高聚物结构与性能的关系
1高聚物的结构按研究单元的不同分类,高聚物结构可分为两大类:一类为高聚物的链结构,
即分子内的结构,是研究一个分子链中原子或基团之间的几何排列;另一类为高聚物的分子聚集态结构,即分子间的结构,是研究单位体积内许多分子链之间的几何排列。对高聚物材料来说,链结构只是间接影响其性能,而分子聚集态结构才是直接影响其性能的因素。
高聚物链结构高聚物的链结构包括近程结构和远程结构。近程结构是指结构单元的化学组
成、立体异构、连接顺序、以及支化、交联等;远程结构是指高分子链的构象、分子量等。
高聚物链结构是决定高聚物基本性质的主要因素,各种高聚物由于链结构不同其性质则完全不同。例如,聚乙烯柔软容易结晶,聚苯乙烯硬而脆不能结晶;全同立构聚丙烯在常温下是固休,可以结晶,而无规立构聚丙烯在常温下则为粘稠的液体等。
高聚物的聚集态结构高聚物的分子聚集态结构包括晶态、非晶态、液晶态、取向态等;高聚物的
分子聚集态结构是在加工成型过程中形成的,是决定高聚物制品使用性能的主要因素。即使具有相同链结构的同一种高聚物,由于加工成型条件的不同,其成型品的使用性能就有很大差别。例如,结晶取向程度不同直接影响纤维和薄膜的力学性能;结晶大小和形态不同可影响塑料制品的耐冲击强度,开裂性能和透明性。
因此对高聚物材料来说,链结构只是间接影响其性能,而分子聚集态结构才是直接影响其性能的因素。研究高聚物分子聚集态结构的意义就在于了解高聚物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,以便人为地控制加工成型条件得到具有预定结构和性能的材料,同时为高聚物材料的物理改性和材料设计建立科学基础。2高聚物结构与力学性能的关系链结构与力学性能的关系
不同的高聚物,有不同的分子结构,当然会显示出不同的材料性能出来。聚
f乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯腈、环氧树脂和聚二甲基硅氧烷硅橡胶等等都是不同分子结构的高聚物,它们或是晶态高聚物,或是非晶态高聚物,或是橡胶,或是不溶不熔的热固性树脂,这些都是一般人都知道的常识。交联能使本来可溶可熔的热塑性塑料成为既不能溶解也不会熔融的热固性树脂,物理力学性能有了大幅提高;普通的支化会使高聚物的性能变坏;单官能团的封端能大大改善聚碳酸酯的热稳定性,以及具有离子键的高聚物玻璃化温度会提高很多等等,这样的例子俯首可拾。在r