1.2 高聚物结构与形态特点
高分子材料的性能都来源于其组成与结构,结构决定性能。高分子材料的结构和其它材料的差异:
1)高分子材料典型的结构特点
从分子角度来看,高分子材料的结构与其它材料(金属材料、无机材料)的差别可总结为如下两个方面:(1)分子量大:聚合物分子由众多单体单元通过共价键形成,分子量与性能密切关联(分子量增加,力学强度增加、加工性变差);(2)分子的长径比很大:大分子间的纠缠、运动形态多样,与性能密切相关。
2)高分子材料的结构多样性
聚合物由许许多多高分子链(或结构单元)聚集而成,因而其结构也可从三方面加以考察:单个高分子链结构、许多高分子链聚在一起的聚集态结构和聚合物大分子之间还存在不同的相互联系(作用)。因此,必须从微观、亚微观直到宏观的不同结构层次来描述高聚物的分子结构、形态、集聚态等特征。

一次结构指结构单元的化学组成、结构单元的连接顺序(均聚或共聚)、链分子的立体构型(全同立构、间同立构、无规立构、顺式结构、反式结构等)、链分子的形态(直链、支化、交联等)。

二次结构指大分子链的大小与分布(相对分子质量与质量分布)和大分子链的形态(无规线团、折叠链、螺旋链等)。

三次结构是具有不同二次结构的单个大分子聚集在一起形成不同的集聚态结构。例如许多无规线团可以组成线团胶团或交缠结构;某些高聚物能够形成局部区域排列整齐有序但有些区域无规缠结的结构(缨束结构);还有折叠链二次结构的分子形成的片晶;甚至超螺旋结构。

高次结构指三次结构以及与其他物质构成尺寸更大的结构,如折叠链形成片晶构成球晶。嵌段或接枝共聚物和共混高聚物形成具有微区分相的结构,如下图。此外还有添加了无机填料或纤维增强体系的复合材料。

Simplistic schematic of a microphase separatedmaterial where the dashes indicate the soft phase (or domain), the solid refersto hard domain (or phase)

