高分子物理期末复习笔记

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1、纺织学院研究生2010年“高分子化学和物理”参考书：高分子物理（复旦大学出版社），高分子化学（化学工业出版社，潘祖仁编）一、高分子化学和物理是讲的什么？高分子物理是研究高分子的结构和性能的关系的学科，这和高分子的应用、加工和高分子的分子设计有关，分子设计是开发新的性能的高分子所必须的。高分子化学是讨论高分子化合物是如何从小分子化合物来合成的和高分子化合物是如何参与化学反应的。二、高分子的重要意义在地球上，除了无生命的矿物质外，有生命的陆地植物都含有叫纤维素的高分子，海洋植物都含有海藻酸类的高分子，动物包括我们人类

2、，都有蛋白质，我们人体中有15～18%的蛋白质。除了这些在大自然中还能合成一些大分子，如橡胶树中能天然橡胶（顺式聚异戊二烯），杜仲树制造杜仲胶（反式聚异戊二烯）；漆树仲有漆酚，他是小分子但漆酶能把他交联成高分子；桐树中的桐油是不饱和的油脂（十八碳共轭三烯-9,11,13-酸三甘油酯），加了催化剂后，他能在空气中被氧化交联成高分子，这些构成了千变万化的大千世界，没有这些天然的高分子，我们地球就是个死气沉沉的大石球。人类利用这些天然的高分子，创造了我们今天的世界，也创造出许许多多的高分子。现在高分子化合物和金属材料、

3、无机非金属材料组成了三大材料。1、金属材料，他们通过分子间化学键连接起来，但他们和一般的无机化合物性能不同，有柔韧性，可以拉伸，压延，锻打等加工，而无机化合物都是脆性的。金属分子间连接的键叫金属键，电子可在分子间移动。2、无机非金属材料：玻璃、陶瓷、水泥、无机纤维（他们实际上是无机高分子），所以他们和一般的无机化合物也不一样。在高温下或高温高压下有可塑性，只是他们在可塑性温度太高，在常温下，就处于玻璃化状态，显得硬脆。3、有机高分子材料：目前主要的是主链含碳有机高分子，少量主链含硅的有机高分子。从数量上说有机高分

4、子也许无法跟无机非金属材料相比，但在性能上和用途却大大超过金属和无机非金属材料。从用途就可看出个端倪。合成高分子化合物的的用途：从数量上来说最大的是塑料、纤维、橡胶接下来是涂料、粘合剂特种材料是高性能材料（指高强度高模量、耐高温）和高功能材料（光学性能、电磁性能、生理效应、离子交换性、吸收性、形状记忆性、等他们量少但用途广泛，意义重大。合成高分子的发展历史很短，仅几十年的时间，最早是酚醛树脂，合成橡胶仅是第二次世界大战，德国为了解决天然橡胶资源的短缺，而开发出来的。第一个合成纤维-尼龙丝，也是在那个时候由美国杜帮

5、公司发明，以后有了聚氯乙烯，聚丙烯是上世纪50年代后，齐格勒-纳塔发明勒离子聚合催化剂后（为此得到诺贝尔奖）才可能工业化。我国高分子的发展更晚，在70年代初仅有酚醛、橡胶制品（天然）的制造，和聚氯乙烯的生产。56年在上海中苏友好大厦（现上海展览馆）举办的日本展览会，有塑料薄膜的饭兜卖，那是稀罕物，我为了买到这排队排了几小时，队伍从南京路一直延伸到延安路。32我在68年底大学毕业分配时凭报到证可买到一米的塑料薄膜，是包被子用的；上山下乡的知青也可凭户口迁移证买到一米的薄膜。73年在第一百货出现有塑料壳的热水瓶，购买

6、的队伍也是从商店二楼里排到下面南京路。我抢购到一对，作为结婚礼品送人，觉得很是光彩，现在送这太丢脸了。当时华理只有塑料专业，就是一些简单的塑料加工，我们学校的化纤专业也仅是粘胶纤维（人造棉）。可见当时高分子科学和工业的落后。但到上纪末，我国的高分子科学已经达到世界先进水平。高分子工业在产量上也是很高的。第一章分子链的结构一、什么是高分子1、高分子是由数目很多的结构单元，通过化学键（共价键）连接而成的，结构单元数量在1000以上，甚至数百万。每个结构单元相当于一个小分子，这些结构单元可以是相同的，也可以是不同的。2

7、、一般高分子主链都有一定的内旋转自由度，可以使主链弯曲而显柔软性。使高分子链在空间有各种形态存在。3、高分子结构的不均一性，即使是在相同条件下，合成的大分子，其平均聚合度，分子量分布也不一样，尤其事当共聚时就更复杂。二、高分子链结构的内容一级结构（近程结构）又叫高分子的构型configuration是属于化学结构，是指结构单元分子中各个原子特有的固定的空间排列和结构单元在分子链上的排列。这种排列不经过共价键的断裂和重新形成是不会改变的。它的改变是要通过化学反应来达到。二级结构（远程结构）又叫高分子的构象confo

8、rmation，是包括分子的大小和分子在空间的形态。分子在空间的形态的改变是通过分子主链的内旋转来达到的。他们是指单个分子的结构和形态。三级结构是指高分子材料整体的内部结构，是指大量的分子链聚集在一起的结构，是分子之间的堆砌形态。因此也称聚集态结构。包括晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构和织态结构。五、高分子链的近程结构：五个方面1、结构单元的化学组成2、键接结