目录

  • 1 绪论
    • 1.1 课程简介、内容、目标和教学方法
    • 1.2 高聚物结构与形态的特点
    • 1.3 高聚物的状态及其行为
    • 1.4 聚合物结构和性能测试方法概述
    • 1.5 学习本课程的目的和意义
    • 1.6 小测验
  • 2 波谱分析
    • 2.1 红外光谱
      • 2.1.1 红外光谱的基本原理
      • 2.1.2 红外光谱的基本分析方法
      • 2.1.3 红外光谱在高分子材料研究中的应用
      • 2.1.4 拓展阅读与作业
    • 2.2 核磁共振谱
      • 2.2.1 NMR的的基本原理与氢谱
      • 2.2.2 碳核磁共振谱
      • 2.2.3 NMR在高分子材料研究中的应用
      • 2.2.4 拓展阅读与测验
    • 2.3 X射线衍射
  • 3 分子量分析
    • 3.1 聚合物分子量及其分布的表征
    • 3.2 分子量常规分析方法
    • 3.3 凝胶渗透色谱法
    • 3.4 拓展阅读与作业
  • 4 热分析
    • 4.1 热分析概述
    • 4.2 差式扫描量热分析
    • 4.3 差热分析
    • 4.4 热重分析
    • 4.5 拓展阅读与作业
  • 5 热力分析
    • 5.1 热力分析的基本原理
    • 5.2 热力分析的分类与特点
    • 5.3 DMA实验技术
    • 5.4 热力分析在聚合物研究中的应用
    • 5.5 拓展阅读与作业
    • 5.6 优秀翻转视频
  • 6 流变性能分析
    • 6.1 高分子流变学概述
    • 6.2 高分子固体的形变
    • 6.3 高分子流体的流动
    • 6.4 流变学常用的测量仪器
    • 6.5 流变性能分析在聚合物研究中的应用
    • 6.6 拓展阅读与作业
  • 7 电子显微分析
    • 7.1 电子显微技术简介
    • 7.2 光学和电子光学基础
    • 7.3 透射电子显微镜(TEM)
    • 7.4 扫描电子显微镜(SEM)
    • 7.5 电镜样品的制备技术
    • 7.6 电子显微在高分子结构研究中的应用
    • 7.7 拓展阅读与作业
  • 8 表界面分析
    • 8.1 表界面概述
    • 8.2 XPS分析
    • 8.3 原子力显微镜
    • 8.4 拓展阅读与作业
  • 9 聚合物的燃烧性能分析
    • 9.1 聚合物的燃烧
    • 9.2 燃烧性能的主要测试方法
    • 9.3 锥形量热仪分析
    • 9.4 扩展阅读与小测验
  • 10 复杂工程问题解决实践
    • 10.1 复杂工程问题的特点
    • 10.2 复杂工程问题的解决过程
    • 10.3 复杂工程问题解决的方案设计案例
    • 10.4 复杂工程问题的综合分析实践作业
高聚物结构与形态的特点


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)