高分子物理与化学教案第一章

高分子结构简介

高分子物理与化学曹 晖

高分子结构简介

第 一 章

高分子结构特点(与低分子物质比较)

高 (1)分子量很大； 分 (2)分子量的多分散性和结构的不均一 子 性； 结 (3)高分子结构的多层次性； 构 (4)内旋转自由度； 与 形 (5)结构单元间的相互作用对其凝聚态 结构和物理性能的重要影响…… 态

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

链结构

高分子结构聚集态结构

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

高分子结构层次结构单元的化学组成 结构单元的键合结构 高分子链的化学结构 高分子的链结构 (单个分子的结构与形态) 高 分 子 的 结 构 高分子链的尺寸和形态 线形 支化 单个链的键合 交联 星形 结构单元的立体构型和空间排列 高分子的分子量及分布 高分子链的形态(构象) 晶态结构 非晶态结构 取向态结构 液晶态结构 键合方式 键合序列 构造 一级结构 旋光异构 几何异构 构型 二级结构

高分子链本身的凝聚态结构 高分子的凝聚态结构

三级结构

比高分子链本身结构要大的分子凝聚态结构 织态结构

高级结构

高分子结构层次示意图

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

高分子的链结构： 单个分子的结构。 高分子的凝聚(聚集)态 结构： 高分子链凝聚在一起 形成的高分子材料整体的 内部结构。

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

高分子链的化学结构 构造、构型 高分子链的尺寸和形态

近程结构

远程结构

分子量及分布、构象

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

一 、高分子的链结构(单个分子的结构与形态)一级结构： 1、构造(constitution) 2、构型(configuration) 二级结构： 1、构象(conformation)

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

构造(constitution)指分子链中原子的种 类和排列 ，包括取代基和 端基的种类、结构单元的 排列顺序 、支链的类型和 长度等。

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态直接应用 (DNA, RNA) 生物高分子 化学改性 (硝化纤维)

单体

聚合

工业用合成高分子

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

单体：1. 具有两个(或多个)官能的末 端基团； 2. 具有重键的单体； 3. 在环中含杂原子的环状单体。

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

二元醇 二元酸 二元胺 羟基羧酸 氨基酸 二氯化物 三元胺

OH HOOC H2N HO H2N Cl H2N

A A A A A A B NH2

OH COOH NH2 COOH COOH Cl NH2

COOH

四羧酸

HOOC

C

COOH

......

COOH

返回

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态碳-碳双键H2C C C H2C CH C CH3 CH2 CH2

碳-碳三键

C

C

HC

CH

碳-氮三键

C

N

H2C

CH

C

N

碳氧双键

C

O

H2C

O

返回

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

O

O

环氧乙烷

四氢呋喃

H3C Si H3C N H C O H3C O Si O

CH3

O Si

CH3

CH3

-己内酰胺

六甲基环三硅氧烷

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

合成高分子：由单体通过聚合反应 连接而成的链状分子，称 为高分子链。

聚合度：高分子链中重复结构 单元的数目。

链节：重复的基本结构单元。

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

高分子命名 天然高分子 合成高分子

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第 一 章高 分 子 结 构 与 形 态

天然高分子一般具有与其来源、化 学性质与功能、主要用途相关 的专用名称。 纤维素(来源) 核酸(来源与化学性质) 酶(化学功能) 淀粉(主要用途)