高分子物理第一章高聚物的结构

高分子化合物，简称高分子，又叫大分子，一般指相对分子质量高达几千到几百万的化合物，绝大多数高分子化合物是许多相对分子质量不同的同系物的混合物，因此高分子化合物的相对分子质量是平均相对分子量。高分子化合物是由千百个原子以共价键相互连接而成的，虽然它们的相对分子质量很大，但都是以简单的结构单元和重复的方式连接的。本思维导图对高分子物理第一章的知识点作出了梳理，包括高聚物的三级结构、近程结构、远程结构等内容。干货满满，赶快收藏学起来吧!

高聚物的结构

• 高聚物的链结构
  • 例如：包装袋聚乙烯，吸水材料的聚丙烯酸，镜片的聚甲基苯烯酸甲酯
  • 近程结构
    • 结构单元的化学组成
      • 结构单元化学组成
      • 主链及键接方式
      • 聚合度
      • 侧链基团或取代基（）
        • 碳链高分子
        • 杂链高分子-除碳以外，还有N,O,S.聚甲醛缩聚反应，尼龙开环异位聚合。主链有极性较易水解醇解酸解。
        • 元素高分子（含有硅磷）聚二甲基硅氧烷，聚氯化磷腈
    • 结构单元的键接方式 头头，头尾，
    • 链的链的构型与立体异构体
      • 旋光异构
      • 几何异构-共轭双烯聚合而得到的聚合物（聚丁二烯）
        • 顺式
        • 反式
      • 键接异构-单取代烯烃
        • 全同立构
        • 间同立构
        • 有规立构
          • 能结晶，熔点密度高于无规立构
        • 无规立构
    • 链的几何形状
      • 线性
        • 分子间无化学键，可溶解，加热熔融
      • 支化
        • 短支化破坏分子结构规整性，降低结晶度，
        • 长支化严重影响熔融流动，加工性能不好
      • 交联
        • 不溶不熔，交联度不大时可在溶剂中溶胀
      • 星型/梯形
        • 高强、高模量、热稳定性好
      • 树枝状
    • 结构单元的序列分布
      • 多元共聚物
      • 二元共聚物
        • 无规共聚物
        • 交替共聚物
        • 嵌段共聚物
        • 接枝共聚物
  • 远程结构
    • 高分子的大小（高分子量及其分布）
    • 高分子的形态（高分子链的柔性与刚性）
• 高聚物的远程结构
  • 高聚物的分子量及分子量分布
  • 高分子链的柔性与刚性
    • 柔性
      • 定义：高分子键能以不同程度的卷曲的特性。来源于分子的内旋
        • 内旋转位垒决定内旋转难易
        • 分子中含有C-O,C-S,C-Si等单键，内旋转位垒比C-C单键低
      • 分类：自由连接链(无键角无位垒)，自由旋转链(有键角无位垒)，实际高分子链(有键角有位垒)
      • 柔性表征：均方末端距
      • 近程结构对柔性的影响
        • 主键影响
          • 柔性：Si-O>C-N>C-O>C-C
          • 主链含有孤立双键柔性好
            • 例如聚丁二烯>聚乙烯
          • 主链共轭双键刚性链
            • 聚乙烯>聚乙炔
          • 主链含芳环或杂环的高分子链刚性
            • 结构单元间氢键或极性集团强烈作用，形成氢键，链为刚性
            • 聚乙烯>聚碳酸酯
        • 取代基影响
          • 基团极性 柔性CN>CL>CH3
          • 排布密度 密度越小柔性越大
        • 取代基在主链对称性
          • 对称性越好，柔性越好
            • 聚偏二氯乙烯>聚氯乙烯
            • 聚异丁烯>聚丙烯
        • 取代基的体积
          • 体积越大柔性越小
        • 支化交联
    • 刚性
• 高聚物的凝聚态结构
  • 非晶结构
  • 晶态结构
    • 樱状微束模型
    • 折叠链模型
  • 液晶结构
    • 定义：各向异性的晶体转变为各项同性的液体，同时具有流动性和各项异性
    • 分类：溶致液晶、热致液晶、感应液晶、流致液晶
    • 分子排列形式和有序性的不同，近晶型、向列型、胆甾型
    • 液晶的应用
      • 液晶纺丝
        • 利用液晶低浓度高粘度的特点液晶纺丝
      • 原位复合
        • 热致液晶在热塑性聚合物中作为微纤结构达到增强基体的力学性能
      • 制作超薄制品
  • 取向态结构
    • 分子取向度
      • 声速法
    • 链段的取向度
      • 光学双折射法
    • 晶区取向度
      • 广角X射线衍射法
    • 非晶区取向度
      • 偏振荧光法
  • 织态结构