高分子链的结构

高分子链的结构是高分子化学与物理中的一个核心概念，它描述了高分子化合物中原子或基团之间的连接方式和排列情况。包含高分子结构的特点及层次、高分子链的近程结构、高分子链的远程结构、高分子链的构象统计。

高分子链的结构

• 高分子结构的特点及层次
  • 高分子结构的层次
    • 链结构
      • 近程结构
        • 结构单元的化学组成
        • 键接结构
        • 构型（旋光异构、几何异构）
        • 支化、交联、共聚物结构
      • 远程结构
        • 高分子的大小
        • 高分子的形态
    • 聚集态结构
      • 晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构、织态结构
  • 高分子结构的特点
    • 相对分子质量大，具有链状结构，相互作用强
    • 高聚物的相对分子质量具有统计性和多分散性
    • 高分子链具有新的结构层次——构象和柔性
    • 高分子结构不均一
• 高分子链的近程结构
  • 结构单元的化学组成
    • 碳链高分子
      • 分子链全由碳原子以共价键连接组成
      • 一般具有优良可塑性
      • 主链非极性结构不易水解（PP，PE等）
    • 杂链高分子
      • 主链除碳原子外还含有氧，氮，硫等两种及以上的原子以共价键相连组成
      • 分子间作用力强
      • 主链极性结构易水解，醇解，酸解（PA，PET等）
    • 元素高分子
      • 主链上不含碳原子，由硅，磷，铝，钛，砷，锑等元素以共价键组合
      • 无机高分子
      • 有机元素高分子
    • 梯形和双螺旋形高分子
      • 主链不是一条单链，而是具有“梯子”和“双股螺线”结构
    • 端基
  • 键接结构（顺序异构）
    • 单烯类单体形成聚合物
      • 顺序异构体：由键接⽅式 不 同 ⽽ 产 ⽣ 的 异 构 体 。
    • 双烯类单体形成聚合物的键接方式
    • 键接结构的测定方法
      • 化学法
      • 裂解色谱法
      • 红外光谱法
  • 分子链的构型
    • 旋光异构（空间立构）
      • 全同立构（等规立构）
      • 间同立构（间规立构）
      • 无规立构
    • 几何异构（顺反异构）
    • 构型的测定方法
      • 核磁共振法
      • 红外光谱法
  • 支化与交联
    • 支化高分子：高分子链上带有长短不一的支链
    • 交联高分子：高分子链通过化学键相互连接形成的三维空间网状大分子
  • 共聚物的结构
    • 无规共聚物
    • 交替共聚物
    • 嵌段共聚物
    • 接枝共聚物
• 高分子链的远程结构
  • 高分子链的构象
    • 小分子的内旋转
    • 高分子链的内旋转
  • 高分子链的柔顺性
    • 柔顺性概念
      • 静态柔顺性
      • 动态柔顺性
    • 影响高分子柔顺性的因素
      • 主链结构
      • 取代基
      • 分子间作用力
      • 结晶
      • 交联
      • 相对分子质量
      • 外界因素
• 高分子链的构象统计
  • 均方末端距的几何计算方法
    • 自由结合链
      • 键长固定，键角不固定，内旋转自由
    • 自由旋转链
      • 键长固定，键角固定，内旋转自由
    • 受阻旋转链
      • 单键内旋转受阻碍
  • 均方末端距的库恩统计法
    • 实际存在，体现柔性高分子的共性
    • 实际由Z个长度为b的链段自由结合的大分子链，称为“等效自由结合链”
  • 高分子链的均方旋转半径
    • 半径愈大，高分子线团愈疏松，柔顺性愈小
  • 高分子链柔性的定量表征
    • 空间位阻参数
      • 度量由于链的内旋转受阻导致的分子尺寸增加的程度，其愈小，分子愈柔顺
    • 分子无扰的尺寸
      • 单位相对分子质量的均方末端距作为衡量分子柔性的参数，其值愈小，分子链愈柔顺
    • 链段长度
      • 分子愈柔顺，则链段愈短
    • 极限特征比
      • 指链均方末端距与自由结合链的均方末端距的比值，链的柔性愈大，其值愈小