姓名：李帥鵬
班級：材料101
學號: 201002020116
學院：材料科學與工程
高分子微觀結構
高分子材料分子設計中首先是提出對新合成材料的效能要求，對效能起決定作用的是高子的微觀結構，高分子微觀結構包括分子量及其分布，高分子一次、二次、三次及高次結構、大分子上的官能團；鏈節組成等，這些微觀結構的變化直接影響高分子系列效能。
高分子的分子量大小及分布，直接影響力學效能、溶解效能以及流動性等。對不同效能的產品分子量要求不同，作為橡膠及纖維材料要求具有高的分子量，用於塑料、塗料及粘合劑的高分子相對來說分子量要低一些，對液體高分子及澆鑄和灌封材料分子量較低，對於水泥混凝土的減水劑而言，分子量既不能太大，也不能太小，必須在一定的分子量分布範圍之內才能取得良好的分散效果和流動性保持能力。分子量分布寬窄決定於產品的效能及成型加工的要求，分子量及其分布具有多分散性，測試方法多，只有相對的準確性，但能反映出材料的分子大小及分布的規律。
高分子鏈的結構通常分為線形結構、支鏈結構和交聯結構。在合成過程中這三種結構都可能生成，對多數產品要求合成線形結構，支鏈結構對某些產品也很需要，支鏈的存在可提高材料的韌性、曲撓性、耐寒性，如線形低密度聚乙烯根據這種要求開發的，利用增加支鏈結構改善高分子的效能，是分子設計中需要考慮的。支鏈結構對要求生產線形結構的高分子材料是應避免的。
盡量降低交鏈結構，也是合成中要解決的問題。但有的高分子材料，又需要大分子中含有一定的交聯結構，如高分子離子交換樹脂、高分子催化劑、高吸水性高分子材料等，又希望分子結構上產生部分交聯結構。
高分子的組成在分子結構中也是極為重要的。均聚物分子中有頭頭結合、頭尾結合、尾尾結合，共聚物中鴆、塢……不同單體的用量比及在分子鏈上分布的差異，將會形成效能及結構的不同，形成不同的品種。如丁苯樹脂隨苯乙烯含量的變化，可合成通用丁苯膠和高苯乙烯樹脂、高苯乙烯耐磨膠。
隨鳩、塢用量的變化，形成的高分子微觀結構明顯不相同，所以物性也就不同。單體鏈節中活性基團的存在、活性基團的數目、合成後形成的品種的特性也不一樣。和鴆共聚中，如妖為苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯類，生成的是不同特性的共聚物，縮聚反應中肘。
和鴆的官能團不同會形成不同共縮聚物。高分子生產中不少品種都有系列牌號，其中之一就是共聚單體組成的變化。
高分子的一次結構是對單個大分子結構而言，大分子的使用是大分子聚集體，一次結構與聚集體的結構有密切關係。分子設計時不僅要注意一次結構，而且必須考慮二次高次結構的變化。
高分子鏈的柔性和剛性由大分子鏈的結構決定，大多數高分子鏈是由-c-c-鍵構成的，c—c鍵之間有一定鍵角0，碳-碳之間在空間可以旋轉180℃。不同旋轉角，形成不同的構象。對乙個長鏈的大分子來說，它就可能有很多構象，其構象用大分子鏈末端距r表示，把大分子看成線團，大分子的柔性是分子鏈能自由旋轉造成的。
如分子鏈上的氫被其他基團所取代，使大分子鏈內轉動受阻，或主鏈上不完全是c—c連線，有極性鍵-nhco-、-coo-，或有其他鍵，改變了大分子鏈的轉動和分子間作用力。大分子柔性降低，剛性增加，大分子的柔性使分子鏈的構象數增加。如大分子含有n個鍵。
每個鍵旋轉可能有m個位置，那麼大分子鏈的構象數為m個。分子鏈的旋轉是無序的，根據熱力學，熵是無序程度的熱力學函式，以表示大分子鏈在空間的可能的構象數，所以高分子構象熵．服從波茲曼公式：
高分子鏈的結構以及官能團與其溶解度有密切關係。大分子之間或大分子與溶劑之間的互溶性決定於溶解度引數。大分子鏈的捲曲和伸展，或形成螺旋結構均與分子鏈節分布、基團的特性有關。
聚合物的聚集態分為結晶型和無定型；對成纖材料就要求分子鏈有高的結晶度，對於彈性體不希望有高的結晶度。大分子的結晶效能是由一次、二次結構及組成、分子主鏈及側鏈的基團極性等決定的，如主鏈中含有-oco-、-nhc0-等基團，分子問作用力增加，容易結晶，如大分子支鏈多，極性弱就不易結晶。高分子的聚集態結構有不同子晶態，大分子鏈存在晶態結構也存在非晶態結構，這不僅與一次結構有關，也與存在環境有關。
不少高分子聚集態為兩相並存。在進行高分子設計時，可以根據不同單體及大分子的結構，控制聚集體的兩個相態的分布。設計出非晶態無規線團和各向異性晶體的模型，包括兩相結構聚合物預計的模型。
高分子液晶是各向異性晶體轉入各向同性的液態過渡階段的產物。在不同的環境晶態大分子的排列，又有各種的結構。有的高分子聚集體是在一定的溫度和外力作用下才轉變為晶態結構。
一般是在l—t之間的溫度範圍內產生結晶，不同聚合物結晶速度不同，如pe較快，天然膠較慢，尼龍模擬聚酯結晶快一些。結晶速度與溫度的關係為：
其中t——等溫結晶時間；k-----結晶速度常數；n——結晶引數。
這說明高分子化合物結晶的過程是隨環境溫度變化，人們過去認為高聚物是線團結構。沒有規整結構，用x射線研究發現，許多高分子材料外形沒有晶態的規整結構，其中包括有一定數量的有序的微小晶體，每個微小晶體內部結構像普通晶體一樣；用熱力學方法研究許多晶態高聚物都有一級相轉變，在纖維生產過程中的拉伸取向；就是增加結晶度。塑料和橡膠應用中呈現出兩相結構，纖維紡織過程使高聚物成為織態結構。
分子設計中可以從一次結構及組成的改變，合成出具有高結晶度、高強度、耐高溫的特種高分子材料。在開發一種新材料時，進行分子設計時必須注意研究一次、二次與三次結構及高次結構的內在聯絡。微觀結構對高分子的聚集體的綜合物性的變化起關鍵的作用。
高分子材料微觀結構
高分子材料是以高分子化合物為主要組分的材料。高分子化合物是分子量很大的化合物，每個分子可含幾千 幾萬甚至幾十萬個原子。在元素週期表中只有 a a a a中部分非金屬 亞金屬元素 如n c b o p s si se等 才能形成高分子鏈。由於高聚物中常見的c h o n等元素均為輕元素，所以高分子材料...
高分子的結構效能
一 高分子材料 一 高分子材料的結構與效能 1.高聚物簡介 1.1高聚物的定義 高聚物是指具有聚集態結構的高分子化合物。聚集態結構就是許多高分子聚集成高聚物時高分子鏈間相互堆砌排列的狀態。高分子化合物是由成千上萬個原子通過化學鍵連線而成的大分子所組成的化合物。由於具有較大分子量，高分子物質具有許多小...
導電高分子
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