高分子物理課件四川大學(xué)楊剛第一章：高分子鏈的結(jié)構(gòu)

匯報(bào)人：添加文檔副標(biāo)題高分子鏈的結(jié)構(gòu)CONTENTS目錄01.高分子鏈的組成02.高分子鏈的構(gòu)象03.高分子鏈的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)04.高分子鏈的構(gòu)型與構(gòu)象05.高分子鏈的動(dòng)態(tài)行為01高分子鏈的組成單體單元單體單元是構(gòu)成高分子鏈的基本單元單體單元的種類和數(shù)量決定了高分子鏈的結(jié)構(gòu)和性能常見(jiàn)的單體單元包括乙烯、丙烯、苯乙烯等單體單元通過(guò)化學(xué)鍵連接形成高分子鏈聚合度定義：聚合度是指高分子鏈中重復(fù)單元的數(shù)目影響因素：聚合度受反應(yīng)條件、催化劑、溫度等因素的影響作用：聚合度決定了高分子鏈的長(zhǎng)度和分子量應(yīng)用：聚合度是衡量高分子材料性能的重要指標(biāo)之一端基端基是連接高分子鏈的基團(tuán)端基的種類：自由端基、官能團(tuán)端基、交聯(lián)端基等端基對(duì)高分子鏈的影響：影響高分子鏈的性質(zhì)、性能和應(yīng)用端基的合成：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成端基，如自由基聚合、離子聚合等支鏈支鏈類型：主鏈、側(cè)鏈、末端鏈等支鏈長(zhǎng)度：短支鏈、長(zhǎng)支鏈、超長(zhǎng)支鏈等支鏈分布：均勻分布、不均勻分布等支鏈對(duì)高分子鏈結(jié)構(gòu)的影響：影響高分子鏈的力學(xué)性能、熱性能等02高分子鏈的構(gòu)象柔順性高分子鏈的柔順性是指高分子鏈在外力作用下能夠改變其形狀和尺寸的能力柔順性是決定高分子鏈物理性質(zhì)的重要因素之一高分子鏈的柔順性可以通過(guò)改變高分子鏈的結(jié)構(gòu)和組成來(lái)調(diào)節(jié)高分子鏈的柔順性對(duì)高分子材料的加工和應(yīng)用具有重要影響剛性鏈添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題剛性鏈的特點(diǎn)：具有固定的幾何形狀和空間結(jié)構(gòu)，不易變形剛性鏈的定義：高分子鏈中，所有原子都在同一平面上，且每個(gè)原子的相對(duì)位置固定不變剛性鏈的應(yīng)用：在材料科學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用剛性鏈的局限性：由于其剛性，限制了高分子鏈的柔性和可塑性，限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用折疊鏈折疊鏈?zhǔn)歉叻肿渔湹囊环N構(gòu)象折疊鏈在高分子材料中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，如提高材料的力學(xué)性能和熱性能等折疊鏈的形成是由于鏈段之間的相互作用力大于鏈段之間的排斥力折疊鏈的特點(diǎn)是鏈段之間存在緊密的相互作用無(wú)規(guī)線團(tuán)構(gòu)象定義：高分子鏈在溶液中隨機(jī)卷曲形成的無(wú)規(guī)則構(gòu)象特點(diǎn)：無(wú)規(guī)則、無(wú)序、無(wú)固定形狀形成原因：高分子鏈在溶液中受到溶劑分子的碰撞和摩擦，導(dǎo)致其無(wú)法形成有序的構(gòu)象影響因素：溶劑的性質(zhì)、溫度、壓力等應(yīng)用：無(wú)規(guī)線團(tuán)構(gòu)象是高分子材料性能的重要影響因素之一，如彈性、韌性、強(qiáng)度等03高分子鏈的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)是高分子鏈的一種重要結(jié)構(gòu)形式晶態(tài)結(jié)構(gòu)可以分為單晶、多晶和準(zhǔn)晶三種類型單晶結(jié)構(gòu)具有高度有序的晶體結(jié)構(gòu)，多晶結(jié)構(gòu)具有多個(gè)晶體的集合，準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)具有部分有序的晶體結(jié)構(gòu)晶態(tài)結(jié)構(gòu)的形成與高分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子間作用力、溫度等因素有關(guān)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是高分子鏈的一種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式非晶態(tài)結(jié)構(gòu)中，高分子鏈沒(méi)有固定的排列方式，而是隨機(jī)分布非晶態(tài)結(jié)構(gòu)具有較高的流動(dòng)性和可塑性，易于加工成型非晶態(tài)結(jié)構(gòu)在高分子材料中廣泛存在，如塑料、橡膠等取向結(jié)構(gòu)取向結(jié)構(gòu)：高分子鏈在凝聚態(tài)中的排列方式取向類型：?jiǎn)屋S取向、雙軸取向、三軸取向等取向程度：高分子鏈在凝聚態(tài)中的排列程度取向影響因素：溫度、壓力、溶劑等液晶態(tài)結(jié)構(gòu)液晶態(tài)：高分子鏈在特定條件下形成的有序結(jié)構(gòu)液晶態(tài)分類：熱致液晶、溶致液晶、光致液晶等液晶態(tài)特點(diǎn)：具有流動(dòng)性和各向異性液晶態(tài)應(yīng)用：液晶顯示器、液晶光閥等04高分子鏈的構(gòu)型與構(gòu)象構(gòu)型與構(gòu)象的概念構(gòu)型：高分子鏈中單鍵的旋轉(zhuǎn)和鍵角的變化形成的空間結(jié)構(gòu)構(gòu)象：高分子鏈中單鍵的旋轉(zhuǎn)和鍵角的變化形成的時(shí)間序列構(gòu)型與構(gòu)象的關(guān)系：構(gòu)型是構(gòu)象的靜態(tài)表現(xiàn)，構(gòu)象是構(gòu)型的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)構(gòu)型與構(gòu)象的影響因素：溫度、壓力、溶劑等外部因素，以及分子間的相互作用等內(nèi)部因素構(gòu)型與構(gòu)象的穩(wěn)定性構(gòu)型穩(wěn)定性：高分子鏈的構(gòu)型在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，不易改變構(gòu)象穩(wěn)定性：高分子鏈的構(gòu)象在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，容易改變影響因素：溫度、壓力、溶劑等環(huán)境因素對(duì)構(gòu)型和構(gòu)象的穩(wěn)定性有影響應(yīng)用：了解構(gòu)型與構(gòu)象的穩(wěn)定性對(duì)于高分子材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有重要意義構(gòu)型與構(gòu)象的轉(zhuǎn)變構(gòu)象轉(zhuǎn)變：高分子鏈中單鍵的旋轉(zhuǎn)和鍵角的變化構(gòu)型轉(zhuǎn)變：高分子鏈中單鍵的旋轉(zhuǎn)和鍵角的變化構(gòu)象：高分子鏈中單鍵的旋轉(zhuǎn)和鍵角的變化構(gòu)型：高分子鏈中單鍵的旋轉(zhuǎn)和鍵角的變化構(gòu)型與構(gòu)象的測(cè)定方法X射線衍射法：通過(guò)X射線衍射分析高分子鏈的構(gòu)型和構(gòu)象核磁共振法：通過(guò)核磁共振分析高分子鏈的構(gòu)型和構(gòu)象紅外光譜法：通過(guò)紅外光譜分析高分子鏈的構(gòu)型和構(gòu)象質(zhì)譜法：通過(guò)質(zhì)譜分析高分子鏈的構(gòu)型和構(gòu)象電子顯微鏡法：通過(guò)電子顯微鏡觀察高分子鏈的構(gòu)型和構(gòu)象熱力學(xué)分析法：通過(guò)熱力學(xué)分析確定高分子鏈的構(gòu)型和構(gòu)象05高分子鏈的動(dòng)態(tài)行為高分子鏈的松弛行為松弛現(xiàn)象：高分子鏈在受到外力作用下，會(huì)發(fā)生松弛現(xiàn)象松弛時(shí)間：高分子鏈的松弛時(shí)間與其分子量、溫度等因素有關(guān)松弛現(xiàn)象的應(yīng)用：高分子鏈的松弛現(xiàn)象在材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用松弛機(jī)理：高分子鏈在受到外力作用下，會(huì)發(fā)生松弛現(xiàn)象高分子鏈的蠕變行為蠕變：高分子鏈在應(yīng)力作用下的緩慢變形蠕變曲線：描述蠕變行為的曲線蠕變機(jī)理：高分子鏈在應(yīng)力作用下的松弛和重排蠕變與時(shí)間的關(guān)系：蠕變與時(shí)間呈非線性關(guān)系，通常分為三個(gè)階段：瞬時(shí)蠕變、穩(wěn)態(tài)蠕變和加速蠕變?nèi)渥兣c溫度的關(guān)系：溫度升高，蠕變速率加快，蠕變曲線向高溫方向移動(dòng)蠕變與應(yīng)力的關(guān)系：應(yīng)力越大，蠕變速率越快，蠕變曲線向高應(yīng)力方向移動(dòng)高分子鏈的疲勞行為疲勞行為的定義：高分子鏈在反復(fù)應(yīng)力作用下發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化和性能退化疲勞行為的原因：高分子鏈的微觀結(jié)構(gòu)、分子間作用力、應(yīng)力分布等因素疲勞行為的表現(xiàn)：高分子鏈的斷裂、蠕變、應(yīng)力松弛等疲勞行為的影響：影響高分子材料的力學(xué)性能、使用壽命和可靠性高分子鏈的動(dòng)力學(xué)模型布朗運(yùn)動(dòng)：描述高分子鏈在溶液中的隨機(jī)運(yùn)