《高分子化學(xué)緒論》

1、整理課件整理課件1高分子化學(xué)高分子化學(xué)整理課件整理課件2Chapter 1 整理課件整理課件3高分子化學(xué)聚合物的基本特征聚合物的基本特征部分結(jié)晶狀態(tài)部分結(jié)晶狀態(tài)聚合物的聚合物的基本特征基本特征相對(duì)分子質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量方面特征量方面特征具有巨大具有巨大分子質(zhì)量分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量多分散性量多分散性平均相對(duì)平均相對(duì)分子質(zhì)量分子質(zhì)量相對(duì)分子相對(duì)分子質(zhì)量分布質(zhì)量分布數(shù)均分子質(zhì)量數(shù)均分子質(zhì)量質(zhì)均分子質(zhì)量質(zhì)均分子質(zhì)量粘均分子質(zhì)量粘均分子質(zhì)量分布曲線分布曲線分布指數(shù)分布指數(shù)結(jié)構(gòu)方結(jié)構(gòu)方面特征面特征大分子大分子鏈結(jié)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)聚集態(tài)聚集態(tài) 特特 征征無(wú)定型狀態(tài)無(wú)定型狀態(tài)高度

2、結(jié)晶狀態(tài)高度結(jié)晶狀態(tài)玻璃態(tài)玻璃態(tài)橡膠態(tài)橡膠態(tài)粘流態(tài)粘流態(tài)非晶態(tài)非晶態(tài)晶晶 態(tài)態(tài)線形結(jié)構(gòu)線形結(jié)構(gòu)支鏈結(jié)構(gòu)支鏈結(jié)構(gòu)交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)結(jié)構(gòu)重復(fù)單元結(jié)構(gòu)重復(fù)單元結(jié)構(gòu)序列結(jié)構(gòu)序列結(jié)構(gòu)立體異構(gòu)立體異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)幾何異構(gòu)幾何異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)整理課件整理課件4微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)1.1.結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)：決定聚合物的種類(lèi)和性能最主要因素。決定聚合物的種類(lèi)和性能最主要因素。2.2.序列結(jié)構(gòu)序列結(jié)構(gòu)(sequential structure)(sequential structure)：鏈中結(jié)構(gòu)單元的連接順序。鏈中結(jié)構(gòu)單元的連接順序。 單體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件影響結(jié)構(gòu)單元的連接順序。單體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件影響結(jié)

3、構(gòu)單元的連接順序。大分子的大分子的微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元的本身結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元的本身結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元相互鍵接而成的結(jié)構(gòu)單元相互鍵接而成的序列結(jié)構(gòu)序列結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單元在空間排布的結(jié)構(gòu)單元在空間排布的立體異構(gòu)立體異構(gòu)整理課件整理課件5頭頭- -尾連接尾連接頭頭- -頭連接頭連接尾尾- -尾連接尾連接如單體如單體CH2=CHX聚合時(shí)，所得單體單元結(jié)構(gòu)如下：聚合時(shí)，所得單體單元結(jié)構(gòu)如下：CH2CH CH2XCHXCH2CH CHXCH2XCH CH2CH2CHXXCH2CHX首首尾尾單體單元連接方式可有如下三種：?jiǎn)误w單元連接方式可有如下三種：序列結(jié)構(gòu)說(shuō)明序列結(jié)構(gòu)說(shuō)明整理課件整理課件63.3.結(jié)構(gòu)單元在空間排布的

4、立體異構(gòu)結(jié)構(gòu)單元在空間排布的立體異構(gòu) 原子或取代基在空間排列方式不同引起的原子或取代基在空間排列方式不同引起的 對(duì)映體異構(gòu)對(duì)映體異構(gòu) (antimer isomerism) 幾何異構(gòu)幾何異構(gòu) (rotamerism) 構(gòu)象構(gòu)象(conformation)（1）對(duì)映體異構(gòu)（又稱(chēng)手性異構(gòu)）對(duì)映體異構(gòu)（又稱(chēng)手性異構(gòu)） 不對(duì)稱(chēng)碳原子上的基團(tuán)空間排列引起不對(duì)稱(chēng)碳原子上的基團(tuán)空間排列引起若高分子中含有手性若高分子中含有手性C原子原子,則其立體構(gòu)型可有則其立體構(gòu)型可有D型型和和L型，據(jù)其連接方式可分為如下三種：型，據(jù)其連接方式可分為如下三種：整理課件整理課件7根據(jù)旋光異構(gòu)體在高分子鏈中的鏈接方式，以乙烯基高

5、分根據(jù)旋光異構(gòu)體在高分子鏈中的鏈接方式，以乙烯基高分子（子（CH2CHX）立體構(gòu)型為例）立體構(gòu)型為例, 聚合物鏈的三種立體聚合物鏈的三種立體構(gòu)成分如下構(gòu)成分如下.三種構(gòu)型性能差別大三種構(gòu)型性能差別大,構(gòu)型主要由引發(fā)劑控制構(gòu)型主要由引發(fā)劑控制.等規(guī)度：全同或間同立構(gòu)單元所占的百分?jǐn)?shù)等規(guī)度：全同或間同立構(gòu)單元所占的百分?jǐn)?shù)整理課件整理課件8請(qǐng)判斷下列高分子鏈各屬于哪種立體異構(gòu)請(qǐng)判斷下列高分子鏈各屬于哪種立體異構(gòu)?整理課件整理課件9（2 2）幾何異構(gòu)（）幾何異構(gòu)（Stereoisomerism）主鏈上有不飽和鍵所引起的異構(gòu)現(xiàn)象主鏈上有不飽和鍵所引起的異構(gòu)現(xiàn)象整理課件整理課件10例如例如:異戊二烯烴異戊

6、二烯烴(isoprene) 1,4加成后，主鏈上有雙鍵，與雙鍵連加成后，主鏈上有雙鍵，與雙鍵連接的碳原子不能繞主鏈旋轉(zhuǎn)。順式和反式聚合物的性能差別很大接的碳原子不能繞主鏈旋轉(zhuǎn)。順式和反式聚合物的性能差別很大. 順式順式(cis form)異構(gòu)體異構(gòu)體(性能優(yōu)良的天然橡膠性能優(yōu)良的天然橡膠) 反式構(gòu)型反式構(gòu)型.avi(trans form) 異構(gòu)體異構(gòu)體(半結(jié)晶的塑料半結(jié)晶的塑料)整理課件整理課件11（3 3）構(gòu)象）構(gòu)象(conformation) 伸展鏈伸展鏈spreading chain 無(wú)規(guī)線團(tuán)無(wú)規(guī)線團(tuán)random coil 折疊鏈折疊鏈folded chain 螺旋鏈螺旋鏈spiral

7、chain 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：C-C單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)(internal rotation)引起碳原引起碳原子在空間位置上的變化。子在空間位置上的變化。高分子鏈在空間存在的各種形狀高分子鏈在空間存在的各種形狀整理課件整理課件12高分子鏈的幾何形狀大致有三種：線形、支鏈形、體形高分子鏈的幾何形狀大致有三種：線形、支鏈形、體形高分子的鏈結(jié)構(gòu)高分子的鏈結(jié)構(gòu)高分子化學(xué)高分子化學(xué)線形線形 支鏈形支鏈形 體形體形宏觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)星形星形梯形梯形其它新型結(jié)構(gòu)的高分子，如其它新型結(jié)構(gòu)的高分子，如星形聚合物、梯形聚合物星形聚合物、梯形聚合物等。等。整理課件整理課件13如同一根長(zhǎng)鏈，無(wú)支鏈如同一根長(zhǎng)鏈，無(wú)

8、支鏈v其長(zhǎng)鏈可能比較伸展，也可能卷曲成團(tuán)；其長(zhǎng)鏈可能比較伸展，也可能卷曲成團(tuán)；v適當(dāng)溶劑可溶解，加熱可以熔融適當(dāng)溶劑可溶解，加熱可以熔融;v高彈性、塑性好，硬度低高彈性、塑性好，硬度低;例如：合成纖維和大多數(shù)塑料都是線型分子例如：合成纖維和大多數(shù)塑料都是線型分子.線型高分子線型高分子可溶可熔可溶可熔整理課件整理課件14線形線形高分子高分子如：如： 線型縮聚中，單體須具有兩個(gè)反應(yīng)能力的線型縮聚中，單體須具有兩個(gè)反應(yīng)能力的官能團(tuán)官能團(tuán) 如二元酸和二元醇；如二元酸和二元醇； 加聚中烯類(lèi)單體的加聚中烯類(lèi)單體的鍵鍵 ； 環(huán)狀單體開(kāi)環(huán)聚合中的環(huán)狀單體開(kāi)環(huán)聚合中的斷裂單鍵斷裂單鍵；如如: 聚丙烯、聚氯乙烯等

9、塑料，滌綸樹(shù)脂、聚酰胺聚丙烯、聚氯乙烯等塑料，滌綸樹(shù)脂、聚酰胺-66、聚丙、聚丙烯腈等纖維均為線形聚合物。烯腈等纖維均為線形聚合物。形成的基本條件形成的基本條件2 官能團(tuán)單體官能團(tuán)單體整理課件整理課件15指線形主鏈上帶支鏈指線形主鏈上帶支鏈,即分子鏈上帶一些長(zhǎng)短不同即分子鏈上帶一些長(zhǎng)短不同的支鏈的支鏈.v有的支鏈?zhǔn)蔷酆现凶匀恍纬桑挥械挠械闹ф準(zhǔn)蔷酆现凶匀恍纬?；有的支鏈則是人為的通過(guò)反應(yīng)接枝而上；支鏈則是人為的通過(guò)反應(yīng)接枝而上；v適當(dāng)溶劑可溶解，加熱可以熔融適當(dāng)溶劑可溶解，加熱可以熔融.支鏈高分子支鏈高分子可溶可熔可溶可熔整理課件整理課件16許多許多線形或支鏈形大分子由線形或支鏈形大分子由化學(xué)鍵

10、化學(xué)鍵連接而成的連接而成的交聯(lián)交聯(lián)(crosslinking)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 。v整個(gè)高分子鍵合成一個(gè)整體整個(gè)高分子鍵合成一個(gè)整體,可看成是線形或可看成是線形或 支鏈高分子以化學(xué)鍵交聯(lián)而成支鏈高分子以化學(xué)鍵交聯(lián)而成;v不溶于任何溶劑，也不能熔融不溶于任何溶劑，也不能熔融；v硬度高、脆性大、無(wú)彈性和塑性。硬度高、脆性大、無(wú)彈性和塑性。體形高分子體形高分子不溶不熔不溶不熔整理課件整理課件17說(shuō)說(shuō) 明明交聯(lián)聚合物交聯(lián)聚合物又稱(chēng)又稱(chēng)網(wǎng)狀聚合物網(wǎng)狀聚合物或或體形聚合物體形聚合物，是借助于多官能團(tuán)單，是借助于多官能團(tuán)單體的反應(yīng)或某種助劑（如硫）將聚合物交聯(lián)起來(lái)而得到的。體的反應(yīng)或某種助劑（如硫）將聚合物交聯(lián)起來(lái)

11、而得到的。交聯(lián)程度淺交聯(lián)程度淺, , 受熱可軟化，適當(dāng)溶劑可溶脹受熱可軟化，適當(dāng)溶劑可溶脹; ;交聯(lián)程度深的交聯(lián)程度深的, , 既既不溶解不溶解, , 又不熔融，即又不熔融，即不溶不熔不溶不熔。典型的例子是橡膠的硫化典型的例子是橡膠的硫化(sulfuration)(sulfuration)大分子的幾何形狀與聚合物的物理性質(zhì)密切相關(guān)大分子的幾何形狀與聚合物的物理性質(zhì)密切相關(guān)線形和支鏈形聚合物：可溶可熔線形和支鏈形聚合物：可溶可熔熱塑性聚合物熱塑性聚合物交聯(lián)聚合物：分子鏈間存在化學(xué)鍵的交聯(lián)，不溶不熔交聯(lián)聚合物：分子鏈間存在化學(xué)鍵的交聯(lián)，不溶不熔 熱固熱固性聚合物性聚合物整理課件整理課件18 高分子

12、之間以次價(jià)鍵（范德華力）聚集。由于相對(duì)高分子之間以次價(jià)鍵（范德華力）聚集。由于相對(duì)分子質(zhì)量很大，總的次價(jià)鍵力超過(guò)共價(jià)鍵力。因此分子質(zhì)量很大，總的次價(jià)鍵力超過(guò)共價(jià)鍵力。因此高分子只有固態(tài)和液態(tài)，沒(méi)有氣態(tài)。高分子只有固態(tài)和液態(tài)，沒(méi)有氣態(tài)。高分子的凝聚態(tài)高分子的凝聚態(tài)( (聚集態(tài)聚集態(tài)) )結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：是高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即指在分子間力作用是高聚物材料整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即指在分子間力作用下大分子相互斂集在一起形成的組織結(jié)構(gòu)。它包括晶下大分子相互斂集在一起形成的組織結(jié)構(gòu)。它包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)。態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向態(tài)結(jié)構(gòu)、液晶態(tài)結(jié)構(gòu)。整理課件整理課件19高分子有高

13、分子有兩種狀態(tài)兩種狀態(tài)固固 態(tài)態(tài)高聚物高聚物液液 態(tài)態(tài)高聚物高聚物晶態(tài)晶態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)非晶態(tài)非晶態(tài)結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)又又 稱(chēng)稱(chēng)粘流態(tài)粘流態(tài)兩種聚集狀態(tài)兩種聚集狀態(tài)玻璃態(tài)玻璃態(tài)三個(gè)力學(xué)狀態(tài)三個(gè)力學(xué)狀態(tài)粘流態(tài)粘流態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài) 又稱(chēng)又稱(chēng)無(wú)定形結(jié)構(gòu)無(wú)定形結(jié)構(gòu)TgTf兩個(gè)特征溫度兩個(gè)特征溫度高分子的物理狀態(tài)高分子的物理狀態(tài)整理課件整理課件20聚合物物理性質(zhì)與溫度的關(guān)系聚合物物理性質(zhì)與溫度的關(guān)系盡管結(jié)構(gòu)無(wú)變化，但對(duì)于不同溫度或外力，盡管結(jié)構(gòu)無(wú)變化，但對(duì)于不同溫度或外力，分子運(yùn)動(dòng)是不同的分子運(yùn)動(dòng)是不同的，物理性質(zhì)也不同，物理性質(zhì)也不同Rubber 在低溫下變硬在低溫下變硬PMMA, T100 C, 變軟變軟Why？整

14、理課件整理課件21高分子的力學(xué)狀態(tài)高分子的力學(xué)狀態(tài): : 聚合物聚合物對(duì)外場(chǎng)對(duì)外場(chǎng)特別是外力場(chǎng)的特別是外力場(chǎng)的響應(yīng)特性響應(yīng)特性來(lái)來(lái)劃分的物理狀態(tài)。劃分的物理狀態(tài)。玻璃態(tài)：玻璃態(tài)：整個(gè)分子鏈和鏈段兩種運(yùn)動(dòng)單元都不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)整個(gè)分子鏈和鏈段兩種運(yùn)動(dòng)單元都不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)橡膠態(tài)（高彈態(tài)）：橡膠態(tài)（高彈態(tài)）：鏈段運(yùn)動(dòng)而整個(gè)分子鏈不運(yùn)動(dòng)鏈段運(yùn)動(dòng)而整個(gè)分子鏈不運(yùn)動(dòng)粘流態(tài)：粘流態(tài)：整個(gè)分子鏈和鏈段兩種運(yùn)動(dòng)單元都容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)整個(gè)分子鏈和鏈段兩種運(yùn)動(dòng)單元都容易發(fā)生運(yùn)動(dòng)整理課件整理課件22注意注意: :轉(zhuǎn)變溫度轉(zhuǎn)變溫度玻璃態(tài)玻璃態(tài) 高彈態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài) 粘流態(tài)粘流態(tài)TgTf但但Tg 和和Tf不是相轉(zhuǎn)變溫度不是相轉(zhuǎn)

15、變溫度整理課件整理課件23從分子運(yùn)動(dòng)角度看 高分子處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)高分子處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 高分子就有不同的力學(xué)狀態(tài)高分子就有不同的力學(xué)狀態(tài) 聚合物就表現(xiàn)出不同的性質(zhì)聚合物就表現(xiàn)出不同的性質(zhì)整理課件整理課件24高分子熱運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)高分子熱運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):主要兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元主要兩個(gè)運(yùn)動(dòng)單元1.1.整個(gè)分子鏈運(yùn)動(dòng)整個(gè)分子鏈運(yùn)動(dòng)_整鏈整鏈以高分子鏈為一整體作質(zhì)量中心移動(dòng)，即分子鏈間相對(duì)位移。以高分子鏈為一整體作質(zhì)量中心移動(dòng)，即分子鏈間相對(duì)位移。聚合物加工中的流動(dòng)聚合物加工中的流動(dòng)聚合物使用中的尺寸不穩(wěn)聚合物使用中的尺寸不穩(wěn)定性定性( (塑性形變、永久形變塑性形變、永久形變) )整個(gè)分子鏈運(yùn)動(dòng)的結(jié)果整個(gè)分子

16、鏈運(yùn)動(dòng)的結(jié)果2.2.鏈段運(yùn)動(dòng)鏈段運(yùn)動(dòng)主鏈主鏈鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，使分子中一部分鏈段相對(duì)于另一部分鏈段而鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，使分子中一部分鏈段相對(duì)于另一部分鏈段而運(yùn)動(dòng)，但可以保持分子質(zhì)量中心不變（宏觀上不發(fā)生塑性形變）。運(yùn)動(dòng)，但可以保持分子質(zhì)量中心不變（宏觀上不發(fā)生塑性形變）。高彈性：高彈性：鏈段運(yùn)動(dòng)的結(jié)果（拉伸鏈段運(yùn)動(dòng)的結(jié)果（拉伸回復(fù)）回復(fù)）整理課件整理課件25 （1 1）非晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài)）非晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài) 高聚物可以是完全的非晶態(tài)；高聚物可以是完全的非晶態(tài)； 非晶態(tài)高聚物的分子鏈處于無(wú)規(guī)線團(tuán)狀態(tài)。這種纏結(jié)、混非晶態(tài)高聚物的分子鏈處于無(wú)規(guī)線團(tuán)狀態(tài)。這種纏結(jié)、混雜的狀態(tài)也可能存在著一定程度的

17、有序性。雜的狀態(tài)也可能存在著一定程度的有序性。 非晶態(tài)高分子沒(méi)有熔點(diǎn)，在比體非晶態(tài)高分子沒(méi)有熔點(diǎn)，在比體積積- -溫度曲線上有一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此溫度曲線上有一轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為玻璃化轉(zhuǎn)變溫玻璃化轉(zhuǎn)變溫度度，用，用TgTg表示表示。TgTg定義定義：玻璃玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，即鏈段態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度，即鏈段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)或凍結(jié)的溫度。開(kāi)始運(yùn)動(dòng)或凍結(jié)的溫度。整理課件整理課件261.1.玻璃態(tài)（玻璃態(tài)（TTg）（1 1）運(yùn)動(dòng)單元：運(yùn)動(dòng)單元：鏈段的運(yùn)動(dòng)處于凍結(jié)狀態(tài)，只有鏈段的運(yùn)動(dòng)處于凍結(jié)狀態(tài)，只有小尺寸單元的運(yùn)動(dòng)或小尺寸單元的運(yùn)動(dòng)或 鍵長(zhǎng)、鍵角的改變（外力作用，順時(shí)彈性形鍵長(zhǎng)、鍵角的

18、改變（外力作用，順時(shí)彈性形變）。變）。（2 2）性質(zhì)和小分子的玻璃差不多性質(zhì)和小分子的玻璃差不多 ，比較堅(jiān)硬，受力時(shí)形變很小，比較堅(jiān)硬，受力時(shí)形變很小。 （3 3）常溫下處于玻璃態(tài)的聚合物通常用作塑料。）常溫下處于玻璃態(tài)的聚合物通常用作塑料。PSPS、PMMAPMMA、PVCPVC等等。 在在TgTg以下以下，聚合物處，聚合物處玻璃態(tài)玻璃態(tài)，其質(zhì)，其質(zhì)硬，性脆，無(wú)彈性，類(lèi)似玻璃，體硬，性脆，無(wú)彈性，類(lèi)似玻璃，體積粘度大，鏈段運(yùn)動(dòng)受限，比體積積粘度大，鏈段運(yùn)動(dòng)受限，比體積隨溫度變化率較小。隨溫度變化率較小。將一非晶態(tài)高聚物試樣，施一恒定外力，記錄試樣的形變隨溫將一非晶態(tài)高聚物試樣，施一恒定外力，

19、記錄試樣的形變隨溫度的變化，可得到度的變化，可得到溫度形變曲線溫度形變曲線或或熱機(jī)械曲線熱機(jī)械曲線。TgTf 形變形變 玻璃態(tài)玻璃態(tài) 高彈態(tài)高彈態(tài) 粘流態(tài)粘流態(tài)非晶態(tài)高聚物溫度非晶態(tài)高聚物溫度-形變關(guān)系曲線形變關(guān)系曲線 溫度溫度整理課件整理課件27當(dāng)升溫到當(dāng)升溫到Tf Tf （粘流溫度）時(shí)（粘流溫度）時(shí)，鏈，鏈段運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，有明顯分子間位移，段運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，有明顯分子間位移，物料熔融達(dá)到象液體一樣的流動(dòng)狀物料熔融達(dá)到象液體一樣的流動(dòng)狀態(tài)，即態(tài)，即粘流態(tài)粘流態(tài)。溫度升高到溫度升高到TgTg以上以上，聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)椋酆衔镛D(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)（高彈態(tài)）橡膠態(tài)（高彈態(tài)），質(zhì)軟而有，質(zhì)軟而有彈性，鏈段能較自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，

20、比體積隨溫度變化率較大。玻璃態(tài)彈性，鏈段能較自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，比體積隨溫度變化率較大。玻璃態(tài)和高彈態(tài)均為固體。和高彈態(tài)均為固體。非晶態(tài)高分非晶態(tài)高分子二個(gè)重要子二個(gè)重要特征溫度特征溫度2.2.高彈態(tài)（高彈態(tài)（Tg Tf） （2 2）力學(xué)特征：高彈態(tài)）力學(xué)特征：高彈態(tài) 形變量大形變量大模量小模量小形變可逆形變可逆（3 3）常溫下力學(xué)性質(zhì)處于高彈態(tài)的高聚物用作橡膠材料）常溫下力學(xué)性質(zhì)處于高彈態(tài)的高聚物用作橡膠材料（1 1）運(yùn)動(dòng)單元：鏈段運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)單元：鏈段運(yùn)動(dòng)整理課件整理課件28Tf 高彈態(tài)和粘流態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度，即整鏈開(kāi)始高彈態(tài)和粘流態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度，即整鏈開(kāi)始 運(yùn)動(dòng)的溫度。運(yùn)動(dòng)的溫度。3.3.粘流態(tài)

21、（粘流態(tài)（TTf ）（1 1）運(yùn)動(dòng)單元：整鏈分子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，外力作用下，）運(yùn)動(dòng)單元：整鏈分子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，外力作用下，鏈之間產(chǎn)生相對(duì)位移。產(chǎn)生不可逆形變。鏈之間產(chǎn)生相對(duì)位移。產(chǎn)生不可逆形變。（2 2）力學(xué)特征：形變量更大、模量更低）力學(xué)特征：形變量更大、模量更低（3 3）T Tf f與平均分子量有關(guān)與平均分子量有關(guān)整理課件整理課件29 晶態(tài)結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)高聚物可以高度結(jié)晶，但不能達(dá)到高聚物可以高度結(jié)晶，但不能達(dá)到100100，即結(jié)晶高聚物可，即結(jié)晶高聚物可處于晶態(tài)和非晶態(tài)兩相共存的狀態(tài)。處于晶態(tài)和非晶態(tài)兩相共存的狀態(tài)。 聚合物結(jié)晶能力與其鏈結(jié)構(gòu)及外界條件有關(guān)聚合物結(jié)晶能力與其鏈結(jié)構(gòu)及外界條件有關(guān) 內(nèi)因

22、：內(nèi)因：大分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性、分子間力、分子鏈柔性等。大分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性、分子間力、分子鏈柔性等。 外因：外因：拉力、溫度等。拉力、溫度等。 拉伸拉伸: 有利于有序排列，使結(jié)晶度提高。有利于有序排列，使結(jié)晶度提高。 溫度溫度: 慢慢冷卻，與結(jié)晶速度相適應(yīng)，有利于有序排列和結(jié)晶。慢慢冷卻，與結(jié)晶速度相適應(yīng)，有利于有序排列和結(jié)晶。 （2 2）晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài)）晶態(tài)聚合物的力學(xué)狀態(tài)整理課件整理課件30結(jié)晶熔融溫度，結(jié)晶熔融溫度，T Tm m，是結(jié)晶是結(jié)晶高聚物的主要熱轉(zhuǎn)變溫度。高聚物的主要熱轉(zhuǎn)變溫度。由于結(jié)晶存在缺陷，并有分由于結(jié)晶存在缺陷，并有分子量分布等原因，結(jié)晶聚合子量分布等原因，結(jié)晶聚合物熔點(diǎn)

23、有一范圍。物熔點(diǎn)有一范圍。由于結(jié)晶部分的存在，鏈段由于結(jié)晶部分的存在，鏈段運(yùn)動(dòng)受到限制，運(yùn)動(dòng)受到限制，Tg和和Tm之之間不出現(xiàn)高彈態(tài)。間不出現(xiàn)高彈態(tài)。TgTm 溫溫 度度 比體積比體積 玻玻 璃璃 態(tài)態(tài) 高高 彈彈 態(tài)態(tài)粘粘 流流 態(tài)態(tài)半結(jié)晶半結(jié)晶固體固體玻璃化轉(zhuǎn)變溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 熔點(diǎn)熔點(diǎn)整理課件整理課件31T Tm m和和TgTg是結(jié)晶高聚物和無(wú)定型高聚物的是結(jié)晶高聚物和無(wú)定型高聚物的主要熱轉(zhuǎn)變溫度主要熱轉(zhuǎn)變溫度，也是衡量，也是衡量聚合物聚合物耐熱性的重要指標(biāo)耐熱性的重要指標(biāo)。通常所說(shuō)的塑料、橡膠，正是按照通常所說(shuō)的塑料、橡膠，正是按照T Tm m和和 T Tg g在在室溫之上室溫之上或

24、室溫之下劃分的或室溫之下劃分的: :大部分纖維是晶態(tài)高聚物大部分纖維是晶態(tài)高聚物 T Tm m應(yīng)高于室溫應(yīng)高于室溫150150以上以上也有非晶態(tài)高聚物分子排列要有一定規(guī)則和取向也有非晶態(tài)高聚物分子排列要有一定規(guī)則和取向塑料塑料晶態(tài)高聚物晶態(tài)高聚物, ,處于部分結(jié)晶態(tài)處于部分結(jié)晶態(tài), ,TmTm是使用的上限溫度是使用的上限溫度非晶態(tài)高聚物非晶態(tài)高聚物, ,處于玻璃態(tài)處于玻璃態(tài), ,TgTg是使用的上限溫度是使用的上限溫度只能是非晶態(tài)高聚物，處于高彈態(tài)只能是非晶態(tài)高聚物，處于高彈態(tài)TgTg是使用的下限溫度，是使用的下限溫度， TgTg應(yīng)低于室溫應(yīng)低于室溫7 755以上以上T Tf f 是使用的上限

25、溫度是使用的上限溫度纖維纖維橡膠橡膠整理課件整理課件32某類(lèi)晶體受熱熔融（熱致性）或被溶劑溶解（溶致性）后，失去某類(lèi)晶體受熱熔融（熱致性）或被溶劑溶解（溶致性）后，失去了固體的剛性，轉(zhuǎn)變成液體，但仍保留有晶態(tài)分子的有序排列，了固體的剛性，轉(zhuǎn)變成液體，但仍保留有晶態(tài)分子的有序排列，成成各向異性各向異性，形成兼有晶體和液體性質(zhì)的過(guò)渡狀態(tài)，這種中間狀，形成兼有晶體和液體性質(zhì)的過(guò)渡狀態(tài)，這種中間狀態(tài)稱(chēng)為態(tài)稱(chēng)為液晶態(tài)液晶態(tài)，處于這種狀態(tài)的物質(zhì)稱(chēng)作，處于這種狀態(tài)的物質(zhì)稱(chēng)作液晶液晶。CrystalLiquid CrystalLiquid液晶液晶 液晶態(tài)結(jié)構(gòu)液晶態(tài)結(jié)構(gòu)玻璃態(tài)玻璃態(tài)液晶態(tài)液晶態(tài)各向同性液態(tài)各向同

26、性液態(tài)整理課件整理課件33聚乙烯聚乙烯(PE)片晶片晶透射電鏡透射電鏡整理課件整理課件34樹(shù)枝狀晶樹(shù)枝狀晶80%支化的支化的PE整理課件整理課件35等規(guī)聚丙烯的球晶等規(guī)聚丙烯的球晶整理課件整理課件36串晶和柱晶串晶和柱晶整理課件整理課件37 歸納有機(jī)高分子化合物基本性質(zhì)歸納有機(jī)高分子化合物基本性質(zhì)1. 1. 溶解性溶解性線形結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子溶解于適當(dāng)溶劑里，但溶解過(guò)程比小分子緩慢。線形結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子溶解于適當(dāng)溶劑里，但溶解過(guò)程比小分子緩慢。如：有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）粉末溶于氯仿中。如：有機(jī)玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）粉末溶于氯仿中。體形結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子不溶解，只是有一定程度的脹大。體形結(jié)構(gòu)

27、的有機(jī)高分子不溶解，只是有一定程度的脹大。如：從廢輪如：從廢輪胎上刮下一些橡膠粉末，取放入試管中，加入胎上刮下一些橡膠粉末，取放入試管中，加入10ml汽油。汽油。2. 2. 熱塑性和熱固性熱塑性和熱固性線形高分子具有熱塑性。線形高分子具有熱塑性。如聚乙烯塑料受熱到一定溫度開(kāi)始軟化，直到如聚乙烯塑料受熱到一定溫度開(kāi)始軟化，直到熔化成流動(dòng)液體，冷卻后又變成固體，加熱后又熔化。根據(jù)線形高分子熔化成流動(dòng)液體，冷卻后又變成固體，加熱后又熔化。根據(jù)線形高分子的這一性質(zhì)制成的高分子材料具有良好的可塑性，能制成薄膜、拉成絲的這一性質(zhì)制成的高分子材料具有良好的可塑性，能制成薄膜、拉成絲或壓制成所需的各種形狀?；驂褐瞥伤璧母鞣N形狀。有些線形分子一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化，有些線形