高分子物理北京理工大学

1,高分子物理 （Macromolecular Physics）,2,3,4,5,6,7,8,9,10,无机非金属材料,复合材料,高分子材料,金属材料,木材 皮革 纤维,纸,青铜,铁,钢,金,皮胶,橡胶,赛璐珞,陶,玻璃,水泥,火石,合金钢,耐热合金,先进功能陶瓷,各种基体复合材料,功能高分子,高温高分子,高强高模高分子,通用高分子,韧性工程陶瓷,金属陶瓷,耐火材料,时间 / 年,相对占有量,玻璃态金属,5000 公元前,0 公元,1000,1500,1800,1900,1940,1960,1980,1990,2000,2010,纤维增强塑料,稻草杆砖,微合金钢,骨,瓷,材 料 的 发 展 历 史,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,由 Lmax 和 可以求得该高分子链中包含的统计单元 (即链段)的数目与长度如下：,每个链段中包含3个单键；如果该高分子链是聚乙烯，则一个链段中包含 1.5个结构单元 。,该高分子链的最大伸长比将为,当 N=1200 时 ， ， 即2000%。,36,37,柔顺性的定量表征,链段长度 b、空间位阻参数 、特征比Cn、持久长度 a 。 链段长度：,Lmax 根据结构单元的结构和聚合度计算。 由下述关系计算得到：,链越柔顺, 链段越短.,(在 条件下),38,例1：测得分子量为28000的聚乙烯分子链的 =36nm2，求聚乙烯的链段长度 b =？已知键的键长 l 0.154nm,，键角为109°28´。,聚乙烯的结构单元为CH2CH2，结构单元的分子量 Mo = 28 ，分子量为28000的聚乙烯分子链的聚合度为28000÷28=1000；每个结构单元中包含2个单键，整个高分子链包含的单键数 N 1000×2=2000个；l=0.154nm,解：,对于纯碳主链，有,39,表2-9 几种常见高分子的链段长度与链段中包含的结构单元数,40,空间位阻参数（刚性因子）,而 或 则与分子链的长度无关，只反映内旋 转的受阻程度，因此称为空间位阻参数或刚性因子。 链的内旋转阻力愈大, 分子尺寸愈扩展, 值愈大, 柔顺性愈差;反之, 值愈小, 柔顺性愈好.,“分子链越柔软，末端距或均方末端距越小”的说法不确切，因为末端距不仅与分子链的柔性有关，还与分子链的长度有关：,或,其中， 从测得的 计算， 从分子链结构单元的结构和聚合度计算。,41,例2：例1中所述聚合度为1000的聚乙烯分子链的,或,42,表2-10 几种高分子链的空间位阻参数,43,特征比 C n,Cn 定义为无扰高分子链的均方末端距与假想的完全自由联结 链的均方末端距之比,对于完全自由的联结链， Cn =1 对于完全刚性的分子链， Cn = N,聚合度非常大，即 N 时对应的特征比称为极限特征比，C,对于完全自由的联结链, C =1 对于完全刚性的分子链， C = ,对于一般的分子链，C介于1 之间,C 越小, 链的柔顺性越好.,44,45,46,小结,基本概念: 小分子 高分子: 构型 构象(形态),链段 高分子链的柔顺性及表征 均方末端距和根均方末端距及表征 自由连接链与高斯链,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,