《高分子物理》课程教学资源（PPT讲稿）第2章 高分子的聚集态结构

高分子物理Polymer Physics 第二章i 高分子的聚集态结构

高分子物理 (Polymer Physics) 第二章 高分子的聚集态结构

第二章内容 §2.1晶态聚合物结构 §2.2非晶态聚合物结构 §2.3高分子液晶 §2.4聚合物的取向结构 §2.5多组分聚合物 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 第二章内容 §2.1 晶态聚合物结构 §2.2 非晶态聚合物结构 §2.3 高分子液晶 §2.4 聚合物的取向结构 §2.5 多组分聚合物

教学内容：聚合物的各种凝聚态结构（晶态、 非晶态、液晶态、取向和织态结构) 教学目的：通过本章的学习全面掌握高分子 链之间的各种排列方式及由此而产生的各种 凝聚态结构，弄清高分子链结构和外部条件 与凝聚态结构之间的关系，了解各种凝聚态 结构的表征和应用，初步建立凝聚态结构与 性能之间关系。 重点和难点：各种凝聚态结构（晶态、非晶 态、液晶态、取向态、高分子合金的织态结 构)特点、形成条件和性能差异。 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 • 教学内容：聚合物的各种凝聚态结构（晶态、 非晶态、液晶态、取向和织态结构） • 教学目的：通过本章的学习全面掌握高分子 链之间的各种排列方式及由此而产生的各种 凝聚态结构，弄清高分子链结构和外部条件 与凝聚态结构之间的关系，了解各种凝聚态 结构的表征和应用，初步建立凝聚态结构与 性能之间关系。 • 重点和难点：各种凝聚态结构（晶态、非晶 态、液晶态、取向态、高分子合金的织态结 构）特点、形成条件和性能差异

高分子的结构 高分子的结构 高分子链的结构 艺雲锅) 露锅) 高分子聚集态结构 (三次结构 化学组成 鋆 分子构造 共聚物序列结构 大 柔顺性 第三章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 高分子的结构 高分子链的结构 （ 三 次 结 构 ） 高 分 子 聚 集 态 结 构 近程结构 （一次结构） 远程结构 （二次结构） 化 学 组 成 构 型 分 子 构 造 共 聚 物 序 列 结 构 柔 顺 性 大 小 高分子的结构

凝聚态的概念 凝聚态：分子的聚集状态：固体，液体，气体 相态：指物质的热力学状态：包括晶态（相 液态（相），气态（相） 般情况下，最常见的物质状态有固态、液态和气态，俗称 「物质三态」。但有少量的物质状态包括等离子态、夸克-胶 子等离子态、玻色爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态、酯膜结 构、奇异物质、液晶、超流体、超固体、和磁性物质中的顺磁 性、逆磁性等等。如玻璃属于液相固体。液晶属于晶相液体 (液态)。 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 一般情况下，最常见的物质状态有固态、液态和气态，俗称 「物质三态」。但有少量的物质状态包括等离子态、夸克-胶 子等离子态、玻色-爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态、酯膜结 构、奇异物质、液晶、超流体、超固体、和磁性物质中的顺磁 性、逆磁性等等。如玻璃属于液相固体。液晶属于晶相液体 （液态）。 凝聚态的概念 凝聚态：分子的聚集状态：固体，液体，气体 相态：指物质的热力学状态：包括晶态(相)， 液态（相），气态（相）

凝聚态的概念 高分子的凝聚态结构：指高分子链之间的排列 和堆砌结构，包括固体与液体。包括：晶态结 构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构（属于固 液之间的相态)。 分子间作用力决定凝聚态结构 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 高分子的凝聚态结构：指高分子链之间的排列 和堆砌结构，包括固体与液体。包括：晶态结 构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构（属于固 液之间的相态）。 凝聚态的概念 分子间作用力决定凝聚态结构

注意区分聚集态和相态这两个概念 相态是热力学概念。相态的转变，必伴随 有压力、体积、温度、内能及熵等热力学 函数的突变。 ·聚集态是指物质宏观力学状态。聚集态的 转变不一定有热力学函数的突变，但必有 膨胀系数、比热和密度的突变。这种转变 是与相变有本质不同的力学状态的转变。 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 • 相态是热力学概念。相态的转变，必伴随 有压力、体积、温度、内能及熵等热力学 函数的突变。 • 聚集态是指物质宏观力学状态。聚集态的 转变不一定有热力学函数的突变，但必有 膨胀系数、比热和密度的突变。这种转变 是与相变有本质不同的力学状态的转变。 注意区分聚集态和相态这两个概念

分子间相互作用 L.范德华力(van der Waals force):包括：静电力、 诱导力、色散力。没有方向性和饱和性。分子间距 离增加，范德华力下降，作用范围小于1nm,作用 能比化学键小1-2个数量级。 2.氢键：具有方向性和饱和性： 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 分子间相互作用 1. 范德华力（van der Waals force）：包括：静电力、 诱导力、色散力。没有方向性和饱和性。分子间距 离增加，范德华力下降，作用范围小于1nm，作用 能比化学键小1-2个数量级。 2. 氢键：具有方向性和饱和性

范德华力 静电力：由极性分子间永久偶极产生。 q为正、负电荷中心所 分子偶极矩： 带的电荷量：「是正、负 电荷中心间的距离。 假定：偶极矩分别为μ和2两种极性分子、分子间距离为R, 其相互作用能为： EK=- 它的范围：13-21KJ/mol e.g:PVC、PMMA、聚乙烯醇等分子作用力主要是静电力 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构

范德华力 诱导力：极性分子的永久偶极与它在邻近分子上引起的诱导 偶极之间的相互作用力。6~13KJ/mol 色散力：是分子瞬间偶极之间的相互作用。是一切分子中， 电子在诸原子周围不停的旋转着，原子核也不停的振动着， 在某一瞬间，分子的正负电荷中心不相重合，便产生了瞬间 的偶极。色散力存在于一切分子中，是范德华力最普遍的一 种。0.8~8KJ/mol 第二章高分子的凝聚态结构

第二章 高分子的凝聚态结构 诱导力：极性分子的永久偶极与它在邻近分子上引起的诱导 偶极之间的相互作用力。6~13KJ/mol 范德华力 色散力：是分子瞬间偶极之间的相互作用。是一切分子中， 电子在诸原子周围不停的旋转着，原子核也不停的振动着， 在某一瞬间，分子的正负电荷中心不相重合，便产生了瞬间 的偶极。色散力存在于一切分子中，是范德华力最普遍的一 种。0.8~8KJ/mol