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1、第二章 高分子结构第一页，本课件共有48页2.1 高分子的分子结构高分子的分子结构高分子材料的性能是自身结构和分子运动的反映。高分子材料的性能是自身结构和分子运动的反映。1 1）与低分子相比较）与低分子相比较l相似性：相似性：结构单元的结构单元的化学组成化学组成与原料低分子相同或相与原料低分子相同或相似，使得高聚物与低分子有相近的似，使得高聚物与低分子有相近的结构特征和化学结构特征和化学性质性质；l不同性：不同性：大的大的分子质量分子质量使高聚物又具有低分子所没使高聚物又具有低分子所没有的许多特殊的结构特点。有的许多特殊的结构特点。第二页，本课件共有48页2.1 高分子的分子结构高分子的分子结
2、构2 2）高分子结构：高分子结构：化学结构和聚集态结构化学结构和聚集态结构n化学结构：化学结构：指大分子的结构，如大分子的指大分子的结构，如大分子的元素组成元素组成、分子中原子或原子团的分子中原子或原子团的空间排列方式空间排列方式。l 聚集态结构聚集态结构：高分子：高分子链链的排列、堆砌状态。的排列、堆砌状态。第三页，本课件共有48页 2.1.1 高分子链的组成高分子链的组成高分子高分子链链的组成：的组成：指构成分子链的指构成分子链的化学成分化学成分、结构、结构单元的单元的排列顺序排列顺序、分子链的、分子链的几何形状几何形状、高聚物分子、高聚物分子质质量及其分布量及其分布l高分子材料是高分子材
3、料是C-C主链或由主链或由C-O、N或或P等元素形成等元素形成的主链高聚物，即的主链高聚物，即均链或杂链高聚物。均链或杂链高聚物。与低分子有机物比较与低分子有机物比较l相同点相同点：组成的元素相同、都是以共价键相连的组成的元素相同、都是以共价键相连的碳原子组成的线性链状分子；碳原子组成的线性链状分子；l不同点不同点：1）CH2数目数目 2）链构象）链构象 第四页，本课件共有48页 聚合度聚合度 定义：定义：高分子化合物中高分子化合物中结构单元结构单元的数目。的数目。l若高分子是由一种若高分子是由一种单体聚合单体聚合而成的而成的 如，如，PVC：重复结构单元和结构单元：重复结构单元和结构单元：聚
4、合度：聚合度：。第五页，本课件共有48页 聚合度聚合度 l若高分子是由若高分子是由两种或两种以上单体两种或两种以上单体缩聚而成的。缩聚而成的。如，尼龙：如，尼龙：重复结构单元：重复结构单元：结构单元：结构单元：聚合度：聚合度：。第六页，本课件共有48页 2.1.2 高分子链的构型高分子链的构型构型构型：指分子中有化学键所固定的原子在空间的排列。：指分子中有化学键所固定的原子在空间的排列。这种排列是稳定的，要改变构型，必须经过化学键的这种排列是稳定的，要改变构型，必须经过化学键的断裂和重组。断裂和重组。类型类型：构型不同的异构体有：构型不同的异构体有：1 1旋光异构旋光异构 2 2几何异构几何异
5、构 3 3键接异构键接异构第七页，本课件共有48页 1旋光异构旋光异构单烯类单烯类：碳原子的四个价键形成正四面体结构，键角：碳原子的四个价键形成正四面体结构，键角109.5o。当四个取代基或原子不一样即不对称当四个取代基或原子不一样即不对称 时就会产生旋光异构时就会产生旋光异构体。体。l全同（等规）立构：全同（等规）立构：l间同（间规）立构：间同（间规）立构：l无规立构：无规立构：单烯类高分子的旋光异构体单烯类高分子的旋光异构体 第八页，本课件共有48页 2几何异构几何异构双烯类：双烯类：高分子主链上存在双键，由于取代基不能高分子主链上存在双键，由于取代基不能绕双键旋转，因内双键上的基团在双键
6、两侧排列的绕双键旋转，因内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而分为顺式构型和反式构型。方式不同而分为顺式构型和反式构型。第九页，本课件共有48页 3键接异构键接异构键接异构：键接异构：是结构单元在高分子链中的连接方式，它是结构单元在高分子链中的连接方式，它也是影响性能的主要因素之一。也是影响性能的主要因素之一。l例，例，PSPS头头-尾键接、头尾键接、头-头（或尾头（或尾-尾）键接：尾）键接：第十页，本课件共有48页 2.1.3 共聚物的序列结构共聚物的序列结构均聚物均聚物：高分子如果只由一种单体聚合反应而成；：高分子如果只由一种单体聚合反应而成；共聚物：共聚物：如果两种以上单体合成。有无规
7、共聚物、交替共如果两种以上单体合成。有无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四类。聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物四类。共聚物的性质共聚物的性质：一般是均聚物的综合：一般是均聚物的综合，如，如ABS树脂树脂 第十一页，本课件共有48页 2.1.4 高分子构象高分子构象 定义：定义：由于单键内旋转而产生的分子中原子在空间由于单键内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化叫构象。位置上的变化叫构象。l构象的表示构象的表示：由纽曼投影表示：由纽曼投影表示：第十二页，本课件共有48页 2.1.5 分子构造分子构造分子构造分子构造：高分子链的几何形状。一般高分子链为线：高分子链的几何形状。一般高分子
8、链为线形，也有支化或交联结构。形，也有支化或交联结构。几种典型的非线性构造的高分子链几种典型的非线性构造的高分子链 （a a）短链和长链支化高分子；）短链和长链支化高分子；（b b）具有接枝齐聚物侧链的梳形高分子；）具有接枝齐聚物侧链的梳形高分子；（c c）星形高分子；）星形高分子；（d d）交联高分）交联高分 第十三页，本课件共有48页2.2 高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构聚集态聚集态：指高分子：指高分子链之间链之间的几何的排列、堆砌状态。的几何的排列、堆砌状态。l聚集态结构为物质的聚集态结构为物质的物理状态物理状态，影响聚合物分子间，影响聚合物分子间的作用力，因而在很大程度上决定了高
9、分子材料的物的作用力，因而在很大程度上决定了高分子材料的物理性能。理性能。l高聚物的三态：高聚物的三态：大分子受分子间作用力作用聚集大分子受分子间作用力作用聚集成固体，按其分子链的排列有序和无序而形成成固体，按其分子链的排列有序和无序而形成结结晶态晶态和和非结晶态非结晶态。还存在晶体和液体的过渡状态。还存在晶体和液体的过渡状态液液晶态晶态。第十四页，本课件共有48页 2.2.1 结晶结构结晶结构低分子结晶结构特点低分子结晶结构特点：通常是很完善的，结晶中：通常是很完善的，结晶中分子有序排列。分子有序排列。高分子结晶结构特点高分子结晶结构特点：通常是不完善的，有晶区也有：通常是不完善的，有晶区也
10、有非晶区。一根高分子链同时穿过晶区和非晶区。即结晶非晶区。一根高分子链同时穿过晶区和非晶区。即结晶高分子不能高分子不能100%结晶，其中总是存在非晶部分。如结晶，其中总是存在非晶部分。如PE、聚丙烯聚丙烯(PP)、聚酰胺（、聚酰胺（PA）、聚酯）、聚酯(PES)、聚甲醛、聚甲醛（POM)等。如下图等。如下图第十五页，本课件共有48页u 非结晶与结晶结构图非结晶与结晶结构图第十六页，本课件共有48页 结晶结构特性与度量结晶结构特性与度量 晶区晶区/非晶区的比例显著影响材料的性质。非晶区的比例显著影响材料的性质。结晶含量：结晶含量：用结晶度来量度。用结晶度来量度。结晶度与性能关系：结晶度与性能关系
11、：结晶度结晶度力学强度力学强度 结晶度：纤维结晶度：纤维 塑料塑料 橡胶，橡胶，强强 度：纤维度：纤维 塑料塑料 橡胶。橡胶。结晶度的测定：结晶度的测定：比容法、量热法、比容法、量热法、X X射线法和红外光射线法和红外光谱法等。谱法等。第十七页，本课件共有48页 2.2.2 非晶态结构非晶态结构定义：定义：非晶态聚合物是指完全不结晶的聚合物。从分非晶态聚合物是指完全不结晶的聚合物。从分子角度来看，包括子角度来看，包括l链结构的链结构的规整性差规整性差，以致不能形成可观的结晶，如无，以致不能形成可观的结晶，如无规立构聚合物（无规规立构聚合物（无规PE、无规、无规PMMA等等)；l链结构具有一定的
12、规整性，可以结晶，但由于结晶链结构具有一定的规整性，可以结晶，但由于结晶速速度缓慢度缓慢，以致于熔体在通常的冷却速度下得不到可观的，以致于熔体在通常的冷却速度下得不到可观的结晶，如聚碳酸酯（结晶，如聚碳酸酯（PC）等；）等；l链结构虽然具有规整性，但因分子链结构虽然具有规整性，但因分子链扭折链扭折不易结晶不易结晶不易结晶不易结晶，常温下呈现高弹体结构，低温时才能形成可观的结晶，常温下呈现高弹体结构，低温时才能形成可观的结晶，例如：顺式聚例如：顺式聚1，4-丁二烯等。丁二烯等。第十八页，本课件共有48页 2.2.3 液晶态结构液晶态结构液晶态：液晶态：一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，一
13、些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上表观上虽然失去了物质的刚性，变成了具有流动性的液体物质，虽然失去了物质的刚性，变成了具有流动性的液体物质，但但结构上结构上仍然保持着仍然保持着一维或二维有序排列一维或二维有序排列，从而在物理性质，从而在物理性质上上呈现各向异性呈现各向异性，形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡，形成一种兼有部分晶体和液体性质的过渡状态状态即液晶态。处在这种状态的物质称液晶。即液晶态。处在这种状态的物质称液晶。液晶材料的性质：液晶材料的性质：l 热膨胀系数小；热膨胀系数小；l 微波吸收系数小；微波吸收系数小；l 耐热性好以及具有铁电性耐热性好以及具有铁电性.应用应用：
14、常用作光导纤维的被覆材料、微波炉具以及显示器、信：常用作光导纤维的被覆材料、微波炉具以及显示器、信息传递和热点检测等。息传递和热点检测等。第十九页，本课件共有48页 聚合物聚集态结构与低分子比较聚合物聚集态结构与低分子比较聚合物的晶态总是聚合物的晶态总是包含一定量的非晶态；包含一定量的非晶态；聚合物的聚集态结构与大分子链本身的聚合物的聚集态结构与大分子链本身的结构有关；结构有关；聚合物聚集态结构强烈地依赖于外界条件，聚合物聚集态结构强烈地依赖于外界条件，全同全同或间同聚合物是结晶的，而无规聚合物一般不结晶；或间同聚合物是结晶的，而无规聚合物一般不结晶；l例如，同一种尼龙例如，同一种尼龙-6-6
15、，在不同条件下所制备的样品，在不同条件下所制备的样品，其形态截然不同。其形态截然不同。第二十页，本课件共有48页 结晶对材料性质的影响结晶对材料性质的影响晶区与非晶区两者的比例显著影响材料的性质晶区与非晶区两者的比例显著影响材料的性质。l纤维：纤维：晶区较多，力学强度高；晶区较多，力学强度高；l橡胶：橡胶：非晶区较多，弹性较好；非晶区较多，弹性较好；l塑料：塑料：居中。居中。结晶度测量：结晶度测量：比容法、量热法、比容法、量热法、X X射线法和红外光谱射线法和红外光谱法。法。第二十一页，本课件共有48页2.3 高分子转变和松弛高分子转变和松弛高分子的转变：高分子的转变：是分子运动状态的转变，即
16、指大分子中侧是分子运动状态的转变，即指大分子中侧基、支链、链段及整个大分子链为运动单元，在基、支链、链段及整个大分子链为运动单元，在T下发下发生的振动、转动、平移的现象。生的振动、转动、平移的现象。l温度温度对大分子运动起决定性作用：不同运动单元的不同运动对大分子运动起决定性作用：不同运动单元的不同运动形式均发生在不同温度条件下，使高分子力学状态多样化。形式均发生在不同温度条件下，使高分子力学状态多样化。高分子的松弛高分子的松弛：在一定的外力和温度条件下由于分子间：在一定的外力和温度条件下由于分子间内内摩擦阻力，摩擦阻力，高分子运动不都是瞬间完成的，而需要一高分子运动不都是瞬间完成的，而需要一
17、定的时间，即是一个缓慢的松弛过程定的时间，即是一个缓慢的松弛过程l松弛时间的长短，松弛时间的长短，具有依温性，可几秒、几年或更长时具有依温性，可几秒、几年或更长时间。间。第二十二页，本课件共有48页 2.3.1 聚合物的力学状态聚合物的力学状态高分子的力学状态：高分子的力学状态：指聚合物按外力作用下发生的形指聚合物按外力作用下发生的形变的性质而划分的物理状态。变的性质而划分的物理状态。聚合物力学状态的描述：聚合物力学状态的描述：聚合物在不同力学状态下聚合物在不同力学状态下的特性，可用恒定压力下的变形的特性，可用恒定压力下的变形-温度曲线或热机温度曲线或热机械曲线描述。械曲线描述。l非晶态高聚物
18、的力学状态非晶态高聚物的力学状态 l结晶聚合物的力学状态结晶聚合物的力学状态第二十三页，本课件共有48页 1）非晶态高聚物的力学状态非晶态高聚物的力学状态非晶态高聚物非晶态高聚物在不同温度下，可以呈现三种不同在不同温度下，可以呈现三种不同的力学状态，即的力学状态，即玻璃态、高弹态、粘流态玻璃态、高弹态、粘流态。它们。它们是聚合物分子微观运动特征的宏观表现。是聚合物分子微观运动特征的宏观表现。如无规立构如无规立构PE、PAAM等都是非晶态的。等都是非晶态的。典型非晶态聚合物的热机械曲线（用热力学分析典型非晶态聚合物的热机械曲线（用热力学分析仪仪TMA测得），如下图测得），如下图 第二十四页，本课
19、件共有48页u 非晶态聚合物变形非晶态聚合物变形-温度曲线温度曲线同一种化学结构的非晶态聚合物，同一种化学结构的非晶态聚合物，在不同温度下，可在不同温度下，可以出现三种不同的力学状态，即玻璃态、高弹态以出现三种不同的力学状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。和粘流态。第二十五页，本课件共有48页不同化学结构的非晶态聚合物不同化学结构的非晶态聚合物，具有不同的，具有不同的Tg和和Tf，因而不同聚合物出现三种力学状态的温度区域是不同，因而不同聚合物出现三种力学状态的温度区域是不同的。的。在在常温下常温下塑料和纤维处于玻璃态、而橡胶处于高弹塑料和纤维处于玻璃态、而橡胶处于高弹态、胶粘剂和涂料则处于粘流态。
20、态、胶粘剂和涂料则处于粘流态。u 非晶态聚合物变形非晶态聚合物变形-温度曲线温度曲线第二十六页，本课件共有48页 分子状态：分子状态：聚合物分子运动能量很低，不足以克服分子聚合物分子运动能量很低，不足以克服分子内旋转势垒，大分子链段（约内旋转势垒，大分子链段（约40-50个链节组成）和个链节组成）和整个大分子链的运动是冻结的，或者说松弛时间整个大分子链的运动是冻结的，或者说松弛时间无限大，无限大，分子运动主要限于振动和短程的旋转运动分子运动主要限于振动和短程的旋转运动。此时聚合物的力学性质类似玻璃，因此成为玻璃态。此时聚合物的力学性质类似玻璃，因此成为玻璃态。玻璃态的力学性能特征：玻璃态的力学
21、性能特征：处于理想弹性状态，满足处于理想弹性状态，满足虎克定律虎克定律-普弹体。如常温下普弹体。如常温下PS、PMMA。玻璃态特征玻璃态特征 第二十七页，本课件共有48页分子状态：分子状态：大分子已具有足够的能量，虽然整个大分大分子已具有足够的能量，虽然整个大分子尚不能运动，但子尚不能运动，但链段已开始运动链段已开始运动。高分子具有高弹。高分子具有高弹态是区别于低分子材料的重要标志。态是区别于低分子材料的重要标志。力学特征：力学特征：在外力下，大分子链通过链段的运动在外力下，大分子链通过链段的运动改变构改变构象象以适应外力的作用，即分子在受外力拉伸时，可以从卷以适应外力的作用，即分子在受外力拉
22、伸时，可以从卷曲的线团状态变为伸展的状态。表现出很大的变形（约曲的线团状态变为伸展的状态。表现出很大的变形（约1000%）。除去外力后，大分子链可通过链段的运动）。除去外力后，大分子链可通过链段的运动恢复到卷曲的线团状态，变形迅速恢复恢复到卷曲的线团状态，变形迅速恢复-高弹性或橡胶高弹性或橡胶弹性。弹性。高弹态特征高弹态特征第二十八页，本课件共有48页粘弹转变区粘弹转变区：大分子链开始能进行重心位移的区域，：大分子链开始能进行重心位移的区域，模量降至模量降至104Pa左右，聚合物同时表现粘性流动和弹性左右，聚合物同时表现粘性流动和弹性形变两个方面，形变两个方面，松弛现象松弛现象十分突出。十分突
23、出。交联聚合物不发生粘性流动，分子量过小的聚合交联聚合物不发生粘性流动，分子量过小的聚合物无高弹态。物无高弹态。高弹态高弹态第二十九页，本课件共有48页 粘流态特征粘流态特征 分子状态：分子状态：分子具有很高的能量，这时不仅链段能够分子具有很高的能量，这时不仅链段能够运动，而且运动，而且整个大分子链都能运动整个大分子链都能运动。力学特征力学特征：粘流态聚合物在外力作用下将呈现粘性：粘流态聚合物在外力作用下将呈现粘性流动，分子间发生相对滑移，且这种变形和低分子流动，分子间发生相对滑移，且这种变形和低分子液体的粘性流动相似，是液体的粘性流动相似，是不可逆不可逆的，当外力去除后，的，当外力去除后，形
24、变不能回复形变不能回复粘性液体。粘性液体。分子量分子量越大，越大，Tf 就越大，粘度也越大。就越大，粘度也越大。熔融指数（熔融指数（MI）：在规定压力下，一定时间内流：在规定压力下，一定时间内流过毛细管物料克数（单位：过毛细管物料克数（单位：g/10min)。第三十页，本课件共有48页 转变温度转变温度玻璃化温度玻璃化温度Tg ：玻璃态聚合物在温度升高到一定：玻璃态聚合物在温度升高到一定程度时可以转变为高弹态，这一转变温度为程度时可以转变为高弹态，这一转变温度为 Tg。聚合物的聚合物的 Tg 大小是反应聚合物柔顺程度的重要参大小是反应聚合物柔顺程度的重要参数。塑料的使用温度数。塑料的使用温度T
25、f。转变温度转变温度第三十二页，本课件共有48页u 科普知识：形状记忆聚合物科普知识：形状记忆聚合物形状记忆聚合物（形状记忆聚合物（Shape Memory Polymer,SMP）：）：指具有初始指具有初始形状，在一定条件下变形固定后，通过热、光、电、磁等外形状，在一定条件下变形固定后，通过热、光、电、磁等外部条件的刺激，能够恢复其初始形状的聚合物。部条件的刺激，能够恢复其初始形状的聚合物。原理：原理：由热机械曲线可知，一种非结晶聚合物随温度的变化可转由热机械曲线可知，一种非结晶聚合物随温度的变化可转变为玻璃态和高弹态。变为玻璃态和高弹态。l将塑料升温至熔融温度将塑料升温至熔融温度Tm以上，
26、加工成一定形状（初始形态）以上，加工成一定形状（初始形态）；l将这种聚合物加热（或光、电、磁）作用下处于高弹态，并驰加将这种聚合物加热（或光、电、磁）作用下处于高弹态，并驰加外力得到所需变形加工成所需形状迅速降温至玻璃化温度以下进外力得到所需变形加工成所需形状迅速降温至玻璃化温度以下进入玻璃态使变形固定（应用形态）并去除外力；入玻璃态使变形固定（应用形态）并去除外力；l再次升温至玻璃化温度以上使聚合物处于高弹态时，塑料将由再次升温至玻璃化温度以上使聚合物处于高弹态时，塑料将由应用形态恢复至初始形态。应用形态恢复至初始形态。应用：应用：形状记忆聚合物在空间展开结构领域中的应用形状记忆聚合物在空间
27、展开结构领域中的应用；形状记忆聚合物智能模具中的应用。形状记忆聚合物智能模具中的应用。第三十三页，本课件共有48页 2 2）结晶聚合物的力学状态）结晶聚合物的力学状态结晶的影响：结晶的影响：结晶的存在对聚合物材料的性能有深刻结晶的存在对聚合物材料的性能有深刻的影响，诸如密度、透明性、溶解性、耐热性、模量的影响，诸如密度、透明性、溶解性、耐热性、模量及强度等均随之结晶程度的变化而变化。及强度等均随之结晶程度的变化而变化。力学状态与结构：力学状态与结构：与非结晶聚合物不同，结晶性聚合与非结晶聚合物不同，结晶性聚合物存在结晶区和非结晶区，它的力学状态不仅与物存在结晶区和非结晶区，它的力学状态不仅与M
28、nMn有有关，且与结晶度有关。结晶聚合物的典型变形关，且与结晶度有关。结晶聚合物的典型变形-温度温度曲线如曲线如图图2-272-27所示。所示。第三十四页，本课件共有48页u 结晶聚合物变形结晶聚合物变形-温度曲线特点温度曲线特点 曲线特点：曲线特点：玻璃化转变：玻璃化转变：结晶聚合物由于存在非晶部分，因此也结晶聚合物由于存在非晶部分，因此也有玻璃化转变，但由于结晶的存在，链段运动受到限有玻璃化转变，但由于结晶的存在，链段运动受到限制，所以制，所以Tg以上，模量下降不大；以上，模量下降不大；TTm 时模量迅速下降；时模量迅速下降；若若Mn很大且很大且TmTf 则熔融之后即转变为粘流态。则熔融之
29、后即转变为粘流态。第三十五页，本课件共有48页2.3.2 高分子链的柔顺性高分子链的柔顺性柔顺性定义：柔顺性定义：是指高分子链能够改变其构象的性质。是指高分子链能够改变其构象的性质。与分子结构的关系：与分子结构的关系：通常，内旋转的单键数目越多，通常，内旋转的单键数目越多，内旋转阻力越小，构象数越大，链段越短，柔顺性越内旋转阻力越小，构象数越大，链段越短，柔顺性越好。好。第三十六页，本课件共有48页 一、一、分子结构对链的柔顺性的影响分子结构对链的柔顺性的影响影响因素：影响因素：l主链结构主链结构 l取代基取代基 l支化、交联支化、交联 l分子链的规整性分子链的规整性 第三十七页，本课件共有4
30、8页（1）主链结构）主链结构若主链全部是单键组成，若主链全部是单键组成，一般链的柔顺性较好。例如一般链的柔顺性较好。例如PE、PP、乙丙橡胶等。但是不同的单键，柔性也不同，其、乙丙橡胶等。但是不同的单键，柔性也不同，其顺序如下顺序如下 -Si-O-C-N-C-O-C-C-l例如例如，聚己二酸己二醇酯分子主链上有，聚己二酸己二醇酯分子主链上有-C-O-键，柔顺性键，柔顺性好；聚二甲基硅氧烷的分子主链上有好；聚二甲基硅氧烷的分子主链上有-Si-O-键，柔顺性更佳；键，柔顺性更佳；前者可作涂料，后者分子量很大时可用作橡胶。前者可作涂料，后者分子量很大时可用作橡胶。主链含有主链含有芳杂环芳杂环芳杂环芳
31、杂环结构结构时，由于芳杂环不能内旋转，所以，时，由于芳杂环不能内旋转，所以，这样的分子链的柔顺性差，如尼龙这样的分子链的柔顺性差，如尼龙-66与芳香尼龙比较，尼与芳香尼龙比较，尼龙龙-66的柔顺性好。的柔顺性好。第三十八页，本课件共有48页（2）取代基）取代基取代基的取代基的极性极性大，相互作用力大，分子链内旋转受大，相互作用力大，分子链内旋转受阻严重，柔顺性变差。如阻严重，柔顺性变差。如 柔顺性：柔顺性：PANPVC聚聚1，2-二氯乙烯。二氯乙烯。非极性取代基，基团非极性取代基，基团体积体积越大，空间位阻越大，内越大，空间位阻越大，内旋转越困难，柔顺性越差。旋转越困难，柔顺性越差。如：如：P
32、SPPTg，其常态（未经拉伸的状态）必须是无定型，其常态（未经拉伸的状态）必须是无定型的。的。性能特点：性能特点：拉长后的恢复力较大，材料被拉长时，无规链被迫处于较拉长后的恢复力较大，材料被拉长时，无规链被迫处于较为有序的状态，解除作用力分子链趋于恢复到较为无规的为有序的状态，解除作用力分子链趋于恢复到较为无规的状态；状态；在伸长状态下，分子链应呈现出高的抗拉强度，而伸长较小在伸长状态下，分子链应呈现出高的抗拉强度，而伸长较小时应有低的抗拉强度；时应有低的抗拉强度；交联的作用：交联的作用：材料变形后能恢复到其原先的形状材料变形后能恢复到其原先的形状橡胶的橡胶的“记忆记忆”第四十四页，本课件共有
33、48页 2 2）纤维结构与性能特点）纤维结构与性能特点纤维结构：纤维结构：纤维是线型结构，是在一个方向上牵伸纤维是线型结构，是在一个方向上牵伸而成的。纤维不希望有支化和交联，因为支化和交而成的。纤维不希望有支化和交联，因为支化和交联会破坏结晶的生成。联会破坏结晶的生成。性能特点性能特点：牵伸方向上具有较高的力学性能；牵伸方向上具有较高的力学性能；纤维要被熨烫，需纤维要被熨烫，需Tg 200；纤维要由熔体拉制成，则要求纤维要由熔体拉制成，则要求Tg 300。第四十五页，本课件共有48页 3 3）塑料结构与性能特点）塑料结构与性能特点塑料塑料：性能介于橡胶和纤维之间的高分子材料归：性能介于橡胶和纤
34、维之间的高分子材料归于塑料。于塑料。类型：类型：热塑性塑料、热固性塑料热塑性塑料、热固性塑料结晶较多的尼龙呈现纤维的行为；结晶较少的尼结晶较多的尼龙呈现纤维的行为；结晶较少的尼龙一般归于塑料龙一般归于塑料第四十六页，本课件共有48页本章小结本章小结 掌握高聚物的化学结构、聚集态结构对性能的影响掌握高聚物的化学结构、聚集态结构对性能的影响 高分子的化学结构特点与性能关系高分子的化学结构特点与性能关系 高分子的聚集态结构特点与性能关系高分子的聚集态结构特点与性能关系 高分子转变和松弛特点高分子转变和松弛特点分子链柔顺性与结构关系分子链柔顺性与结构关系三大高分子材料的结构与性能特点三大高分子材料的结构与性能特点第四十七页，本课件共有48页练习题练习题l习题：习题：1 1、2 2、7 7、8 8、9 9、1010、1111、1212、1515、1818l说明：说明：8 8题（题（e e）改为环氧树脂）改为环氧树脂第四十八页，本课件共有48页