高分子物理第二章链的结构

研究一根高分子链的大小（长短）─分子量和链的形态─链的柔高分子链的分子聚乙烯的分子量和性聚合分子沸点外1--气2--气3-液5-液固体（晶态250/1.333x10-固体（晶态分固体（蜡状分固体（蜡状分脆性固分硬性固分韧性固体（软韧性固体（硬~分极为坚韧固常用聚合物分子量示塑分子量/纤分子量/橡分子量/6-涤1.8-天然橡20-5-尼龙-1.2-丁苯橡15-10-维6-25-2-纤维50-氯丁橡10-分子量高分子链的柔性（柔顺性、柔韧性高分子链的形

重重

ACCC 333

H55

H重重重重重重低分子单键的内CCH CCHHHCH

HCCH CCHCHCH HH注意构型：由化学键固定的分子中原子在空间的不同排列形式。顺 旁 旁注意构型：由化学键固定的分子中原子在空间的不同排列形式。高分子链的ZZC原子 构象 构 1（23- 2（24- 4（25- 8（26- 高分子链的柔顺性：由于高分子链中每个单键内旋转而导致高分子链呈现无数种构象，并具有强烈蜷曲倾向的特性。影响高分子链柔性的因主链结构的影⑴由单键构成：-Si-OC-OC-⑵含孤立双⑶杂⑷梯形侧基的影⑴极⑵分分子间作用力的影分子链的规分子链的长外界条件：温度，外力作用速Kuhn统计理论(统计线团理论)其含义：i链柔性的大ii.高分子线团尺寸的大hhhh基本假定①高分子链的一端处于原点，另一端为②高分子链由N个链组成，每个链链长相等，并且每个链的相互连接不受键角和内旋转势垒的限制，③链本身不占有体-----自由取向链，或自由结合链 lyjointingZP(XYYXhh1N(h1)h2N(h2)hiN(hiN(hihiN(hi)N(hi (h)2N(h)(h)2N(h)(h)2N(hh hi2N(hii2W

)h

W

W

)h

1W(h)1

11

h2W

N(hi三的无规飞行W(x,y,

e2(x2y2z2)332

2ZhhXW(h)dh

e2(h2)4h2332

2由于该末端距分布符合函数，故高分子链称“统计线团”“链。函数为正态分布，存在一个极大值h*，称为最可几的末端距2 2

h2W(h)dh0

W(h)dh

e2(h2)4h233dW(h)23h*23 链的h 可以看出a.

2Nb2 Nb,L=h=Nb, h2h2Nh2h2N h h*2局限性：i.每个单键自由旋转，任意2ii.N>>高分子链的向量统计理▲基本假①高分子链由N个相同单键组成，键长为②单键间夹角一定，单键内旋转不受阻 自由旋③键不占有体此种高分子链为自由旋转链bN-bN-bbN-bN-h

NNbjjNhfr2N

b

b

bNjNj

NiNN

j

jNiNNh

i

2bi1i

2bi2bi 2b1iθθ'θh2h2

Nb22(N1)b2cos'2(N2)b2cos2Nb2(12cos' 2cos h2

1cosNb21cos1cos

N(1cos')2讨论：●对于C-C，θ=109o28’，cosθ=- 2hh hh 拉伸的极限倍h2NL对于自由取向链h2NL对于自由旋转链：

Nbsinh2 h2N1/2b(1cos1

N1/2(1cos2r真实高分子链的均方末端距hr

Nb2(1cos)1

2链段统计理▲链段的概念分子链中能够进行独立运动的最小结构单▲链段的特性独立随机可测▲链段与高分子链柔顺链段长度链节数/链段链段数/分子链柔刚↓↓↑↑↓▲链段的AAh2h2W(h)dhh2()e2h24h2dh Z:高分子链中的链段数A:链段的平均聚合AZ聚合AZ聚合AZ聚乙聚氯乙聚丙烯聚丙聚苯乙8聚二甲基硅氧聚异丁8聚β-乙烯基乙基纤2.3.4柔性的h2, h2, h2, h2,增加，柔性减 单位分子量的均方末端距h2增加，柔性减少。A= 刚性系数内旋转位垒构象构象高分子链的构象统计与高分子链柔性定量描高分子链名链模均方末拉伸极限倍h2Nb2f(Nf 自由旋bN-1cosN )2bN-bN-h2Nb2(1cos 1“真实θφh2Nb2(1cos) 1Nb2(1cos1(1cos)1cosf(N,b,,) 1 链段构Ah2rr