高分子物理课件复旦大学chaer

高分子物理第一章导论高分子科学的重要性高分子的特点高分子物理的研究内容和重要性高分子物理的发展简史本课程所讲授的内容1.高分子科学的重要性现代工业的重要标志其他产业的重要支柱…“Iaminclinedtothinkthatthedevelopmentofpolymerizationis,perhaps,thebiggestthingchemistryhasdone,whereithashadthebiggesteffectoneverydaylife.Theworldwouldbeatotallydifferentplacewithoutartificialfibers(纤维),plastics(塑料),elastomers(弹性体),etc.Eveninthefieldofelectronics,whatwouldyoudowithoutinsulation?Andthereyoucomebacktopolymersagain.”LordTodd,presidentoftheRoyalSocietyofLondon,quotedinChem.Eng.News

1980,

58(40),29,inanswertothequestion,Whatdoyouthinkhasbeenchemistry’sbiggestcontributiontoscience,tosociety?PolymersRelatedtoInformationTechnologyColordegradationandnarrowviewinganglewithoutnegativecompensationfilmsHighcontrastratioandwideviewinganglewithnegativecompensationfilmsColordegradationandnarrowviewinganglewithoutnegativecompensationfilmsHighcontrastratioandwideviewinganglewithnegativecompensationfilmsPolymerlightemittingdiodes:RedYellowBlueLCDafterusingpolymeropticalcompensationfilms:2.高分子的特点(1)长链分子N>>1合成高分子N~102-104天然高分子N~109-1010DNA、RNA，Protein,…AFMofSingleChains(2)影响物理性质的几大因素

聚合度Nb.单体连接->缺少独立运动的自由度->熵的损失c.高分子链具有不同程度的柔顺性d.结构的多变性3.高分子物理的研究内容和重要性结构性能(1)研究内容包括：理论、实验表征等手段为高分子材料的分子、结构设计和性能设计提供理论基础分子运动(2)重要性-a.著名公司的材料研发流程高分子物理-设计-理论分析高分子化学-合成,改性结构性能表征高分子产品市场调研(2郑)蜜重要予性-姻b.伸从印佩第安自人穿符的靴汁子谈志起O2乳液固体O2

18故39员年G踢oo错dy酒ea估r的滔硫化毯技术S硫化蜓橡胶不了秤解结舒构特乎点，穗就要陕走很仗多的邪弯路冶，更哨谈不鉴上分豆子设婆计4.成高穗分子李物理晴的发漠展简企史高分补子结序构的蒙发现助S旗ta彼ud特in滋ge雾r居19饶20错-1鞋93寒01.娃高僵分子雁物理枕的起宿点橡胶劈燕弹性播的分踩子理厕论坛Ku枝hn趟,惭Ma秧rk绕1最93帅0-蠢19驼35高分倍子链荷构象丈统计销理论2.僚高皂分子赶的物呼化时估代和帅DN考A的润发现色1疤93处5-袋19爆65Fl星or填y辰溶液败理论盾，R锯ou肉se科-Z临im遣m链危动力珍学理膨论Wa伪ts岸on累-C币ri日ck届的d税-H别el美ix恢D投NA母,递Na翼tt鸦a聚共烯烃条聚集焦态结就构表昏征方膊法4.碧高俭分子悔物理牢的发界展简握史3.域现沸代物莫理向症高分斤子物映理的欣渗透润1厘96处5-de撤G疯en学ne奏s还和苏Ed仗wa叶rd海s的贯蛇行改(r捏ep概ta声ti检on抓)理炸论,泉标耗度概鬼念(蔽sc将al独in茶g紧co村nc克ep棚t)高分裕子物点理已催成为累现代丝式凝聚捡态物伴理的破重要低分支辩-软盘凝聚液态物挡理(有so置ft湾c霸on塘de售ns气ed孩m万at英te址r)叮、软起物质绢(s练of滨t陆ma抛tt传er职)或域复杂贵流体吧(c胜om姿pl剩ex淘f卵lu粱id设s)5.政本攻课程更讲授屯的内显容(1冠)勾高分呼子的暴形状涨和大赢小构型阴和构谊造构象分子伐量和锐分子欧量分豪布(2笑)材高分斤子溶兵液,河高寸分子合共混遮物,示嵌取段共里聚物稀溶零液-异>亚爽浓溶妹液-急>浓争溶液衰的热惯力学(3撞)途高分旺子的旱聚集耽态结唐构非晶底态、啦结晶拘态和偏液晶蛙态一级吹(近榆程)嘴结构二级险(远酷程)屯结构三级昏结构结构5.疗本犁课程箭讲授挂的内海容(4食)奶高分阁子的售分子糕运动楚学高分刚子的结三态碰：玻奸璃态夹、高钉弹态肆、粘我流态玻璃漏化转尺变(5裤)特高分忙子的正力学惭性能小应瞧变下寺的橡收胶弹收性理箭论、典粘弹疏性大应勿变下那的强奏度与额破坏(6溜)越高分米子的僵电学魔性质性能参考炸书高分怎子物孩理(级修订帮版，困复旦垄大学命出版篮社，匀19欠90洞,曲何曼滤君姓陈维瘦孝垫董西洞霞编下)高聚里物的族结构逗与性睬能(罢中科炉大，造科学护出版兴社)聚合吗物的歼结构级和物云理性卷质(柄李斌爽才,归科类学出血版社侵)聚合散物科疾学与蒸材料砌(科避学出缴版社傍，M翅ar培k,锈T气ob柳ol组sk很y寄et取.监al暖.)Th学e品Ph洞ys胀ic棋s慌of烂P谱ol集ym甩er彼s剖(2异nd忙E润di傲ti竭on尿)被(S急pr茧in夕ge拒r,敬1由99洒7,贞G至.披R.堵S益tr肥ob湿l)In链tr受od失uc贯ti方on鼻t零o予Po裳ly午me兽r斤Ph污ys挺ic柿s莫(O锤xf那or兵d,咬19迫95尤,怎M.绢D昆oi壳)Po蜻ly厦me袭r善Ph脂ys州ic间s蒙(C挂am盲br耗id寨ge遮,海20乏03枝,胁Ru融bi沾ns晒te环in申)Pr李in径ci裤pl淋es惹o碌f丹Po茂ly惭me以r纱Ch般em拉is音tr阻y婆(F须lo事ry纠)……第二过章寻高分炸子的础大小坏和形可状Pr串im洁ar夕y握(一级):Se蔑co召nd燃ar通y谁(二级):Te丛rt匆ia执ry降(三级):Qu苍at控er膏na起ry刷(四级):第二签章蚊高分厦子的泄大小货和形咬状2.钥1糟近程悲结构竿(注lo玩ca膛l)2.热1.铜1衔构造朵(救Co承ns壤ti积tu欺ti薪on俩s刻or租A爆rc璃hi熟te肌ct私ur是es兆)-CH2-CH2-2.元1.献1.减1殿结构锅单元葬的化轻学组荷成2.梅1.挡1.锦2怀键接眨结构2.顶1.犹1.兰3柴支化枝与交巾联局部的化学结构2.摊1.兵1.责4适均聚睛与共型聚Ho汤mo浸po复ly础me迹rs(均聚声物):Li泪ne逐ar铁p楚ol卫ym违erBr练an龙ch不ed页p滔ol听ym升erCr惨os撕s-词li填nk竿ed顿p尾ol毙ym包erCo晨po列ly罗me饭rs兴(共聚眨物):Li燥ne巨ar素r保an富do优m纱co突po狮ly珠me振rLi粘ne猎ar店a盾lt辈er县na们ti影ng青c丑op茶ol睡ym牲erLi什ne借ar假b驰lo你ck邮c球op群ol炭ym疤erGr仪af厘t轿co滥po锅ly暗me锹r:twodifferentmonomersand星形另和超盲支化剥高分柳子Star(星状)polymershomo-armed(同臂)hetro-armed(杂臂)Hyperbranched(超枝化)PolymersandDendrimers(树枝链):ThecompositionofdendrimerscanbevariedthroughoutthemoleculeinasystematicwayHo圣w怒ma陶ny姥d单if禾fe咱re榴nt关a担rc灿hi刊te来ct思ur述es炼o粮f狮ma盾cr轨om诞ol述ec以ul阿es哗c优an圾y诉ou犹i厨ma窄gi雹ne队?AF跟M敲ofbr杯an择ch夹ed迹P漫ol垮ym顷er丈s2.旱1.趋2步构型窄(C绕on隐fi公gu捞ra巩ti骡on服s)Ar时ra搅ng节em绳en窃ts只f揭ix汉ed直b互y田th衔e撤ch愿em脱ic棵al叹b云on摇di马ng办i诞n助th愤e棒mo固le耕cu洲le筝,蜡su织ch谣a睡sci已s(顺乐式)an鹊dtr殖an乘s(反酸式)然,is弃ot庭ac土ti臂c(等的规)绞a膝ndsy羽nd古io展ta山ct畜ic彻(间薪规)is有om拒er录s.虎T组heco锹nf那ig丑ur京at桌io瓶nof蛙a战p挣ol议ym呈erca适nn辟ot叛b漆e迁al区te升re雪dun蓬le辩ss教c请he处mi肤ca谜l稍bo名nd贺s漫ar商e氏br截ok会en检a精nd应r弱ef绳or搭me饼d.顺式ci还s反式tr骂an跳s几何显异构2.司1.披2.哈2牙旋光许异构手性北分子问题吗:忽一根多链中采同时确出现堵不同耻的C翠*?稻?等规is组ot百ac贡ti狡c间规sy桌nd暖io化ta祝ct抹ic无规at范ac腹ti为corbl葡oc属k2.状1.诞2盟构型志(C镰on蜻fi凶gu毯ra唇ti钳on致s)化学肾键固傍定的荐原子答在空甘间的山几何宰排列改变专构型腊(顺敲反和喇旋光弱)必厘须打婶断化俯学键停!!劈燕!2.真2东远程引结构鼠(骑gl妹ou翼bl灰e)一根鹅链整碗体的络形状培和大熄小2.借2.间1涂高分训子链从的质渐量长度俯平均禾-数沉均分嫌子量抵(n御um倒be袍r俊av笔er往ag男ed吼)重量孙平均制-重妇均分得子量蜻(w谷ei证gh真t否av骑er统ag愿ed魄)分子暂量分绞布2.叹2.拣2井高分窝子的贝内旋咐转构俩象tr箭an伞s(反式)阴an私dga喘uc洗he卫(旁式)胡co启nf荐or起ma魄ti主on倚s:Po丧te桂nt房诚ia涛l声en变er老gi校es假a糟ss螺oc脂ia雁te荣d辜wi展th堂t蔽he存r背ot妇at辉io冒n洽of兴c而en而tr铲al利C拘-C庄-b全on孟d向fo辽r穗et饶ha荐ne夜(da栽sh筑ed岩l税in献e)双an混d椒bu损ta膛ne作(so帮li深d维li样ne).泽Th夕e趴sk绝et恢ch扭es怪s呢ho蓝w卷th片e绕tw扔o半mo渴le畏cu籍le秆s符in偶v帆ie最ws联a膏lo童ng铅t章he赵C问-C安-b态on工d.Ro五ta碰ti旺on坊al组I坏so喘me声ri善c膏St近at泽es喊(农旋转玻异构及态R掀IS葵)假设每个单元有2个旋转异构态一根链的异构态数目将达2N-3－无伸需打伸断化疏学键Ra呀nd恨om途c烘oi沾l密(无诉规线忧团)邀o泻f卖po枪ly陡me割ri-1i+1iInmeltorsolution基本的链构象ZigzagconformationofPE(21helix)Randomcoil无规线团Co牺mp赵ut贫er排S痛im予ul斤at径io刃n邻of吗a内S课in司gl勒e牛Ch沿ai竟n顾in余S骆ol肆ut城io双ns特殊势的链钓构象俯：平液面锯垮齿链倚(z骆ig烦za立g)蛇和螺浩旋链Po翠ly宰pr享op钻le供ne恰s裤in辈C甘ry扮st丹al挤s2.科2.累3不高分滥子的俭柔顺改性(仆fl任ex呆ib锋il塘it菌y)2.农2.粒3.乌1慨静态酷柔顺漆性－热力忘学定俱义2.单2.师3.投1楼静态蛾柔顺盲性－热力末学定首义De12持久坚长度lp=lex廉p(De/kT)De告->盏0,lp->l2.撇2.钳3疾高分爹子的技柔顺熔性(瓜fl册ex锹ib匀il峡it决y)2.胆2.持3.鹿2辈动态梢柔顺轧性－动力予学定校义DE12由1暮到2铺的转况换时乓间(迁持续决时间榆)tp=t1ex惰p(DE/kT)DE->嗓0,仓tp->t12.际2.姻3.告3炊影响遥柔顺渣性的馆主要惩因素主链厕结构侧基链的路长短2.龄2.倦4朋高分诵子链案构象划的统列计关键划是寻硬找无胸规线宅团状遗柔性章链的姑表征吩参量2.事2.悟4.理1栏均方风末端凤距<h2>和秃均方秘回转南半径楼<S2>的蔬几何剩统计覆方法<h2><S2><h2>和分<S2>的剥定义Sc拍he伯ma端ti兄c垃re抢pr霸es遥en牙ta从ti别on茂o扶f促ho缓mo割po握ly涌me粘r势ch门ai贯n聋ofN+1绕m幼as仁s宴po拢in栗ts臭a亭ndNbo途nd墓v绵ec圈to葛rs重.En急d-裕to末-e卸nd夕v敏ec聋to薯r加(末端玩距矢遣量):Me息an曾-s贷qu欺ar堪ed鸟e否nd绸-t梢o-貌en华d福di案st呈an膨ce犬(均方洲末端召距):Me芳an探-s之qu远ar毅ed套r蛛ad许iu烧s沟of傅g泡yr租at引io状n啦(ho取mo曲po唇ly刷me放rch岭ai薯n)糟(均方花回转戚半径):mi:柏ma炕ss掠o甲f博ea优ch万p文oi幼ntRi:遣ve窗ct买or忘f妨ro神m城th咸e甚co朋mm亭on秋c禽en扇te仿r掀of艇m拒as龟s蛾toi-p止oi笋nt<h>=胸<R>=鸡0理想叼高分纺子链模型尚的均抱方末反端距短<h2>l:徐th约e删bo耍nd问l园en造gt劲hei:网th端e我un滤it辜v接ec限to境r(1)自由连接(2)自由旋转每根拳键长买相等固,歇键的公数目厅为N键矢膜量夹折角，疾不是籍键角a,嘴18但0-a键数锯目N,不是型聚合放度n(1叫)般自由隙连接贷(f净re锤el洽y-劲jo玻in外te清d)绵链的富<h2>h2fjNqij~播0-巩18向0既有分子量的特征，又有局部化学结构的特点(2厨)击自由早旋转汽(f据re越el溉y-钉ro恳ta元ti扬ng雀)链窄的<h2>相邻片两键打的q角是固袜定的例：O’x’O’y’O’z’Oxcosq0cos(p/2+q)Oy010Ozsinq0cosqO’裂y’垂直亭纸面价,O’震z’平行留纸面qp-qii+1i+2xyzx’y’z’fOO’自由江旋转纺(f际re映el束y-晴ro谊ta纹ti液ng哀)链舰的<h2>理想脂高分瞎子链疼<h2>和症<S2>的裙关系对于蒙自由市连接逮链和色自由筑旋转笑链理想送高分看子链庸模型尿几何肺统计才理论恒结果牢的适邪用性稀溶躁液反切而有绣问题适合Q溶垦液,浇熔践体不知作道具咸体的孕概率缺分布体积狐排除矛盾枣??1.心模型蝇的局捎限性2.占几太何统愉计方始法的局特限性2.诸2.责4.笼2毅理想炉高分纪子链滋模型甲的概挺率统驼计方怎法R1,P(R1)…R2,P(R2)R3,P(R3)以理累想高位分子菜链末殿端距h为变剧量的闸概率渔分布杂函数对于杨单个凝键矢椅量的竹概率猜分布津函数一根炸含有N个键活矢量氏链在浮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达到Q温度的溶液,测得无扰尺寸<h2>0~N例子即：P史E的Ne和leLma妖x链的职轮廓荷长度腰(C柏on祥to咳ur剩L涌en袍gt恋h)例子携