结构大分子链的空间结构(构象构象)以及以及链的柔顺性等。（可以理解为与整条链有关的结构）链的柔顺性等。（可以理解为与

2、整条链有关的结构）一级结构一级结构结构单元的化学组成结构单元的化学组成结构单元的构型结构单元的构型分子链的构造分子链的构造共聚物的序列结构共聚物的序列结构二级结构二级结构高分子链的形态高分子链的形态(构象构象)高分子的大小高分子的大小(分子量及分布分子量及分布)高分子链的高分子链的结构结构聚集态结构聚集态结构晶态结构晶态结构非晶态结构非晶态结构取向态结构取向态结构液晶态结构液晶态结构织态结构织态结构高聚物的结构高聚物的结构高聚物结构研究的内容：高聚物结构研究的内容：三级结构三级结构近程结构近程结构远程结构远程结构Chemical composition 化学组成化学组成Configuratio

3、n 构型构型 Architecture 构造构造Sequential structure 共聚物的序列结构共聚物的序列结构Microstructure高分子的结构高分子的结构(近程结构近程结构)Size 分子大小分子大小 Shape 分子形态分子形态 Morphology高分子的形态高分子的形态(远程结构远程结构)Polymer chain structure 高分子链结构高分子链结构The microstructure and morphology of single polymer chain. 单个高分子链的结构和形态。单个高分子链的结构和形态。 结构单元的化学组成结构单元的化学组成 高

4、分子链的构型高分子链的构型 分子构造分子构造 共聚物的连接序列共聚物的连接序列 1.1 高分子链的近程结构高分子链的近程结构以聚氯乙烯为例以聚氯乙烯为例( Polyvinyl Chloride PVC)H2CCH2nCl聚合度聚合度1.1.1 结构单元的化学组成结构单元的化学组成结构单元结构单元主链主链侧链基团侧链基团或取代基或取代基The Chemical Structures of some Polymers聚丙烯聚丙烯PP Polypropylene聚异丁烯聚异丁烯PIB Polyisobutylene聚丙烯酸聚丙烯酸PAA Polyacrylic acid聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲

5、酯PMMAPoly (methyl methacrylate)CH2CCnHOHOCH2CCnCH3OOCH3CH2CHCH3nCH2CH3nCCH3聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯 PVAc Polyvinyl acetate聚乙烯基甲基醚聚乙烯基甲基醚 PVMEPolyvinyl methyl etherCH2CCnHOCH3O聚丁二烯聚丁二烯PB Polybutadiene聚异戊二烯聚异戊二烯PIP PolyisopreneCH2CnHCH3OCH2CHCHCH3nCH2CCHCH3nCH3聚氯乙烯聚氯乙烯 PVC Polyvinyl ChlorideCH2HCCln聚偏二氯乙烯聚偏二氯乙烯PV

6、DCPolyvinylidene Chloride聚四氟乙烯聚四氟乙烯 PTFE Polytetrafluoroethylene Teflon聚丙烯腈聚丙烯腈 PAN Polyacrylonitrile聚甲醛聚甲醛 POM Polyformaldehyde CH2CClnClCF2CF2nCCH2nCNOCH2n聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺 Polyhexamethylene adipamide Nylon6-6聚氧化乙烯聚氧化乙烯 PEO PolyethyleneoxideOCH2n2NHCH26NHCOCH24COn聚己内酰胺聚己内酰胺 Poly( -caprolactam) or cap

7、rone i.e Nylon 6聚聚 -甲基苯乙烯甲基苯乙烯 Poly( -methyl) styreneCOCH25NHnH2CCCH3n聚苯醚聚苯醚 PPOPolyphenylene oxide, or Polyphenylene etherOCH3CH3n聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯 PET Polyethylene terephthlateCOCOOCH2CH2On聚碳酸酯 PC PolycarbonateOCOCnCH3CH3O聚醚醚酮聚醚醚酮 PEEK Polyether ether Ketone对苯二甲酰对苯二胺对苯二甲酰对苯二胺 PPTA Kevlar Poly(p-p

8、henylene-terephthalamide)COOOnCNONnCOHH聚酰亚胺聚酰亚胺 PI PolyimideNCCOONCCOOOn聚四甲基对亚苯基硅氧烷聚四甲基对亚苯基硅氧烷 TMPS Poly(tetramethyl p-silphenylene) siloxane聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷 Polydimethyl silioxane or silicon rubberSiCH3CH3OSiCH3CH3nOSiCH3CH3nComposition of Polymer Chain（只看主链）（只看主链）o碳链高分子碳链高分子 Carbon chain polymernPE,

9、 PP, PS, PVCo杂链高分子杂链高分子 Hetero-chain polymernPET, PA66o元素高分子元素高分子 Elementary chain polymern元素有机高分子元素有机高分子: 侧基为有机基团侧基为有机基团n无机高分子无机高分子: 侧基不为有机基团侧基不为有机基团o端基端基 End Groupo梯形和双螺旋型高分子分子的主链不是一条单链梯形和双螺旋型高分子分子的主链不是一条单链而是像而是像“梯子梯子”和和“双股螺线双股螺线”那样的高分子链。那样的高分子链。 1.1.2 高分子链的构型高分子链的构型 o构型（构型（configuration）: 是指分子中由化

10、学是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。键所固定的原子在空间的排列。n要改变构型，必须经过化学键的断裂与重组。要改变构型，必须经过化学键的断裂与重组。n构型不同的异构体有：旋光异构体（立体异构构型不同的异构体有：旋光异构体（立体异构体）和顺反异构体（几何异构体）体）和顺反异构体（几何异构体）n结构单元键接顺序不同所造成的键接异构有时结构单元键接顺序不同所造成的键接异构有时也归于构型的范畴。也归于构型的范畴。高分子的构型高分子的构型旋光异构旋光异构几何异构几何异构链接异构链接异构全同立构全同立构间同立构间同立构无规立构无规立构反式构型反式构型顺式构型顺式构型头头-头结构头结构头头-尾结构尾

11、结构CHHHHCCHHHHCCHH可以看出这些分子是对称的。如果把分子中可以看出这些分子是对称的。如果把分子中的氢互换位置，分子没有变化。的氢互换位置，分子没有变化。C1COOH2CH33OH4H5C1HOOC2CH33OH4H5化合物分子中的化合物分子中的一个碳原子与四一个碳原子与四个不同的原子相个不同的原子相连时，这个化合连时，这个化合物的空间可能有物的空间可能有两种不同排列两种不同排列,以上两个分子在空间不能重叠，它们并不是同以上两个分子在空间不能重叠，它们并不是同一种化合物一种化合物。旋光活性物质旋光活性物质：可使偏振光旋转的物质称为：可使偏振光旋转的物质称为旋光活性物质。旋光活性物质