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的低分子化合物(称为单体)聚合而成的。 高聚物是由特定的结构单位多次重复而成的。这种特定的结构单位,称为链节(注 意,它不一定和单体组成相同)。链节重复的次数,即上式中的,称高聚物的聚合度。 如将高聚物分子看作许多链节组成的长链,聚合度就是链上环节的数目。同一种高聚物 分子所含链节数不同,它们的相对分子质量Mr也就不同。高聚物一般是聚合度不同的 同种分子的混合物,因此需要使用平均相对分子质量r的概念。例如Mr=8×104的聚 苯乙烯,其实际的相对分子质量Mr在几百(n<10)到2.7×105(血=2600)的范围内变动。 按照高聚物分子链的形态,可以分为线型和体型两种基本结构。线型结构是由许多链节 连接成的一个首尾不相接的长链,分子链的直径与长度之比可达1:1000以上。因此这 种分子链不可能呈直线状,通常蜷曲成不规则的线团。有些高聚物的分子链还带有不同 数量的支链所示。 如果线型分子链间有许多链节相互因反应而交联,就成为网状和体型的结构。 高聚物分子链的形态高分子链的另一特点,是链中单键的内旋转。内旋转是指任意 单键都可围绕相邻单键在保持键长时以一定角度(在C-C键情况下为109°28')在空间 旋转。如前所述,这是共价σ键的特性之一。链节旋转示意图这些因内旋转而产生的高 分子各种异构体,称做构象。构象的变化,使高分子链的形态与大小都处于不断变化中, 极易呈现卷曲或线团状。在受到外力时,分子链可以伸展拉直,除去外力,又容易恢复 原状。这种性能,称为分子链的柔顺性,是高聚物具有弹性和韧性的原因。 2.高聚物的聚集态 高聚物的聚集态有非品态、部分品态和品态三种,下面仅介绍非品态聚集态,在恒定的 载荷下,非晶态线型高聚物作形变与温度图(图8-13),得到三种物理形态。 (1)玻璃态:在足够低的温度下,高聚物所有分子链间的运动和链段的运动都被“冻 结”。这时,整个高聚物表现为非品态的固体,像玻璃那样,故这种状态称为玻璃态。 这一足够低的温度,称玻璃化温度Tg。 (2)高弹态:随着温度上升,分子动能增加:当达到允许小的链段作内旋转,而分子 链间还不能移动的温度时,施加外力,链段很快伸展开来,产生很大的形变(10% 1000%):外力除去后又会缓慢地复原。这种状态,就称为高弹态。 30• • 30 的低分子化合物(称为单体)聚合而成的。 高聚物是由特定的结构单位多次重复而成的。这种特定的结构单位,称为链节(注 意,它不一定和单体组成相同)。链节重复的次数,即上式中的 n,称高聚物的聚合度。 如将高聚物分子看作许多链节组成的长链,聚合度就是链上环节的数目。同一种高聚物 分子所含链节数不同,它们的相对分子质量 Mr 也就不同。高聚物一般是聚合度不同的 同种分子的混合物,因此需要使用平均相对分子质量 Mr 的概念。例如 Mr=8×104 的聚 苯乙烯,其实际的相对分子质量 Mr 在几百(n<10)到 2.7×105(n=2600)的范围内变动。 按照高聚物分子链的形态,可以分为线型和体型两种基本结构。线型结构是由许多链节 连接成的一个首尾不相接的长链,分子链的直径与长度之比可达 1∶1000 以上。因此这 种分子链不可能呈直线状,通常蜷曲成不规则的线团。有些高聚物的分子链还带有不同 数量的支链所示。 如果线型分子链间有许多链节相互因反应而交联,就成为网状和体型的结构。 高聚物分子链的形态高分子链的另一特点,是链中单键的内旋转。内旋转是指任意 单键都可围绕相邻单键在保持键长时以一定角度(在 C-C 键情况下为 109°28′)在空间 旋转。如前所述,这是共价σ键的特性之一。链节旋转示意图这些因内旋转而产生的高 分子各种异构体,称做构象。构象的变化,使高分子链的形态与大小都处于不断变化中, 极易呈现卷曲或线团状。在受到外力时,分子链可以伸展拉直,除去外力,又容易恢复 原状。这种性能,称为分子链的柔顺性,是高聚物具有弹性和韧性的原因。 2. 高聚物的聚集态 高聚物的聚集态有非晶态、部分晶态和晶态三种,下面仅介绍非晶态聚集态,在恒定的 载荷下,非晶态线型高聚物作形变与温度图(图 8-13),得到三种物理形态。 (1) 玻璃态:在足够低的温度下,高聚物所有分子链间的运动和链段的运动都被“冻 结”。这时,整个高聚物表现为非晶态的固体,像玻璃那样,故这种状态称为玻璃态。 这一足够低的温度,称玻璃化温度 Tg。 (2) 高弹态:随着温度上升,分子动能增加;当达到允许小的链段作内旋转,而分子 链间还不能移动的温度时,施加外力,链段很快伸展开来,产生很大的形变(100% ~1000%);外力除去后又会缓慢地复原。这种状态,就称为高弹态
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