高分子结构

简要介绍了高分子结构、链段运动和整齐推测收到整个分子长链的牵制，聚合物往往不完全，结晶比例受结晶条件影响再一定条件内变化。

高分子结构

• 链结构
  • 单个分子的结构和形态（分子内结构）
  • 近程结构
    • 单个大分子链结构单元的化学结构和立体化学结构，是分子链中较小范围的结构状态又叫一次结构或化学结构。
    • 均聚物结构单元的键接顺序
      • 头——头键接
      • 头——尾键接
      • 尾——尾键接
    • 共聚物的序列结构
      • 无规共聚物
      • 交替共聚物
      • 嵌段聚合物
      • 接枝共聚物
    • 支链
      • 线形高分子
      • 支化高分子
    • 交联
      • 体型高分子(交联高分子、网状高分子）
    • 互穿
      • 互穿聚合物网络（IPN）
    • 端基
      • 高分子链末端化学基团，直接影响高分子链性能
    • 链的构型
      • 旋光异构体
      • 几何异构体
  • 远程结构
    • 分子的大小（分子质量）与构象，整个分子链范围内的结构状态，又称二次结构。其中构象与其链的柔性有关。
    • 构象
      • 由于内旋而产生的分子在空间的不同形态
    • 柔性
      • 由于内旋转而使高分子链表现不同程度卷曲的特性称为柔性。
      • 影响因素
        • 分子结构
        • 分子间作用力
        • 温度
• 聚集态结构
  • 高分子链间的几何排列，又称三次结构、超分子结构
  • 晶态结构
    • 结晶聚合物特征
      • 基本单元：链段，少数整个分子链排入晶格
      • 链段运动和整齐堆砌受到整个分子长链的牵制，聚合物结晶往往不完全，结晶比例受结晶条件影响在一定条件内变化
      • 熔点
        • 熔程
        • 熔点
          • 完全熔化时的温度
        • 结晶温度越低，熔点越低，熔程越宽；结晶温度越高，熔点越高，熔程越窄
    • 结晶过程
      • 成核阶段
        • 均相成核
          • 处于无定形状态的高分子链由于过冷或过饱和形成晶核的过程;
        • 异相成核
          • 高分子链吸附在外来固体物质表面或吸附在熔体未破坏晶种表面形成晶核的过程。
      • 生长阶段
        • 约Tm以下10~30K(I区)，无晶核形成,即使加入外来晶核也由于分子较强的热运动而不产生结晶。
        • 在I区以下30~60K (Ⅱ区)，主要是异相成核,均相成核速率很慢,温度相差几开尔文,结晶速率有很大变化。
        • 随温度下降至Ⅲ区,均相成核速率迅速增大,分子链段热运动减弱,结晶速率很大。在温度达Tc,max（约0.85Tm)时结晶速率出现最大值。该区是聚合物成型加工时发生结晶的主要温度区。
        • 当温度下降至Ⅳ区时，尽管成核速率很大，但体系黏度增加使链段扩散困难，结晶速率越来越小。当温度接近T时，结晶速率已经非常小了。
      • 子主题
    • 影响结晶过程的因素
      • 链对称性
      • 链规整性
      • 分子间相互作用
    • 结晶对聚合物性能的影响
      • 结晶度大
        • 熔点、密度增加，抗张强度、硬度增强
        • 溶解性降低
      • 分子链运动受限
        • 高弹性、断裂伸长、抗冲击强度等均有所下降
  • 非晶态结构
  • 取向结构
    • 聚合物在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列形成的结构，称为聚合物的取向态结构。未取向聚合物是各向同性的，取向后材料呈各向异性。
    • 取向与结晶的大分子链或链段的整齐排列有本质的不同。在结晶态，分子链的原子相互间均有周期性和规则的排布，而取向态的分子仅需成行排列，不需要原子在特定位置上定位。所以在晶态聚合物的非晶区也能观察到取向现象。
    • 单轴取向
    • 双轴取向
    • 整链取向
    • 链段取向
    • 取向度
  • 织态结构
    • 在聚合物内掺杂添加剂或其他杂质，或将性质不同的两种聚合物混合起来成为多组分复合材料，这种不同聚合物之间或聚合物与其他成分之间的堆砌排列称为织态结构。