1、1第一章1、高分子结构:包括单个分子的结构和聚集态结构。结构对高分子材料的性能有着决定性的影响。2、 近程结构(一级结构) 链 结 构 高分子结构 远程结构(二级结构)聚集态结构(三级结构)一级结构(近程结构) 属于化学结构,包括构造和构型。即结构单元的连接方式。二级结构(远程结构) 包括分子的大小和形态,链的柔顺性及分子在各种环境中所采取的构象。即单个分子存在的形态。三级结构(聚集态结构) 包括晶态结构,非晶态结构,取向态结构,液晶态结构及织态结构。是描述高分子聚集体中的分子间是如何堆砌的。织态结构属于更高一级的结构。3、以单体单元的平均序列长度和嵌段数来描述共聚物的序列结构。平均序列长度:
2、例如: A B AA BBB A BB AA BBBB AAA B嵌段数 R:指在 100 个单体单元中出现的各种嵌段数的总和。交替共聚物:R=100,嵌段数与单体单元数相等。嵌段共聚物:R 0,这时嵌段为无限长。无规共聚物:0 0,所以 的正负,取决于 的正负及大小。FH溶解过程可分为几种情况: 极性高聚物溶解在极性溶剂中: 溶解时放热,过程的 0 ,所以要使 0,所以 1.7 2.0 时,高聚物不溶解。12如果聚合物与溶剂之间形成氢键作用力,则大大有利于聚合物的溶解。因为氢键的形成是放热反应,即 MSi下标 M 表示混合,上标 i 表示理想溶液。理想溶液:溶液中溶质分子之间、溶剂分子之间和
3、溶质与溶剂分子之间的相互作用都相等;溶解过程无体积变化和热焓的变化。 Huggins 相互作用参数 和第二维利系数( )的物理意义,Flory 温度( 温度) 及溶胀12A8因子 a; Huggins 参数 ,反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。1 第二维利系数 高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子间相互作用的一种量度,2A也是表征高分子在溶液中的形态参数。 Flory 温度( 温度)当 趋近 时,高分子溶液可视为理想溶液, Flory 导出12当 T 时, ,此时的温度 称为 Flory 温度121溶胀因子 a:在良溶剂中,高分子链的均方末端距和均方旋转半径,与 状态下相比较,都会有
4、相应的扩大。可以用一个参数 a 来表示高分子链扩张的程度。 溶液的含义和 条件; 溶液的含义:在一定的温度下选择适当的容积,或在一定的溶剂中选择适当的温度,可使聚合物分子卷曲而达到析出的临界状态,此时的聚合物溶液称为 溶液。 条件条件或 状态: 选择合适的溶剂和温度满足 =0 的条件。 状态下所用的溶剂称为 1E溶剂, 状态下所处的温度称为 温度(Flory 温度)。从高分子溶剂体系的 温度,也可以判断溶剂的溶解能力。第四章 高聚物的分子量1、数均分子量:按分子数统计平均的分子量重均分子量:按重量统计平均的分子量z 均分子量:以 Z 值为统计平均的分子量粘均分子量:用稀溶液粘度法测定的平均分子
5、量 ZMn2、分子量分布宽度的意义、分布宽度指数与多分散系数分子量分布宽度的意义:描述试样的分散程度。9分布宽度指数:各个分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值。分子量分布越宽,越大。2多分散系数 d 也是表征分子量分散程度的参数,分布越宽,d 值越大,对于单分散试样,d1。3、聚合物分子量的测定方法:端基分析法:如果高聚物的化学结构已知,高分子链末端带有可以用化学方法定量分析的基团,则从化学分析的结果,可以计算分子量。 (数均分子量在 以下的高聚物)4210沸点升高和冰点降低法:利用稀溶液的依数性测定溶质分子量的方法。在溶剂中加入不挥发性的溶质后,溶液的蒸气压下降,导致溶液的沸点比纯溶剂的
6、高,溶液的冰点比溶剂的低。溶液沸点升高Tb 和冰点降低Tf 的数值都正比于溶质的摩尔分数,即正比于溶液的浓度 C,与溶质的分子量 M 成反比。 (数均分子量,分子量测定上限为 2104 )膜渗透压法(数均分子量,分子量的测定范围为 )4106.51采用渗透压法测定分子量时,当分子量太大,由于 值减小而使实验的精确度降低;当分子量太小时,由于溶质分子能够穿过半透膜而使测定不可靠。渗透压法不适合测定未分级的含有大量低分子的聚合物,在采用渗透压法测定分子量之前,试样一般要先进行分级。第二、第三维利系数,它们表示与理想溶液的偏差。第二维利系数 的物理意义:高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子间相互
7、作用的2A一种量度,也是表征高分子在溶液中的形态参数,它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切的关系,其值大小取决于高分子-溶剂体系和实验温度 在良溶剂中,高分子链由于溶剂化作用而扩张,链段之间的相互作用以排斥力为主,高分子线团伸展, 0, 1/2 时,11高分子链紧缩, 0;2A 当 1/2 时, 0,表示高分子链段之间由于溶剂化及排斥体积效应所表现的斥1力与链段之间的引力相抵消,此时排斥体积为零,无远程相互作用,此时高分子溶液为理想溶液,此时的溶剂称为 溶剂,此时的温度称为 温度。 继续加入不良溶剂或降低温度时,高分子会沉淀出来。气相渗透压法:(数均分子量,分子量的测定范围为 40 )4
8、31010光散射法:(重均分子量)超速离心沉降法:(数均分子量和 Z 均分子量)粘度法:(粘均分子量)第五章 高聚物的分子量分布(1)分子量分布的表示方法(离散型的图解表示和连续型的分子量分布曲线) ,Schulz 函数、董函数,对数正态分布函数等各种分布函数。(2)聚合物的沉淀与溶解分级方法、原理,画出积分分布曲线和微分分布曲线;逐步降温分级法: 将聚合物溶解在某种合适的溶剂中,逐渐降温,使溶液分相,把凝液相逐一取出,得到若干个分级,先得到的级分平均分子量最大,以后依次降低。原理:高分子的内聚能随分子量的增加而增大,高临界共溶温度和分子量也有依赖性。逐步沉淀分级法:在恒温条件下,在高分子溶液
9、中逐渐加入沉淀剂,使之产生相分离,将浓相取出,称为第一个级分;然后在稀相中再加入沉淀剂,又产生相分离,取出浓相,称为第二个级分,如此继续下去,得到若干个级分。原理:恒温条件下,在溶液中逐步加入与溶剂互溶的高分子沉淀剂,使得溶剂对高分子的溶解能力降低,不足以克服高分子间的内聚能,使临界共溶温度升高,导致溶液分相。沉淀点:用 表示,其是溶液刚刚开始相分离时,沉淀剂在溶剂沉淀剂体系中所占的体积分数。其值与分子量有依赖性。逐步溶解分级法逐步溶解分级法(柱上溶解分级法) 把待分级的试样配成溶液,涂布在玻璃粉上,烘干,装在外有恒温夹套的玻璃柱中,用由溶剂和沉淀剂组成的混合剂抽提聚合物,开始时,沉淀剂的含量较高,混合溶剂的溶解能力很弱,只有最小的分子才能被溶解下来。取出第一级分,增加混合溶剂中溶剂的含量,再抽提,得到分子量稍大的第二个级分,依次继续下去,可得到一系列分子量递增的级分。(3)GPC 的分离原理、实验方法、数据处理。 GPC 的分离原理:凝胶色谱的分离原理众说不一,有体积排除、限制扩散、流动分离等各种解释。实验证明,体积排除的分离机理起主要作用,所以凝胶色谱又被称为体积排除色谱(SEC)实验方法:数据处理:第六章 高 聚物的分子运动