高分子专业知识结构图

1.高分子的结构有哪些

高分子结构包括链结构和聚集态结构。

高分子链结构是指：单个高分子的结构，其链节的元素组成、各组成单元之间的位置关系、分子构型、交联与支化、端基组成等，称为高分子的近程结构或化学结构；整个高分子链结构称为高分子远程结构，即指高分子链的质量和构象两个方面。

聚集态结构是指：分子链之间的排列与堆砌，亦称为超分子结构。聚集态结构反映高分子链之间的相互作用关系，这是在高分子的近程结构与远程结构之上的第三个结构层次，即三级结构。高分子的聚集态包括结晶态、非晶态、取向态、液晶态等形态。

2.高分子化合物的三种结构

高分子化合物又称高聚物，是由几百~几千个原子、彼此以共价键连结起来的大分子化合物，具有较大的分子量（5103~106）。

此类化合物虽然分子量很大，但其化学组成、结构一般比较简单（蛋白质例外），通常是以简单的结构单元为链节，通过共价键重复结合而成高聚物。如聚氯乙烯的形成与结构就是这样的。

此处氯乙烯这种能聚合成高分子化合物的小分子化合物称为单体，组成高分一种高聚物来说，n并不相同，所以高分子化合物的分子量是指平均分子量。高分子化合物的分类众多，按其元素组成可分无机高分子化合物（如石棉、云母等）和有机高分子化合物（如橡胶、蛋白质）；按其来源可分天然高分子化合物（淀粉、天然橡胶、蛋白质、石棉、云母）和合成高分子化合物（合成塑料、橡胶、纤维）；合成高分子化合物又可按生成反应类型分加聚物（聚乙烯、聚氯乙烯……）和缩聚物（聚酰胺、聚酯、酚醛树脂）；按链的结构可分线型高分子（合成纤维等）和体型高分子（酚醛树脂）等。

高分子化合物分子中的各种官能团，都能正常发生反应，如羰基加成、脱碳，酯和酰胺水解等。由于分子量大，结构特殊，它们各自有其独特的物理性质。

作为高分子材料，正是利用了这些性质. 高分子化合物的结构与性能高分子化合物化学性质稳定，并具有优良的弹性、可塑性、机械性能（抗拉、抗弯、抗冲击等）及电绝缘性，不同高聚物性能间的差别与其分子结构、分子间作用力、分子链的柔顺性、聚合度、分子极性等因素有关。（1）高分子链的结构和柔顺性链型（包括带支链的）高聚物的长链分子通常呈卷曲状，且互相缠绕，分子链间有较大的分子间作用力，显示一定的柔顺性和弹性。

可溶解于合适的溶剂。它们在加热时会变软，冷却时又变硬，可反复加工成型，称为热塑性高聚物。

聚氯乙烯、未硫化的天然橡胶、高压聚乙烯等都是链型高分子化合物。体型高聚物是链型（含带支链的）高分子化合物分子间以化学键交联而形成的具有空间网状结构的高分子化合物，一般弹性和可塑性较小，而硬度和脆性则较大。

一次加工成型后不再能熔化，故又称为热固性高聚物。它具有耐热、耐溶剂、尺寸稳定等优点。

如酚醛树脂、硫化橡胶及离子交换树脂等都是体型高聚物。（2）高分子化合物的物理形态非晶态链型高分子化合物无确定的熔点，在不同的温度范围内可呈现三种不同的物理形态，即玻璃态、高弹态和粘流态。

高弹态是高聚物所独有的罕见的一种物理形态。呈高弹态的高聚物当温度降低到一定程度时，可转变成如同玻璃体状的固态，称为玻璃态（如常温下的塑料即处于玻璃态），该转化温度叫玻璃化温度，用Tg表示。

如天然橡胶的Tg为-73℃。而当温度升高时，高聚物可由高弹态转变成能流动的粘液，称为粘流态。

高弹态转变为粘流态的温度叫粘流化温度，用Tf表示。对于非晶态高分子化合物，Tg的高低决定了它在室温下所处的状态，以及是否适合作橡胶还是塑料等。

Tg高于室温的高聚物常称为塑料。Tg低于室温的高聚物常称为橡胶。

用作塑料的高聚物Tg要高；而作为橡胶，Tg与Tf之间温度的差值则决定着橡胶类物质的使用温度范围。