聚合物成型加工第1章PPT资料.ppt

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单元通过共价键连接起来的。

低分子单体低分子单体（气体）（气体）聚合物（高分子，固体）聚合物（高分子，固体）分子量：

分子量：

11万万100100万之间万之间氯乙烯氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯低分子单体低分子单体（冷冻下，液体）（冷冻下，液体）聚合物（高分子，固体）聚合物（高分子，固体）分子量：

33万万1010万之间万之间苯乙烯苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯低分子单体低分子单体聚合物聚合物（高分子，固体高分子，固体）（液体）（液体）分子量：

552020万之间万之间三、高分子聚合物与低分子物质在力学性质上的区三、高分子聚合物与低分子物质在力学性质上的区别别1.1.固体弹性、液体粘性的综合，在一定条件下表现为高固体弹性、液体粘性的综合，在一定条件下表现为高弹性；

弹性；

2.2.恒温下能抽丝或成薄膜恒温下能抽丝或成薄膜表现出高度各向异性；

表现出高度各向异性；

3.3.在液剂中能表现出溶胀特性，并形成属于固体与液体在液剂中能表现出溶胀特性，并形成属于固体与液体之间的一系列中间体；

之间的一系列中间体；

4.4.溶液的粘度特别大，比低分子大几十至几百倍。

溶液的粘度特别大，比低分子大几十至几百倍。

*由于分子量的量变引起质变，如体积缩小，比重增由于分子量的量变引起质变，如体积缩小，比重增加，粘度增大。

加，粘度增大。

*低分子物质在不同温度下呈现低分子物质在不同温度下呈现固态、液态、气固态、液态、气态态*高分子聚合物在不同温度下呈现高分子聚合物在不同温度下呈现固态、高弹态、固态、高弹态、粘流态粘流态1.21.2聚合物分子结构聚合物分子结构一、聚合物分子结构组成一、聚合物分子结构组成化学结构化学结构高分子组成高分子组成1.高分子链结构高分子链结构（一次结构）（一次结构）高分子构型高分子构型（分子内结构）（分子内结构）高分子的形态高分子的形态高分子构象高分子构象（二次结构）（二次结构）2.聚集态结构（分子之间结构）聚集态结构（分子之间结构）三次结构三次结构二、高分子的一次结构（近程结构）二、高分子的一次结构（近程结构）一次结构一次结构组成内容组成内容原子类型与排列原子类型与排列结构单元的链接顺序结构单元的链接顺序链结构的成分链结构的成分链结构的支化、交联、端基链结构的支化、交联、端基分子量、分子量分布分子量、分子量分布取代基围绕特定原子的空间排列方式取代基围绕特定原子的空间排列方式构型构型旋光旋光异构异构几何几何异构异构图图1-1PP的头的头尾构型和头尾构型和头头构型模拟结构头构型模拟结构*链结构的成分：

链结构的成分：

只有一种单体成分参加反应时，生成的聚合物称均聚物。

AAAAAAAAAA由两种或多种不同成分同时参与合成，则得到由几种结由两种或多种不同成分同时参与合成，则得到由几种结构单元混杂链接的大分子化合物，通称共聚物。

构单元混杂链接的大分子化合物，通称共聚物。

AABBAABBAAAABBAABBBBAAAAAAAABBBBBBBBAAAAAA图图1.21.2链结构的成分示意图链结构的成分示意图*一次结构反映高分子各种特性的最主要结构层次，直接一次结构反映高分子各种特性的最主要结构层次，直接影响熔点、密度、溶解性、粘度、粘附性等。

影响熔点、密度、溶解性、粘度、粘附性等。

图图1-3HDPE和和癸烷的模拟结构癸烷的模拟结构图图1-4LDPE的模拟结构的模拟结构图图1-5PE结构示意结构示意CH4甲烷甲烷C2H6乙烷乙烷C3H8丙烷丙烷C4H10正丁烷正丁烷C4H10异丁烷异丁烷CC55HH1212三种支化方式三种支化方式图图1-61-6支化示意图支化示意图图图1-7线型聚合物（左）线型聚合物（左）和低交联（中）及高交和低交联（中）及高交联（右）的网状聚合物联（右）的网状聚合物模拟骨架结构模拟骨架结构图图1-8乙烯类高分子链的构型乙烯类高分子链的构型a间同立构；

间同立构；

b全同立构；

全同立构；

c无规立构无规立构图图1-9聚乙烯和全同立构聚丙烯及无规立构聚丙烯分子结构之间的关系聚乙烯和全同立构聚丙烯及无规立构聚丙烯分子结构之间的关系图图1.101.10顺反异构体（顺反异构体（1，4加成双烯类聚合物的几何异构体）加成双烯类聚合物的几何异构体）三、高分子的二次结构（远程结构）三、高分子的二次结构（远程结构）指单个高分子在空间存在的形式指单个高分子在空间存在的形式构象构象图图1-11高分子的二次结构示意图高分子的二次结构示意图四、高分子的三次结构四、高分子的三次结构指大分子与大分子之间的几何排列。

三次结构又称指大分子与大分子之间的几何排列。

三次结构又称聚集态结构，是在加工成型过程中形成的，是由微观聚集态结构，是在加工成型过程中形成的，是由微观结构向宏观结构过渡的状态，它强烈地受二次结构的结构向宏观结构过渡的状态，它强烈地受二次结构的影响。

影响。

图图1-12高分子三次结构示意图高分子三次结构示意图*聚集态结构结晶、取向是决定聚合物制品使用性能的聚集态结构结晶、取向是决定聚合物制品使用性能的主要因素。

主要因素。

*研究聚集态结构的意义就在于了解高分子聚集态结构研究聚集态结构的意义就在于了解高分子聚集态结构的特征、形成条件及其与材料性能之间的关系，以的特征、形成条件及其与材料性能之间的关系，以便人为地控制加工成型条件而得到有预定结构和性便人为地控制加工成型条件而得到有预定结构和性能的材料，同时为高分子材料的物理改性和材料设能的材料，同时为高分子材料的物理改性和材料设计建立科学基础。

计建立科学基础。

1.3聚合物的分子量和分子量分布聚合物的分子量和分子量分布一、聚合物分子量的特点一、聚合物分子量的特点聚合物具有分子量多分散性（分子量的不均一性），聚合物具有分子量多分散性（分子量的不均一性），即聚合物是具有相同的化学组成（链结构相同）而即聚合物是具有相同的化学组成（链结构相同）而分子链长度不等（即每个分子的链节数目不同）的分子链长度不等（即每个分子的链节数目不同）的同系聚合的混合物，所谓聚合物的分子量实为统计同系聚合的混合物，所谓聚合物的分子量实为统计平均值。

平均值。

二、分子量多分散性原因二、分子量多分散性原因11、由于聚合反应中反应机理与条件的不同，链的引发、由于聚合反应中反应机理与条件的不同，链的引发、增长、终止、降解等因素具有多种可能性。

增长、终止、降解等因素具有多种可能性。

22、由于分离提纯同系聚合物存在实际困难、由于分离提纯同系聚合物存在实际困难。

MM表示单体分子表示单体分子*号号表示带活性的单体或活性链表示带活性的单体或活性链MnMn大分子（失去活性）大分子（失去活性）链生长时间链生长时间nn聚合度（链节数目）聚合度（链节数目）N=VN=VVV链生长速度（单位时间内单体消失的数目）链生长速度（单位时间内单体消失的数目）三、平均聚合度三、平均聚合度因聚合物分子量多分散性，故聚合物大分子所包含的因聚合物分子量多分散性，故聚合物大分子所包含的链节数目都是统计平均值，用链节数目都是统计平均值，用表示平均聚合度。

表示平均聚合度。

聚合物分子量聚合物分子量MM与聚合度与聚合度DPDP之间关系为：

之间关系为：

M=DPM=DPSS或或DP=DP=SS链节分子量链节分子量四、平均分子量四、平均分子量由由于于平平均均聚聚合合度度的的原原因因，聚聚合合物物的的分分子子量量只只有有统统计计平平均均的的意意义义，所所谓谓聚聚合合物物分分子子量量实实质质上上都都是是指指平平均均分分子子量。

量。

用各种方法测定的分子量也是分子量的平均值，由于用各种方法测定的分子量也是分子量的平均值，由于统计平均方法不同，有多种不同的平均分子量。

如：

统计平均方法不同，有多种不同的平均分子量。

按分子数进行统计平均按分子数进行统计平均称数均分子量称数均分子量按分子重量进行统计平均按分子重量进行统计平均称重均分子量称重均分子量在一个多分散体系中有许多不同分子量的组分，假如在一个多分散体系中有许多不同分子量的组分，假如分子量分子量为为MM11、MM22、MM33MMii的各组分各有的各组分各有NN11、NN22、NN33NNii个个克分子，那么根据定义，可以有以下关系：

克分子，那么根据定义，可以有以下关系：

分子量统计平均方法分子量统计平均方法数均分子量：

重均分子量：

Z均分子量：

式中：

分子量为的重量分子量为的分子分数分子量为的重量分数平均分子量，因其定义不同，各具有不同的特性，数均分子量对试样中低平均分子量，因其定义不同，各具有不同的特性，数均分子量对试样中低分子量部分的多少比较敏感，而重均分子量和分子量部分的多少比较敏感，而重均分子量和ZZ均分子量则对高分子量部均分子量则对高分子量部分的含量比较敏感。

分的含量比较敏感。

例例1.1.在在100克分子量为克分子量为105的试样中，如果加入的试样中，如果加入1克分子量为克分子量为103的组分，则：

的组分，则：

分子量不同统计的方法的特点分子量不同统计的方法的特点可见：

少量低分子量组分的加入，使可见：

少量低分子量组分的加入，使大大下降，而对大大下降，而对和和没有明显影响。

没有明显影响。

例例2.2.在在100克分子量为克分子量为105的试样中，如果加入的试样中，如果加入1克分子量为克分子量为107的组分，则：

可见：

少量高分子量组分的加入使可见：

少量高分子量组分的加入使和和大幅度增加，而对大幅度增加，而对没有明显影响。

*同一个多分散体系采用不同的统计平均方法，可以得到不同的平均值同一个多分散体系采用不同的统计平均方法，可以得到不同的平均值*在作试样间分子量比较时，应该注意只有同种平均分子量情况下才能作直接比较。

在作试样间分子量比较时，应该注意只有同种平均分子量情况下才能作直接比较。

五、分子量多分散性的表示方法五、分子量多分散性的表示方法用多分散性指数（系数）用多分散性指数（系数）表示分子量多分散性。

表示分子量多分散性。

以以作为测定分子量分散程度的一种量度。

称作为测定分子量分散程度的一种量度。

称非均匀指数，或多分散性指数（系数）或分散度。

非均匀指数，或多分散性指数（系数）或分散度。

如果如果=1=1，说明聚合物是等同分子组成的，没，说明聚合物是等同分子组成的，没有分散性，是单分散聚合物；

有分散性，是单分散聚合物；

愈接近于愈接近于1