高分子和聚合物概念的差别
绪论5
CH3 CH3
CH3 CH3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
（3） 无规立构高分子：主链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。 ） 无规立构高分子：主链上的 的立体构型紊乱无规则连接。 的立体构型紊乱无规则连接
CH3 CH3 CH3 CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH3
交联聚合物：分子链间存在化学键的交联， 交联聚合物：分子链间存在化学键的交联，不溶不熔 －热固性聚合物
1.5 大分子微结构
——微观结构 ——微观结构 结构单元的结构、 高分子的微结构包括结构单元的结构 结构单元相互键接的序列 高分子的微结构包括结构单元的结构、结构单元相互键接的序列 结构、结构单元在空间排布的立体构型等 结构、结构单元在空间排布的立体构型等。 立体构型 1. 结构单元的结构：决定聚合物的种类和性能最主要因素。 结构单元的结构：决定聚合物的种类和性能最主要因素。 2. 序列结构 序列结构(sequential structure)：链结构单元的连接顺序。 ：链结构单元的连接顺序。 －－单体结构和反应条件影响结构单元的连接顺序。 －－单体结构和反应条件影响结构单元的连接顺序。 单体结构和反应条件影响结构单元的连接顺序 具有取代基的乙烯基单体可能存在头－尾或头－头或尾 具有取代基的乙烯基单体可能存在头 －尾连接. 连接. 有取代基的碳原子为头，无取代基的碳原子为尾。 有取代基的碳原子为头，无取代基的碳原子为尾。
聚丙烯为例
的立体构型全部为D型或 （1） 全同立构高分子：主链上的 的立体构型全部为 型或 型, 即 ） 全同立构高分子：主链上的C*的立体构型全部为 型或L DDDDDDDDDD或LLLLLLLLLLL； 或 ；
CH3
CH3
高分子化合物
高分子材料的结构特点及形成原因摘要：高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料，分为有机高分子材料（塑料、橡胶、合成纤维）和无机高分子材料(松香、纤维素)。
高分子材料的结构，包括高分子链结构、晶体结构和微区结构等，不同结构的高分子，而这些结构决定了高分子材料的特殊性能，研究高分子材料的结构特点和形成原因，对新材料的研制具有重要意义。
关键字：高分子材料；结构特点；形成高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,高分子由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成，之所以称为高分子，就是因为它的分子量高，常用高分子材料的分子量在几百到几百万之间，高分子量对化合物性质的影响就是使它具有了一定的强度，从而可以作为材料使用，高分子化合物一般具有长链结构，每个分子都好像一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的线团，这就是高分子化合物具有较高强度，可以作为结构材料使用的根本原因。
高分子化合物有天然的，也有人工合成的，工业用高分子材料一般是人工合成的。
1.基本概念高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。
常称为聚合物或高聚物。
分为有机高分子材料（塑料、橡胶、合成纤维）和无机高分子材料(松香、纤维素)。
高分子化合物的分子量一般>104，以C、H元素为主。
高聚物是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分高聚物，分子量通常可达104～106。
1.1高分子化合物的组成由一种或几种简单的低分子化合物通过共价键重复连接（形成大分子链）而成。
如由乙烯合成聚乙烯: CH2=CH2+CH2=CH2+⋅⋅⋅→-CH2-CH2-CH2-CH2- ⋅⋅⋅,可简写成 nCH2=CH2→[CH2=CH2]n。
1.2高分子化合物的合成（1）加聚反应由一种或多种单体相互加成，或由环状化合物开环相互结合成聚合物的反应。
一种和多种分别对应着均聚物和共聚物。
加聚反应的单体是带有双键或叁键的不饱合键的化合物，反应是通过一连串的单体分子间的互相加成反应来完成的。
高分子物理 聚合物流变学
small molecule hole
高分子熔体的流动：链段向 “孔穴” 相继跃迁 Reptation 蛇行
13
Flow curve
a
Kn
第一牛顿区
0零切粘度
第二牛顿区
无穷切粘度，极限粘度
假塑性区
流动曲线斜率n<1 随切变速率增加，ηa值变小 加工成型时，聚合物流体所经受的 切变速处于该范围内(100-103 s-1)
PC聚碳酸酯
63.9 79.2 108.3-125
PVC-U硬聚氯乙烯
147-168
PVC-P增塑聚氯乙烯
210-315
PVAc聚醋酸乙烯酯
250
Cellulose纤维素醋酸酯
293.320
Temperature
温度
Activation energy
粘流活化能是描述材料粘-温依赖性的物理量，表示流动单元（即链段） 用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量
183℃/PS
242k 217k 179k 117k 48.5k
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分子量的影响
log
从成型加工的角度
降低分子量可增加流动性，改善加工性 能，但会影响制品的力学强度和橡胶的 弹性
牛顿流动定律
: Melt viscosity
液体内部反抗流动 的内摩擦力
1Pa s = 10 poise (泊)
牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构和温度有关，与切应力和切变速率无关
7
Types of Melt Flow
液体流动的类型
类型
曲线 公式 实例
Shear stress Shear stress Shear stress Shear stress Viscosity
07高分子物理 第2章 - 第四节 聚合物的结晶过程
2、链的规整性 一般来说，链的规整性越好，越易结晶。 对予主链含有不对称中心的高聚物，如果不对称中心的构型完 全是无规的，使高分子链的对称性和规整性都被破坏，这样的 高分子一般都失去了结晶能力。例如自由基聚合得到的聚苯乙 烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等就是完全不能结晶的 非晶高聚物。
用定向聚合的方法，使主链上的不对称中心具有规则的构 型，如全同或间同立构聚合物，则这种分子链获得必要的规整 性，具有不同程度的结晶能力，其结晶能力的大小，与聚合物 的等规度有密切关系，等规度高结晶能力就大。属于这一类的 高聚物有等规PP、等规PS等。
N的含义：等于生长的空间维数和成核的时间 为数之和
结晶的成核分为均相成核和异相成核两类，均相成核是由熔 体中的高分子链段靠热运动形成有序排列的链束为晶核，
而异相成核则以外来的杂质、未完全熔融的残余结晶聚合 物、分散的小颗粒固体或容器的壁为中心，吸附熔体中的 高分子链作有序排列而形成晶核。因而均相成核有时间依 赖性，时间维数为1，而异相成核则与时间无关，其时间
无规聚苯乙烯（aPS），聚合物分子链 上的苯环无规分布，无定形，没有固定 的熔点；等规聚苯乙烯（iPS），苯环全 部在聚合物分子链的一侧，结晶速度慢 ，熔点低；间规聚苯乙烯（sPS），苯 环全部在聚合物分子链的两侧交叉分布 ，结晶速度快，熔点高。
在二烯类聚合物中，由于存在顺反异构，如果主链的结
构单元的几何构型是无规排列的，则链的规整性也受到破坏， 不能结晶。如通过定向聚合得到全反式结沟的聚合物，则获
和晶粒的生长两个步骤，因此结晶速度应该包括成核速度、 结晶生长速度和由它们共同决定的结晶总速度。测定聚合 物的等温结晶速度的方法很多，其原理都是对伴随结晶过 程发生变化的热力学或物理性质的变化。下面对两种主要
第六章聚合物的结构与性能
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（3）伸直链晶片
由完全伸展旳分子链平行规整排列而成旳小片状晶体， 晶体中分子链平行于晶面方向，晶片厚度基本与伸展旳分子 链长度相当。这种晶体主要形成于极高压力下。
（4）纤维状晶和串晶
纤维状晶是在流动场旳作用下使高分子链旳构象发生 畸变，成为沿流动方向平行排列旳伸展状态，在合适旳条 件下结晶而成。分子链取向与纤维轴平行。
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结晶温度不同，结晶速度也不同。在某一温度时出现最 大值，出现最大结晶速度旳结晶温度可由下列经验关系式 估算：
Tmax = 0.63 Tm + 0.37 Tg - 18.5 （2）同一聚合物在同一结晶温度下，结晶速度随结晶过程 而变化。一般最初结晶速度较慢，中间有加速过程，最终 结晶速度又减慢。 （3）结晶聚合物结晶不完善，没有精确旳熔点，存在熔限。 熔限大小与结晶温度有关。结晶温度低，熔限宽，反之则 窄。这是因为结晶温度较低时，高分子链旳流动性较差， 形成旳晶体不完善，且各晶体旳完善程度差别大，因而熔 限宽。
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（2） 高分子旳柔顺性
高分子链能够经过内旋转作用变化其构象旳性能称 为高分子链旳柔顺性。 高分子链能形成旳构象数越多， 柔顺性越大。
因为分子内旋转是造成分子链柔顺性旳根本原因，而 高分子链旳内旋转又主要受其分子构造旳制约，因而分子 链旳柔顺性与其分子构造亲密相关。分子构造对柔顺性旳 影响主要体现在下列几方面：
互为旋光异构，各有不同的旋光性
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若高分子中具有手性C原子,则其立体构型可有D型和L型， 据其连接方式可分为如下三种：（以聚丙烯为例）
（1） 全同立构高分子（isotactic polymer)：主链上旳C*
旳立体构型全部为D型或L 型, 即DDDDDDDDDD或 LLLLLLLLLLL；
第2章 聚合物共混改性原理
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2.1.5 聚合物共混物的分类 2.1.5.1 按共混物形态分类
均相体系和两相体系，其中，两相体系又可分为 “海-岛结构” 两相体系和“海-海结构”两相体系。 “海-岛结构”两相体系在聚合物共混物中是普遍存在 的。工业应用的绝大多数聚合物共混物都属“海-岛结 构”两相体系。 “海-海结构”两相体系，可见诸于聚合物互穿网络 （IPN）之中。此外，机械共混亦可得到具有“海-海 结构”的共混物。
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2.1.4 关于相容性的基本概念
2.1.4.1 完全相容，部分相容与不相容
相容性，是指共混物各组分彼此相互容纳，形成宏观 均匀材料的能力。不同聚合物对之间相互容纳的能力， 是有着很悬殊的差别的。某些聚合物对之间，可以具 有极好的相容性；而另一些聚合物对之间则只有有限 的相容性；还有一些聚合物对之间几乎没有相容性。 由此，可按相容的程度划分为完全相容、部分相容和 不相容。相应的聚合物对，可分别称为完全相容体系、 部分相容体系和不相容体系。
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2.2.4.4 黏度比、剪切应力及界面张力的综合影响
(1) 黏度比λ与分散相粒径的关系
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2.2.4.5 其它因素的影响
如前所述，共混组分的熔体黏度及两相间的黏度 比对共混物的形态有重要影响。而聚合物的熔体黏度 是受到熔融温度的影响的，这就使得共混过程中的加 工温度可以通过影响熔体黏度，进而影响聚合物共混 物的形态。共混物的形态，还与共混组分之间的相容 性密切相关。完全相容的聚合物对，可形成均相共混 体系；部分相容的聚合物对，则可形成两相体系。
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高分子聚合物及其结构与性能关系的三个层次
高分子聚合物及其结构与性能关系的三个层次姓名：刘灵芝学号：2011020214 高分子聚合物指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量(通常可达104～106)化合物。
例如聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯分子结构单元—CH2CHCl—重复连接而成，因此—CH2CHCl—又称为结构单元或链节。
由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为单体，是合成聚合物的原料。
n代表重复单元数，又称聚合度，聚合度是衡量高分子聚合物的重要指标。
聚合度很低的(1～100)的聚合物称为低聚物，只有当分子量高达104～106(如塑料、橡胶、纤维等)才称为高分子聚合物。
由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物，如上述的聚氯乙烯、聚乙烯等。
由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为共聚物，如氯乙烯—醋酸乙烯共聚物等。
1. 聚合物的分类聚合物的分类可以从不同的角度对聚合物进行分类，如从单体来源、合成方法、最终用途、加热行为、聚合物结构等。
(1)按分子主链的元素结构，可将聚合物分为碳链、杂链和元素有机三类。
碳链聚合物指大分子主链完全由碳原子组成。
杂链聚合物指大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。
元素有机聚合物指大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基却由有机基团组成，如甲基、乙基、乙烯基等。
有机硅橡胶就是典型的例子。
元素有机又称杂链的半有机高分子，如果主链和侧基均无碳原子，则成为无机高分子。
(2)按材料的性质和用途分类，可将高聚物分为塑料、橡胶和纤维。
橡胶通常是一类线型柔顺高分子聚合物，分子间次价力小，具有典型的高弹性，在很小的作用力下，能产生很大的形变，外力除去后，能恢复原状。
纤维通常是线性结晶聚合物，平均分子量较橡胶和塑料低，纤维不易形变，伸长率小，弹性模量和抗张强度都很高。
塑料通常是以合成或天然聚合物为主要成分，辅以填充剂、增塑剂和其他助剂在一定温度和压力下加工成型的材料或制品。
《材化高分子化学》第7章 配位聚合
（1）α-烯烃
H C* R
由于连接C*两端的分子链不等长，或端基不同， C*应当是手性碳原子，但这种手性碳原子并不 显示旋光性，原因是紧邻C*的原子差别极小， 故称为“ 假手性中心”。
根据手性C*的构型不同，聚合物分为三种结构：
RR R R HHHH
全同立构 Isotactic
RH RH HRHR
C O OCH2CH3
聚丙烯酸乙酯
[NH( CH2 )6NHOC ( CH2 )4CO ]n
尼龙－66
结构单元间的连接方式不同，又会产生序列异构。
例如首尾相接和首首相接的异构现象。其首尾相接、 首首相接和无规序列相接的聚合物，其化学组成相 同，连接方式不同，性能也是不一样的。
（2）聚合物的立体异构体
什么是同分异构？ 化学组成相同，聚合物分子中原子或原子团相互连接
的次序不同而引起的异构叫做同分异构，又称结构 异构。
例如：通过相同单体和不同单体可以合成化学组 成相同、结构不同的聚合物。
如结构单元为－[ C2H4O－] n的聚合物可 以是聚乙烯醇、聚环氧乙烷等。
[ CH2 CH ] n OH
聚乙烯醇
7.1 引言
乙烯、丙烯在热力学上均具有聚合倾 向，但在很长一段时间内，用上述聚合方 法，却无法得到高分子量的聚合物。
为什么？
乙烯的自由基聚合必须在高温高压下进行，由 于较易向高分子的链转移，得到支化高分子，即 LDPE。
丙烯利用自由基聚合或离子聚合，由于其自阻聚 作用，都不能获得高分子量的聚合产物。
插入反应是配位阴离子机理 由于单体电子的作用，使原来的Ti－C键活化，极化 的Ti＋－C －键断裂，完成单体的插入反应。
立构规整性成因 单体如果在空位(5)和空位(1)交替增长，所得聚合物 将是间同立构，实际上得到的是全同立构。
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高分子和聚合物概念的差别
高分子和聚合物概念的差别如下：
一、定义
高分子：高分子是指那些由众多原子或原子团组成的复杂化合物，其相对分子质量通常大于10000。
聚合物：聚合物是由许多重复单元通过共价键连接而成的化合物。
每个重复单元（单体）可以是简单的有机化合物，也可以是复杂的有机化合物。
二、组成单元
高分子：高分子的组成单元可以是非常多样的，可以是单个的原子，也可以是复杂的有机或无机分子。
这些组成单元通常是通过化学反应或者物理过程连接在一起的。
聚合物：聚合物的组成单元通常是单体，这些单体在聚合反应中通过共价键连接在一起。
每个单体可以是一个简单的有机化合物，也可以是复杂的有机化合物。
三、应用领域
高分子：高分子材料在许多领域都有广泛的应用，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
高分子材料因其独特的物理和化学性能而被广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗、航空航天等领域。
聚合物：聚合物材料同样在许多领域都有广泛的应用，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
聚合物因其独特的物理和化学性能而被广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗、航空航天等领域。
四、性质
高分子：高分子化合物通常具有较高的分子量和多分散性，其物理和化学性质往往因分子的结构差异而有所不同。
例如，高分子化合物可能具有较好的机械性能（如强度和韧性）、化学稳定性以及热稳定性等。
聚合物：聚合物通常具有较高的分子量和多分散性，其物理和化学性质往往因分子的结构差异而有所不同。
例如，聚合物可能具有较好的机械性能（如强度和韧性）、化学稳定性以及热稳定性等。
此外，聚合物通常具有较好的加工性能，可以通过注塑、挤出、压延等工艺进行加工。
五、制备方法
高分子：高分子的制备通常是通过化学反应或者物理过程来实现的。
常用的化学反应包括聚合反应、缩聚反应、接枝反应等；常用的物理过程包括溶液纺丝、熔融纺丝、乳液纺丝等。
聚合物：聚合物的制备通常是通过聚合反应来实现的。
聚合反应是一种有机化学反应，通常分为加成聚合和缩聚聚合两大类。
加成聚合是通过不断添加单体分子并使其相互连接而生成聚合物；缩聚聚合则是通过同时消除小分子如水或醇的方式使单体连接并生成聚合物。