1、11924D,第三章 高分子材料的结构,第一节 高分子材料概述 第二节 高分子链的结构及构象 第三节 高分子的聚集态结构 第四节 高分子材料的性能与结构,11924D,第一节 高分子材料概述,一、高分子材料的基本概念 1.高分子化合物 2.单体 3.链节 4.聚合度 5.官能度 6.多分散性 7.平均相对分子质量,11924D,第一节 高分子材料概述,图3-1 高分子聚乙烯的形成,2.缩聚反应,二、高分子材料的合成 1.加聚反应,11924D,第一节 高分子材料概述,三、高分子材料的分类 1.按聚合反应的类型分类 2.按高分子的几何结构分类,图3-2 聚脂纤维的缩聚反应,11924D,第二节
2、高分子链的结构及构象,一、高分子链的化学组成 1.碳链高分子 2.杂链高分子 3.元素有机高分子,11924D,第二节 高分子链的结构及构象,图3-5 高分子链的结构形态 a)线型 b)支化 c)梳形 d)星形 e)交联 f)体型,三、高分子链的几何形状,11924D,第二节 高分子链的结构及构象,四、高分子链的构象及柔顺性 1.高分子链的构象 2.高分子链的柔顺性,图3-6 单键内旋示意图,11924D,第二节 高分子链的结构及构象,图3-7 柔性高分子链的末端距和链段示意图,11924D,第三节 高分子的聚集态结构,一、晶态聚合物的结构 1.缨状胶束结构模型,图3-8 缨状胶束结构模型 a
3、)未受外力拉伸 b)受外力拉伸,11924D,第三节 高分子的聚集态结构,图3-9 折迭链结构模型,2.折迭链结构模型,11924D,第三节 高分子的聚集态结构,图3-10 高分子材料的几种非晶态结构模型 a)无规线团模型 b)折迭链缨状胶粒模型,二、非晶态聚合物的结构 1.无序结构模型,11924D,第三节 高分子的聚集态结构,图3-11 聚合物的Hosemann模型,2.局部有序结构模型,11924D,第三节 高分子的聚集态结构,三、聚合物的结晶度与玻璃化温度 1.结晶度 2.分子结构对结晶能力的影响,11924D,第三节 高分子的聚集态结构,图3-12 有结晶倾向的聚合物由熔点 冷却时比
4、体积与温度的关系 A液态 B液态(有某些弹性反应) C过冷液体(橡胶态) D玻璃态 E微晶在过冷液体的基体中 F微晶在玻璃基体中 G完全晶态,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,一、高分子材料的主要性能特点 二、高分子材料的性能与结构的关系,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,表3-1 基本的高分子材料,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,表3-1 基本的高分子材料,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,表3-1 基本的高分子材料,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,三、改变高分子材料性能的途径 1.改变结晶度 2.改变侧基的性质,图3-13 尼
5、龙-66的屈服强度与结晶度的关系,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,表3-2 侧基的极性与链的柔顺性,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,图3-14 ABS共聚物的结构,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,图3-15 尼龙拉拔时的应力-应变曲线,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,1.何谓单体、聚合物和链节?它们相互之间有什么关系? 请写出以下高分子链节的结构式： 2.加聚反应和缩聚反应有何不同? 3.说明官能度与聚合物结构形态的关系。 4.聚合物的分子结构对主链的柔顺性有什么影响? 5.在热塑性塑料中结晶度如何影响密度和强度，请解释之。 6.为什么聚
6、乙烯容易结晶，而聚氯乙烯则难以结晶?为什么在热塑性塑料中完全结晶不大可能? 7.说明交联的作用，它如何改变聚合物的结构和性能? 8.热固性塑料和热塑性塑料的碎片能重复使用吗?为什么?,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,9.根据结构和特性对线型聚合物、网状聚合物和弹性体加以区分。 10.提高高分子材料强度的途径有哪些? 11.高弹性有哪些特征?在什么条件下聚合物能充分表现出高弹性? 12.什么是ABS塑料?它有什么用途?它的冲击性能为何能得到改善? 13.每克聚氯乙烯有1020个分子。 14.三元共聚物ABS，其三组分的质量分数相等。 15.已知聚氯乙烯的平均相对分子质量是27，500，问其平均聚合度是多少?,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,16.设有一聚合物样品，由10mol相对分子质量为104、40mol相对分子质量为2103和50mol相对分子质量为105的三种大分子组成。 17.为使10%的链节交联，100g的氯丁二烯中应加多少硫?(假定所有的硫都被利用了)。 18.如制品中含18.5%的硫(质量分数)，问有多少分数的丁二烯(C4H6)发生交联?(假定所有的硫都用于交联，且每一结构单元中只有一个硫)。 19.解释下表中每个编号的聚合物为什么具有所示的结晶度?,11924D,第四节 高分子材料的性能与结构,表格,
