高分子是指相对分子质量很大,可达几千乃至几百万的一类有机化合物。它们在结构上是由许多简单的、相同的称为链节(单体)的结构单元,通过化学键重复连接而成。高分子也称高聚物或聚合物。
分子结构特点:
1,分子量很大,从几千到几万,几十万都有。
2,分子链很长。
3,因为分子链很长,所以高分子在合成时,不像小分子有明确的结构式,而是得到一系列的同系物。比如乙烯,分子式结构就是CH2=CH2,。但聚乙烯就不是了,聚乙烯通式是-(CH2-CH2)n-。此处n表示重复单元数量。比如合成目标是合成n=1000的聚乙烯,但实际合成中,得到的是一些列n的混合物,可能从900-1100都有,分子链长短不一,并遵循正态分布。所以这就引出一个分子量分布的概念。现在通过技术进步,可以得到窄分布的高分子。但还不能得到单分布的高分子。
4,因为分子链长,所以各分子链之间在自然状态下,都是各自纠缠在一起的,像麻花似的。这就有带来一个应力松弛的概念。高分子材料在受拉力的情况下,其纠缠在一起的各分子链,会沿着拉力方向拉伸,并从纠缠无序状态中解放出来,从而使得高分子链受力减小。这种情况从宏观来看,就是材料在保持形变量不变的情况下,应力会随着时间延长而减低。
5,分子链很长,一般的无定形高分子有特有的三态,玻璃态,橡胶态,黏流态。温度低时,高分子整个分子链都被冻结,无法运动。随着温度升高,部分链段可以运动,高分子此时进入橡胶态,宏观上表现为材料软了,有弹性,像橡胶。随着温度继续升高,整个分子链都可以运动,高分子进入黏流态,宏观表现为材料化了变成了粘度大的液体。这种情况可以用来加工用。
6,因为分子链很长,所以高分子几乎不能气化变成气体。进入黏流态的高分子随着温度升高,会发生断键,分子链会断裂。这个温度就是分解温度。
7,高分子分子链有直链的,也有带支链的,还有体型交联结构的。对于最后一种,因为已经发生交联反应,生成了三维网状立体结构。这个时候材料已经没有黏流态了,交联后的高分子材料不溶不熔,就不会溶解也不会溶化。
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