高分子化学与物理--绪论--课件

高分子化学与物理高分子化学与物理 第一章第一章 绪绪 论论 ProlegomenonProlegomenon 1.1 高分子科学的建立和发展高分子科学的建立和发展 1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念 1.3 高分子的分类与命名高分子的分类与命名 1.4 高分子合成反应的分类高分子合成反应的分类 1.5 高分子的结构、物理状态及其性能特点高分子的结构、物理状态及其性能特点 1.1 高分子科学的建立和发展高分子科学的建立和发展 化工产品十分广泛，迄今已达到化工产品十分广泛，迄今已达到 7 万种之多，主要包括：万种之多，主要包括：无机酸、碱、盐和化肥为代表的无机酸、碱、盐和化肥为代表的无机化工。无机化工。烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、酮、胺等为代表烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、酮、胺等为代表的基本的基本有机化工。有机化工。合成塑料、合成橡胶、合成纤维为代表的合成塑料、合成橡胶、合成纤维为代表的高分子化工。高分子化工。医医药药、农农药药、染染料料、涂涂料料、日日用用化化学学品品为为代代表表的的精精细细化工化工。还还有有一一些些形形成成了了独独立立的的工工业业部部门门，如如炼炼油油、冶冶金金、医医药药、造纸、建材、酿造、环保等。造纸、建材、酿造、环保等。化工产品的分类化工产品的分类 高分子高分子Macromolecule（大分子）：包括天然大分子、合成大分子（大分子）：包括天然大分子、合成大分子天然大分子天然大分子蛋白质蛋白质DNA、RNA纤维素纤维素淀粉淀粉天然橡胶天然橡胶.合成大分子：合成大分子：在适当条件下人工合成在适当条件下人工合成的大分子，称为大分子化合物的大分子，称为大分子化合物（Macromolecular Compound）High Polymer（高聚物）（高聚物）Polymer（聚合物）（聚合物）合成塑料、合成纤维、合成橡胶合成塑料、合成纤维、合成橡胶聚合物化学（聚合物化学（Polymer Chemistry）高分子化学高分子化学 研究聚合物合成与化学反应的一门研究聚合物合成与化学反应的一门科学科学。涉及到两大类反。涉及到两大类反应：聚合物的应：聚合物的合成反应合成反应（聚合反应，（聚合反应，Polymerization）小分子小分子大分子大分子聚合物的聚合物的化学反应化学反应（Polymer Reaction）新的大分子（交联、嵌段、接枝和扩链等）新的大分子（交联、嵌段、接枝和扩链等）大分子大分子高分子化学高分子化学小分子（降解）小分子（降解）研研究究内内容容：反反应应的的机机理理、反反应应的的动动力力学学、反反应应的的影影响响因因素素、反应的实施方法。反应的实施方法。天天 然然 高高 分分 子子的的 直直 接接 利利 用用天天 然然 高高 分分 子子的的 化化 学学 改改 性性天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化,硝化纤维的合成等硝化纤维的合成等淀粉、蛋白质、棉、麻、丝、竹、木等淀粉、蛋白质、棉、麻、丝、竹、木等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等高分子合成高分子合成高分子时代高分子时代高分子材料的使用过程高分子材料的使用过程 1.1.1 高分子科学概述高分子科学概述高分子化学的重要性高分子化学的重要性u人们的衣、食、住、用、行离不开高分子。人们的衣、食、住、用、行离不开高分子。u高分子化学是重要的基础学科。高分子化学是重要的基础学科。u高分子化学的知识是我们认识世界，改造世界的高分子化学的知识是我们认识世界，改造世界的强有力武器。强有力武器。u在科学的整体发展中：高分子科学处于多种学科在科学的整体发展中：高分子科学处于多种学科的交汇点上，为其发展提供了良好的学科环境。的交汇点上，为其发展提供了良好的学科环境。数学数学物理学物理学工程学工程学其它其它化学化学其它其它学科学科生命生命科学科学电子学电子学高分子高分子科学科学高分子材料的应用高分子材料的应用高分子材料具有许多优良性能，是当今世界发展最迅速的高分子材料具有许多优良性能，是当今世界发展最迅速的产业之一。产业之一。塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂己广泛应用到电子信己广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑、纺织息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑、纺织等各个领域。等各个领域。功能高分子材料功能高分子材料（导电高分子、高分子半导体、光导电高（导电高分子、高分子半导体、光导电高分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等）近年发展迅速，具有特液晶高分子和信息高分子材料等）近年发展迅速，具有特殊功能。殊功能。若人们对材料的若人们对材料的需求是需求是100%，高分子，高分子材料则占材料则占60%。塑塑 料料橡橡 胶胶纤纤 维维 常规高分子常规高分子胶粘剂胶粘剂涂料涂料家庭中的聚乙烯制品家庭中的聚乙烯制品 身边的高分子材料身边的高分子材料聚丙烯制品聚丙烯制品 碳碳纤纤维维复复合合材材料料 功能高分子功能高分子羡羡慕慕我我吧吧！我我被被高高分子包围了分子包围了时代时代周刊评出的周刊评出的2005年最迷人的发明年最迷人的发明手卷钢琴手卷钢琴Hand Roll Piano 防水纸防水纸（最适用于制成海运标签）（最适用于制成海运标签）玉米塑料玉米塑料我们使用的以上这些产品，我们使用的以上这些产品，大都来自于这样高塔林立的大都来自于这样高塔林立的 天然高分子天然高分子多糖类，多肽类，核酸多糖类，多肽类，核酸DNA分子的双螺旋结构（分子的双螺旋结构（deoxyribonucleic acid）两股两股DNA长链像转圈的楼梯扶手长链像转圈的楼梯扶手架，围绕一个中心轴盘旋，走向相反，架，围绕一个中心轴盘旋，走向相反，外侧为磷酸基团，内侧为四种碱基，通外侧为磷酸基团，内侧为四种碱基，通过碱基对过碱基对(30亿亿)的氢键形成双螺旋结构。的氢键形成双螺旋结构。HOC、N：在碱基中在碱基中C：在磷酸酯键中在磷酸酯键中PDNA and RNA蛋白质蛋白质Protein H|H2NCCOOH|R COOH|H-NHCH|R+H COOH|H2NCCONHCH|RR肽键肽键 C，H，O，N，S结晶牛胰岛素的晶体结构结晶牛胰岛素的晶体结构含 51个氨基酸残基的蛋白质核糖核酸酶核糖核酸酶A(ribonuclease A)124个氨基酸残基个氨基酸残基人类基因组计划人类基因组计划 高高分分子子材材料料的的诞诞生生虽虽只只有有90多多年年，但但其其发发展展速速度度远远远远快快于于金金属属和和无无机机材材料料。究究其其原原因因，是是合合成成高高分分子子的的结结构构具具有有几几乎乎无无穷穷变变化化的的可可能能性性，赋赋予予材材料料性能的潜力远胜于其它物质。性能的潜力远胜于其它物质。在人类历史上在人类历史上,几乎没有什么科学技术象高分几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。制约高分子发展的因素：高分子制品废弃后对环境的污染。制约高分子发展的因素：高分子制品废弃后对环境的污染。解解 决决 途途 径径（1）延长使用寿命：减少废弃。）延长使用寿命：减少废弃。（2）回收利用：低性能应用；降解。）回收利用：低性能应用；降解。（3）自然降解：自然分解回归自然。）自然降解：自然分解回归自然。1.1.2 高分子科学的发展历史高分子科学的发展历史p1920年德国年德国Staudinger发表了发表了“论聚合论聚合”的论文，提出高分子物质是由具有相同化学的论文，提出高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应结构的单体经过化学反应(聚合聚合)，通过化学，通过化学键连接在一起的大分子化合物。键连接在一起的大分子化合物。p1932年出版了划时代的巨著年出版了划时代的巨著高分子高分子有机化合物有机化合物，成为高分子化学作为一，成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。门新兴学科建立的标志。p1953年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖 史道丁格小传史道丁格小传(Hermann Staudinger)(18811965)1881年年3月月23日生于德国莱因日生于德国莱因兰兰法耳次州的沃尔姆斯；法耳次州的沃尔姆斯；1907年毕业于施特拉斯堡大学，获博年毕业于施特拉斯堡大学，获博士学位。同年聘为卡尔斯鲁厄工士学位。同年聘为卡尔斯鲁厄工业大学副教授。业大学副教授。1912年于苏黎世年于苏黎世工业大学任化学教授。工业大学任化学教授。1920年，年，发表发表“论聚合反应论聚合反应”的论文，提的论文，提出高分子的概念；出高分子的概念；1932年，出版年，出版划时代的巨著划时代的巨著高分子有机化合高分子有机化合物物1953年获诺贝尔化学奖；年获诺贝尔化学奖；1965年年9月月8日在弗赖堡逝世，终日在弗赖堡逝世，终年年84岁。岁。Paul J.Flory（弗洛里）（弗洛里）建立了高建立了高分子长链结构的数学理论（分子长链结构的数学理论（1948年）年）推出高分子溶液的热力学性质推出高分子溶液的热力学性质,使使粘度、扩散、沉降等宏观性质与分子粘度、扩散、沉降等宏观性质与分子微观结构有了联系。微观结构有了联系。1974年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖p1953年德国人年德国人齐格勒齐格勒 TiCl4+Al(C2H5)3低压聚乙烯；低压聚乙烯；p意大利人意大利人纳塔纳塔 TiCl3+Al(C2H5)3等规立构聚丙烯等规立构聚丙烯p1963年齐格勒、纳塔获得年齐格勒、纳塔获得诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖。Karl Ziegler 18981973Giulio Natta 19031979石油裂解产物得石油裂解产物得到充分利用到充分利用定位聚合的实现定位聚合的实现p1956年，美国年，美国Szwarc提出活性聚合概念提出活性聚合概念 高分子进入分子设计时代。高分子进入分子设计时代。活性聚合的实现活性聚合的实现Styrene-Butadiene-StyreneSBS弹性体弹性体HardHardSoft接枝共聚（graft）ABS树脂树脂交替共聚（alternating）导电聚合物的发现和发展（导电聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔化学奖）年诺贝尔化学奖）20世纪世纪70年代中期发现的导电高分子，改变了长期以来人年代中期发现的导电高分子，改变了长期以来人们对高分子只能是绝缘体的观念，进而开发出了具有光、电活们对高分子只能是绝缘体的观念，进而开发出了具有光、电活性的被称之为性的被称之为“电子聚合物电子聚合物”的高分子材料，有可能为的高分子材料，有可能为21世纪世纪提供可进行信息传递的新功能材料。提供可进行信息传递的新功能材料。Hideki Shirakawa,Alan G.MacDiarmid,Alan J.Heeger分子设计：分子设计：性能性能结构结构合成合成材料宏观性能的设计和材料的加工方法设计材料宏观性能的设计和材料的加工方法设计高分子聚集态结构和化学结构的设计高分子聚集态结构和化学结构的设计合成方法和反应条件的设计合成方法和反应条件的设计 在了解材料性能、聚合物结构和材料性能之间相互关系在了解材料性能、聚合物结构和材料性能之间相互关系的基础上，根据材料性能的需要，设计理想的聚合物结构，的基础上，根据材料性能的需要，设计理想的聚合物结构，并选择一定的合成方法和条件，以获得该种聚合物。并选择一定的合成方法和条件，以获得该种聚合物。高高 分分 子子 科科 学学高高 分分 子子 化化 学学研究高分子化合物的研究高分子化合物的合成合成和和反应反应间的关系间的关系研究高分子的研究高分子的结构结构与与性能性能间的关间的关系系高高 分分 子子 物物 理理高高 分分 子子 加加 工工研究高分子的研究高分子的性能性能与与应用应用间的间的关系关系 高高分分子子科科学学是是建建立立在在有有机机化化学学、物物理理化化学学、生生物物化化学学、物物理理学学和和力力学学等等学学科科的的基基础础上上逐逐渐渐发发展展而而成成的的一一门门新新兴兴学学科科。21世世纪纪，高高分分子子科科学学的的发发展展动动向向：其其一一是是：向向生生命命现现象象靠靠拢拢；其其二是：更加精细化。二是：更加精细化。1.1.3 高分子科学体系及发展趋势高分子科学体系及发展趋势1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念 聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯醇聚乙烯醇实际上实际上概念上概念上 1.2.1 高分子化合物与聚合物高分子化合物与聚合物醋酸乙烯酯：醋酸乙烯酯：CH2=CH(OCOCH3)单体单体高分子高分子(Polymer molecule,Macromolecule):也称聚合物分子也称聚合物分子或大分子，具有高的相对分子质量，其结构必须是由多个重或大分子，具有高的相对分子质量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元复单元所组成，并且这些重复单元实际上实际上或或概念上概念上是由相应是由相应的小分子衍生而来。的小分子衍生而来。高高 分分 子子小小 分分 子子聚聚 合合 反反 应应Polymerization单单 体体高分子化合物高分子化合物(Polymeric Substance):或称聚合物、高或称聚合物、高聚物，是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键聚物，是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的，相对分子质量很大的化合物。重复连接而成的，相对分子质量很大的化合物。Monomer单体（单体（Monomer）：）：通过聚合反应能制备高分子化通过聚合反应能制备高分子化合物的低分子化合物统称为单体。合物的低分子化合物统称为单体。链原子链原子(Chain Atoms):构成高分子主链骨架的单个原子。构成高分子主链骨架的单个原子。链单元链单元(Chain Units):由链原子及其取代基组成的原子或原子团。由链原子及其取代基组成的原子或原子团。聚丙烯聚丙烯结构单元结构单元(Constitutional Unit):构成高分子构成高分子主链结构主链结构一部分的一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。重复结构单元重复结构单元(重复单元，重复单元，链节链节，Constitutional Repeating Unit,CRU):重复重复组成高分子分子结构的组成高分子分子结构的最小最小的结构单元。的结构单元。括号表示重复连接的意思括号表示重复连接的意思单体单元单体单元(Monomer(ic)Unit,mer):聚合物分子结构中由聚合物分子结构中由单个单个单体单体分子生成的分子生成的最大最大的结构单元，的结构单元，与单体分子的与单体分子的原子种类和各种原子原子种类和各种原子的个数的个数完全相同、仅完全相同、仅电子结构电子结构有所改变的结构单元。有所改变的结构单元。高分子高分子单体单体结构单元结构单元重复单元重复单元单体单元单体单元聚聚 合合 度度(Degree of Polymerization，DP):单个聚合物分子所含单单个聚合物分子所含单体单元的数目，能量度高分子的大小。体单元的数目，能量度高分子的大小。以重复单元数为基准：以重复单元数为基准：以结构单元数为基准：以结构单元数为基准：聚合物是不同聚合度的同系物的混合物聚合物是不同聚合度的同系物的混合物聚氯乙烯：聚氯乙烯：尼龙尼龙-66：统计平均聚合度统计平均聚合度 M0：重复单元的分子量；：重复单元的分子量；M1：结构单元的分子量；：结构单元的分子量；：重复单元数；重复单元数；：结构单元数。：结构单元数。聚合物的分子量聚合物的分子量(molecular weight):重复单元的分子量与重重复单元的分子量与重复单元数的乘积或结构单元分子量与结构单元数的乘积。复单元数的乘积或结构单元分子量与结构单元数的乘积。末端基团末端基团(End Groups):高分子链的末端结构单元。高分子链的末端结构单元。CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：聚乙烯：涤纶：涤纶：遥遥 爪爪 高高 分分 子子(Telechelic Polymers):含有含有反应性反应性末端基团、末端基团、能进一步聚合的高分子。能进一步聚合的高分子。氯乙烯单体氯乙烯单体“假设单体假设单体”：乙烯醇：乙烯醇由对苯二甲酸和乙二醇反应由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的生成的“隐含单体隐含单体”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH均均 聚聚 物物(Homopolymer):由由一种一种（真实的、隐含的或假设的）（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。单体聚合而成的聚合物。均聚反应均聚反应（Homopolymerization):生成均聚物的聚合反应。生成均聚物的聚合反应。共聚物共聚物(Copolymer):由由一种以上一种以上（真实的、隐含的或假设的）（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为共聚单体聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。反应。1.2.2 聚合物的分子量及多分散性聚合物的分子量及多分散性1.2.2.1 聚合物的分子量聚合物的分子量聚合物最基本特征聚合物最基本特征分子量大分子量大塑料塑料分子量分子量/万万纤维纤维分子量分子量/万万橡胶橡胶分子量分子量/万万HDPE6 30涤纶涤纶1.82.3天然橡胶天然橡胶2040PVC515尼龙尼龙-661.21.8丁苯橡胶丁苯橡胶1520PS1030维尼纶维尼纶67.5顺丁橡胶顺丁橡胶2530PC26纤维素纤维素50100氯丁橡胶氯丁橡胶1012常用聚合物的分子量常用聚合物的分子量 聚合物材料的许多优良性能都与聚合物材料的许多优良性能都与分子量分子量有关有关 如：抗张强度如：抗张强度(tensile strength)、冲击强度冲击强度(impact strength)、断裂伸长断裂伸长(breaking elongation)可逆弹性可逆弹性(reversible elasticity)分子量提高，有利于材料的机械性能提高。但过高分子量提高，有利于材料的机械性能提高。但过高的分子量会导致材料熔融时的粘度较大，不利于材料的的分子量会导致材料熔融时的粘度较大，不利于材料的加工。在满足材料的机械性能的前提下，高分子的分子加工。在满足材料的机械性能的前提下，高分子的分子量应尽可能小一些，以有利于材料的加工。量应尽可能小一些，以有利于材料的加工。A点点最低聚合度最低聚合度，低于此值时，低于此值时，聚合物完全没有强度，一般在聚合物完全没有强度，一般在40以以上。当超过此值时，强度急剧上升上。当超过此值时，强度急剧上升，达到临界点，达到临界点B后，强度上升又变后，强度上升又变缓慢。缓慢。B点点临界聚合度临界聚合度，一般约在，一般约在200以上。以上。临界分子量临界分子量(Critical Molecular Weight)聚合物机械强度与聚合度关系聚合物机械强度与聚合度关系 聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子组成的子组成的混合物，混合物，这些高分子混合物之间的分子量差为重复结这些高分子混合物之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子链的长短不一的特构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子链的长短不一的特征称为征称为聚合物的多分散性聚合物的多分散性。聚合物的分子量或聚合度是聚合物的分子量或聚合度是统计统计的，是一个平均值，叫的，是一个平均值，叫平平均分子量均分子量或或平均聚合度平均聚合度。平均分子量的统计可有多种标准，其中最常见的是平均分子量的统计可有多种标准，其中最常见的是重均分重均分子量子量和和数均分子量数均分子量。1.2.2.2 聚合物的多分散性聚合物的多分散性1.2.2.3 平均平均分子量分子量 假设在某一高分子样品中，分子量为假设在某一高分子样品中，分子量为Mi的分子有的分子有Ni个，其个，其质量为质量为mi=MiNi，则整个高分子的质量为，则整个高分子的质量为m=NiMi。（1 1）数均分子量）数均分子量（number-average molecular weight）试样总质量按分子总数来平均，试样总质量按分子总数来平均，以以Mn表示。表示。低分子量部分对数均分子量影响较大低分子量部分对数均分子量影响较大。（2）重均分子量）重均分子量(weight-average molecular weight)由各级分重量来平均的分子量由各级分重量来平均的分子量。以。以 Mw表示。表示。i=mi/m 如如果果聚聚合合物物的的分分子子量量是是均均一一的的，即即单单分分散散性性，重重均均分分子子量量与与数数均均分分子子量量数数值值相相等等；如如果果聚聚合合物物的的分分子子量量是是不不均均一一的的，即即多分散性，重均分子量将大于数均分子量。多分散性，重均分子量将大于数均分子量。高分子量部分对重均分子量影响较大。高分子量部分对重均分子量影响较大。1.2.2.4 多分散系数（多分散系数（D）多分散性多分散性 聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子组成，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为分子组成，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物聚合物的多分散性的多分散性。单独一种平均分子量单独一种平均分子量往往不足以表征聚合物的性能往往不足以表征聚合物的性能 了解了解分子量分布分子量分布的情况。的情况。D=Mw/Mn 表征聚合物的表征聚合物的多分散程度多分散程度，也叫分子量分布也叫分子量分布（Molecular Weight Distribution,MWD)。D 值越大，表明分子量分布越宽、分子量大小越不均匀；值越大，表明分子量分布越宽、分子量大小越不均匀；D 值越小，表明分子量分布越窄、分子量越集中；值越小，表明分子量分布越窄、分子量越集中；若若D=1，这样的聚合物叫单分散性聚合物。，这样的聚合物叫单分散性聚合物。缩聚物（如聚酯、聚酰胺等）：缩聚物（如聚酯、聚酰胺等）：D值较小；值较小；加聚物（如聚丙烯腈、聚氯乙烯等）：加聚物（如聚丙烯腈、聚氯乙烯等）：D值较大；值较大；阴离子聚合的聚苯乙烯：阴离子聚合的聚苯乙烯：D值为值为1.021.20，可作标样。，可作标样。常见聚合物常见聚合物D值：值：250。多分散性的表征方法多分散性的表征方法（1）多分散系数（）多分散系数（D）（2）分子量分布曲线）分子量分布曲线分子量分布分子量分布聚合物性能聚合物性能合成纤维：分布窄合成纤维：分布窄合成橡胶：分布宽合成橡胶：分布宽例1、某聚合物试样由下列级分组成，试计算该试样的数均分子量和重均分子量及分子量分布指数。1.3 高分子的分类与命名高分子的分类与命名 性性 质质 和和 用用 途途塑塑 料料纤纤 维维橡橡 胶胶涂涂 料料胶粘剂胶粘剂功能高分子功能高分子以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。具有可逆形变的高弹性材料。具有可逆形变的高弹性材料。纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100倍。倍。涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和保护作用的聚合物材料保护作用的聚合物材料能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在一起的聚合物材料一起的聚合物材料具有特殊功能与用途但用量不大的精细具有特殊功能与用途但用量不大的精细高分子材料，生物医用、光电功能等。高分子材料，生物医用、光电功能等。1.3.1 高分子的分类高分子的分类来来 源源天然高分子天然高分子：自然界天然存在的高分子。：自然界天然存在的高分子。半天然高分子半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。经化学改性后的天然高分子。合成高分子合成高分子：由单体聚合人工合成的高分子。由单体聚合人工合成的高分子。分子链化学分子链化学组成和结构组成和结构碳链高分子碳链高分子：主链（链原子）完全由主链（链原子）完全由C C原子组成。原子组成。杂链高分子杂链高分子：链原子除链原子除C外，还含外，还含O，N，S等杂原子。等杂原子。元素有机高分子元素有机高分子：大分子主链上没有大分子主链上没有C原子，链原子由原子，链原子由Si，B，Al，O，N，S，P等杂原子组成。等杂原子组成。无机高分子无机高分子：主链和侧链均无主链和侧链均无C C原子。如：硅酸盐等。原子。如：硅酸盐等。碳链高分子碳链高分子杂链高分子杂链高分子元素有机高分子元素有机高分子聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚乙二醇聚乙二醇尼龙尼龙6聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷（硅橡胶）（硅橡胶）重要的碳链聚合物：重要的碳链聚合物：重要的杂链聚合物：重要的杂链聚合物：热塑性高分子热塑性高分子 热塑性高分子在受热后会从固体状态逐步转变为流动热塑性高分子在受热后会从固体状态逐步转变为流动状态。这种转变理论上可重复无穷多次。或者说，热塑性状态。这种转变理论上可重复无穷多次。或者说，热塑性高分子是高分子是可以再生可以再生的。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯的。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和涤纶树脂等均为热塑性高分子。乙烯和涤纶树脂等均为热塑性高分子。根根据据高高分分子子受受热热后后的的形形态态变变化化热固性高分子热固性高分子 热热固固性性高高分分子子在在受受热热后后先先转转变变为为流流动动状状态态，进进一一步步加加热热则则转转变变为为固固体体状状态态。这这种种转转变变是是不不可可逆逆的的。换换言言之之，热热固固性性高高分分子子是是不不可可再再生生的的。通通过过加加入入固固化化剂剂使使流流体体状状转变为固体状的高分子，也称为热固性高分子。转变为固体状的高分子，也称为热固性高分子。典典型型的的热热固固性性高高分分子子如如：酚酚醛醛树树脂脂、环环氧氧树树脂脂、氨氨基树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、硫化橡胶等。基树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、硫化橡胶等。1.3.2.1 习习 惯惯 命命 名名 法法天然高分子天然高分子 一般有与其来源、化学性能、作用、主要用途等相一般有与其来源、化学性能、作用、主要用途等相关的专用名称。如纤维素（来源）、核酸（来源与化学关的专用名称。如纤维素（来源）、核酸（来源与化学性能）、酶（化学作用）。性能）、酶（化学作用）。合成高分子合成高分子（1）前缀法：）前缀法：由一种单体合成的高分子：由一种单体合成的高分子：“聚聚”+单体名称单体名称 1.3.2 高分子的命名高分子的命名乙烯聚聚乙烯Polyethylene，PE甲基丙烯酸甲酯聚聚甲基丙烯酸甲酯Polymethyl Methacrylate,PMMA 也有以假想单体假想单体为基础命名，如聚乙烯醇（PolyvinylAlcohol)，乙烯醇为假想的单体，聚乙烯醇实际上是聚乙酸乙烯酯，（Polyvinyl Acetate）的水解产物。前缀法适用于均聚物前缀法适用于均聚物（2）后缀法：）后缀法：由两种单体通过缩聚反应合成的高分子。由两种单体通过缩聚反应合成的高分子。表明产物类型表明产物类型：“聚聚”+两单体生成的产物名称两单体生成的产物名称，如，如对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫“聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯”己二酸和己二胺的缩聚产物叫己二酸和己二胺的缩聚产物叫“聚己二酸己二胺聚己二酸己二胺”不表明产物类型不表明产物类型：两单体名称或简称加后缀两单体名称或简称加后缀“树脂树脂”或或“橡胶橡胶”，如：，如：苯苯酚酚（Phenol）和甲）和甲醛醛（Formaldehyde）的缩聚产物叫）的缩聚产物叫“酚醛树脂酚醛树脂”（PF Resin）尿尿素和甲素和甲醛醛的缩聚产物叫的缩聚产物叫“脲醛树脂脲醛树脂”甘油甘油+邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐 醇酸树脂醇酸树脂 合成橡胶合成橡胶丁二烯（Butadiene）+苯乙烯（Styrene）丁二烯（Butadiene）+丙烯腈（Acrylonitrile）乙丙橡胶（EPR）丁苯橡胶（SBR）乙烯（Ethylene）+丙烯（Propylene）后缀法适用于共聚物后缀法适用于共聚物（3）由两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物）由两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物 两单体名称或简称之间两单体名称或简称之间 用用“-”相连接，再在后一名称后相连接，再在后一名称后面面+“共聚物共聚物”。如：乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫。如：乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫“乙烯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乙酸乙烯酯共聚物”丁腈橡胶（NBR）“聚聚”+高分子主链结构中的特征功能团高分子主链结构中的特征功能团：代表一类高分子，而非单种高分子，如：代表一类高分子，而非单种高分子，如：1.3.2.2 根据聚合物的结构特征命名根据聚合物的结构特征命名聚酰胺聚酰胺聚酯聚酯-NH-C-O-聚氨酯聚氨酯O-O-聚聚 醚醚1.3.2.3 IUPAC系统命名法系统命名法(1)确定聚合物的最小重复结构单元；确定聚合物的最小重复结构单元；(2)排好重复结构单元中的次级单元次序：排好重复结构单元中的次级单元次序：规定主链上带规定主链上带取代基的取代基的C原子写在前，含原子最少的基团先写原子写在前，含原子最少的基团先写；(3)给重复结构单元命名：给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的按小分子有机化合物的IUPAC命名规则给重复结构单元命名命名规则给重复结构单元命名；(4)给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚聚”。括弧必不可少括弧必不可少重复结构单元为：重复结构单元为：11-1-氯代撑乙基氯代撑乙基（）聚聚OCH2CH2氧化氧化撑乙基撑乙基（）聚聚Ethylene:(1)CH2=CH2,乙烯；（乙烯；（2）-CH2-CH2-,1,2-亚乙基，亚乙基，撑乙基撑乙基举举 例例Poly(1-chloroethylene)1.3.2.4 根据商品命名根据商品命名商品名（合成纤维最普遍，我国以商品名（合成纤维最普遍，我国以“纶纶”作为后缀）如：作为后缀）如：聚对苯二甲酸乙二酯（聚酯）纤维聚对苯二甲酸乙二酯（聚酯）纤维聚丙烯纤维聚丙烯纤维聚酰胺纤维，常称尼龙（聚酰胺纤维，常称尼龙（Nylon）涤纶涤纶丙纶丙纶锦纶锦纶尼龙的品种很多，常以数字作后缀，以示区别。尼龙的品种很多，常以数字作后缀，以示区别。其中其中第一个数字表示二元胺的碳原子数第一个数字表示二元胺的碳原子数，第二个数字第二个数字表示二元酸的碳原子数表示二元酸的碳原子数，只附一个数字表示内酰胺或氨基只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数。酸的碳原子数。尼龙尼龙-6：己内酰胺（己内酰胺（Caprolactam）或）或-氨基已酸的产氨基已酸的产物，学名：聚己内酰胺。物，学名：聚己内酰胺。尼龙尼龙-66：己二胺（己二胺（Hexanediamine）和己二酸（）和己二酸（Adipic Acid）合成的产物，学名聚己二酰己二胺。）合成的产物，学名聚己二酰己二胺。尼龙尼龙-610：己二胺（己二胺（Hexanediamine）和癸二酸）和癸二酸（Sebacic Acid）合成的产物，学名聚癸二酰己二胺。）合成的产物，学名聚癸二酰己二胺。尼龙尼龙-1010：癸二胺（癸二胺（Hexanediamine）和癸二酸）和癸二酸（Sebacic Acid）合成的产物，学名聚癸二酰癸二胺。）合成的产物，学名聚癸二酰癸二胺。ABS：丙烯腈丙烯腈(Acrylonitrile)-丁二烯丁二烯(Butadiene)-苯乙烯苯乙烯(Styrene)共聚物共聚物SBR：丁苯橡胶丁苯橡胶(Styrene-Butadiene Rubber)EPR：乙丙橡胶乙丙橡胶(Ethylene-Propylene Rubber)EVA：乙烯乙烯(Ethylene)-醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯(Vinyl Acetate)的共聚物的共聚物有机玻璃、玻璃钢（有机玻璃、玻璃钢（由玻璃纤维增强的不饱和聚酯或环氧树脂）由玻璃纤维增强的不饱和聚酯或环氧树脂）1.3.2.5 俗名俗名1.3.3.1 高分子的结构式高分子的结构式（1）将线形大分子主链上重复单元写在方括号或圆括号内，括号）将线形大分子主链上重复单元写在方括号或圆括号内，括号右下角写右下角写“n”或或“m”等表示一个大分子所含重复单元的数目，等表示一个大分子所含重复单元的数目，最后写出聚合物的端基基团或者加上分子链的省略符号最后写出聚合物的端基基团或者加上分子链的省略符号“”或或“”。（2）结构单元和重复单元的确定必须遵守相应的有机化学规则。）结构单元和重复单元的确定必须遵守相应的有机化学规则。（3）具有三维网状结构的交联聚合物，通常只写出能代表聚合物）具有三维网状结构的交联聚合物，通常只写出能代表聚合物的最小部分，用代表分子链的符号的最小部分，用代表分子链的符号“”表示聚合物分子结构的其表示聚合物分子结构的其余部分。余部分。（4）聚合反应方程式特殊规定。）聚合反应方程式特殊规定。1.3.3 高分子的结构式的书写及英文缩写高分子的结构式的书写及英文缩写.聚合物名称的英文缩写聚合物名称的英文缩写ABS：丙烯腈（丙烯腈（Acrylonitrile）-丁二烯（丁二烯（Butadiene）-苯乙烯（苯乙烯（Styrene）共聚物）共聚物SBR：丁苯橡胶（丁苯橡胶（Styrene-Butadiene Rubber）EVA：乙烯（乙烯（Ethylene）-乙酸乙烯酯（乙酸乙烯酯（VinylAcetate）的共聚物）的共聚物常用聚合物的俗名及英文常用聚合物的俗名及英文 名名 称称 俗俗 名名 英英 文文聚乙烯聚乙烯 PE Polyethylene聚丙烯聚丙烯 PP Polypropylene聚苯乙烯聚苯乙烯 PSt Polystyrene聚氯乙烯聚氯乙烯 PVC Polyvinyl Chloride聚碳酸酯聚碳酸酯 PC Polycarbonate聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 PAM(PAAm)Polyacrylamide聚甲基丙烯酯甲酯聚甲基丙烯酯甲酯 PMMA Polymethylmethacrylate聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯 PVAc Polyvinyl Acetate聚四氟乙烯聚四氟乙烯 PTFE Polytetrafluoroethylene聚乙烯醇聚乙烯醇 PVAl Polyvinyl Alcohol1.4 高分子合成反应的分类高分子合成反应的分类单体单体聚合物聚合物聚合反应聚合反应 1.4.1 按元素组成和结构变化关系分类按元素组成和结构变化关系分类（1）加加成成聚聚和和反反应应(addition polymerization)：烯烯类类单单体体加加成成而而聚聚合合起起来来的的反反应应，简简称称加加聚聚反反应应。加加聚聚反反应应的的生生成成物物即即为为加加聚聚物物(addition polymer)。无副产物无副产物加聚物：加聚物：结构单元与单体组成相同；分子量是单体的整数倍。结构单元与单体组成相同；分子量是单体的整数倍。1929年年Carothers提出提出（2）缩合聚合反应缩合聚合反应(polycondensation)：单体经多次缩合而聚单体经多次缩合而聚合成大分子的反应，简称合成大分子的反应，简称缩聚反应缩聚反应，缩聚反应的主产物即为，缩聚反应的主产物即为缩缩聚物聚物(condensation polymer)。官能团间反应，缩聚物有特征结构官能团；官能团间反应，缩聚物有特征结构官能团；有低分子副产物；有低分子副产物；缩聚物和单体分子量不成整数倍。缩聚物和单体分子量不成整数倍。Addition PolymerizationCondensation Polymerization烯类单体烯类单体双键双键(double bond)加成加成官能团官能团(functional group)之间的缩之间的缩合合形成以碳链为主的大分子，称形成以碳链为主的大分子，称加聚加聚物物形成的大多为杂链聚合物，称形成的大多为杂链聚合物，称缩聚缩聚物物分子量分子量是单体分子量的是单体分子量的整数倍整数倍分子量分子量不再是不再是单体分子量的单体分子量的整数倍整数倍加聚物结构单元组成与其单体相同，加聚物结构单元组成与其单体相同，电子结构有所改变电子结构有所改变有低分子产生有低分子产生，缩聚物的结构单元，缩聚物的结构单元比单体少若干原子比单体少若干原子 1.4.2 按反应机理分类按反应机理分类按聚合机理按聚合机理(mechanism)或动力学或动力学(kinetics)分类分类 连锁聚合连锁聚合(chain polymerization)活性中心活性中心(active center)引发单体，迅速引发单体，迅速连锁增长连锁增长大多数烯类加聚属于连锁机理大多数烯类加聚属于连锁机理自由基聚合自由基聚合阳离子聚合阳离子聚合阴离子聚合阴离子聚合活性中心不同活性中心不同20世纪五十年代世纪五十年代Flory提出提出 连锁聚合反应特征：连锁聚合反应特征：整个反应过程可以划分成相继的几步整个反应过程可以划分成相继的几步基元反应，如链引发、链增长和链终止等，每一步的反应速率和基元反应，如链引发、链增长和链终止等，每一步的反应速率和活化能差别很大。活化能差别很大。逐步聚合逐步聚合(step polymerization)无活性中心，单体官能团间相互反应而无活性中心，单体官能团间相互反应而逐步增长逐步增长大部分缩聚属于逐步机理大部分缩聚属于逐步机理 逐逐步步聚聚合合反反应应特特征征：在在低低分分子子转转换换成成高高分分子子的的过过程程中中，反反应是逐步进行的，每一步的反应速率和活化能大致相同。应是逐步进行的，每一步的反应速率和活化能大致相同。另外，按反应单体可分为（另外，按反应单体可分为（均聚、共聚）；均聚、共聚）；按反应活性中按反应活性中心可分为（心可分为（自由基聚合和离子聚合）；自由基聚合和离子聚合）；按生成物结构的变化可按生成物结构的变化可分为（分为（线形，开环，环化，转移，异构化）等。线形，开环，环化，转移，异构化）等。Chain PolymerizationStep Polymerization需活性中心需活性中心：自由基、阳离子或阴离子：自由基、阳离子或阴离子无特定的活性中心，无特定的活性中心，往往是往往是带官能团单体间的反应带官能团单体间的反应单体一经引发，迅速单体一经引发，迅速连锁增长，连锁增长，由链引发、由链引发、增长及终止等基元反应组成，各步反应速增长及终止等基元反应组成，各步反应速率和活化能差别很大率和活化能差别很大反应反应逐步进行逐步进行，每一步的反，每一步的反应速率和活化能大致相同应速率和活化能大致相同体系中只有单体和聚合物，体系中只有单体和聚合物，无无分子量递增分子量递增的的中间产物中间产物体系体系由由单体和分子量递增的单体和分子量递增的一系列中间产物组成一系列中间产物组成转化率随着反应时间而增加，转化率随着反应时间而增加，分子量变化分子量变化不太不太 cont,d分子量分子量随着反应的进行随着反应的进行缓慢缓慢增加增加，而转化率在短期内很，而转化率在短期内很高高1.5 高分子的结构、物理状态及其性能特点高分子的结构、物理状态及其性能特点（1 1）长链分子结构）长链分子结构（2 2）结构不均匀性）结构不均匀性（3 3）分子链的柔性）分子链的柔性 高分子链能够通过内旋转作用改变其高分子链能够通过内旋转作用改变其构象构象的性能称为高分子的性能称为高分子链的柔顺性。高分子链能形成的构象数越多，柔顺性越大。链的柔顺性。高分子链能形成的构象数越多，柔顺性越大。（4 4）高分子凝聚可形成晶态和非晶态）高分子凝聚可形成晶态和非晶态球晶的黑十字消光现象球晶的黑十字消光现象单晶单晶 1.5.1高分子的结构特点高分子的结构特点 高分子是由许多单个的高分子链聚集而成，因而其结构有高分子是由许多单个的高分子链聚集而成，因而其结构有两方面的含义：（两方面的含义：（1）单个高分子链的结构；（）单个高分子链的结构；（2）许多高分子）许多高分子链聚在一起表现出来的聚集态结构。可分为以下几个层次：链聚在一起表现出来的聚集态结构。可分为以下几个层次：一次结构一次结构近程结构近程结构分子链的化学组成和结构分子链的化学组成和结构二次结构二次结构远程结构远程结构分子链的大小和空间形态分子链的大小和空间形态分子链结构分子链结构聚集态结构聚集态结构高高分分子子的的结结构构三次结构三次结构同类分子链排列堆砌的物理同类分子链排列堆砌的物理状态状态高次结构高次结构不同类分子链排列堆砌的物不同类分子链排列堆砌的物理状态理状态 1.5.2 高分子的结构层次高分子的结构层次 （1）高分子的近程结构（一次结构，化学结构）：）高分子的近程结构（一次结构，化学结构）：是组是组成高分子的最基本的微观结构。主要包括大分子的构造和成高分子的最基本的微观结构。主要包括大分子的构造和构型，如结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型，以构型，如结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型，以及支化、交联等。决定高分子的基本性能。及支化、交联等。决定高分子的基本性能。（2）高分子的远程结构（二次结构，化学结构）：）高分子的远程结构（二次结构，化学结构）：包括分包括分子链的大小和在空间的几何形状。子链的大小和在空间的几何形状。高分子链中的单键可内旋转，每个键的空间位置受其高分子链中的单键可内旋转，每个键的空间位置受其键角的限制，但是离第一个键越远，其空间位置的任意性键角的限制，但是离第一个键越远，其空间位置的任意性越大，两者空间位置的相互关系越小，可以想象从第越大，两者空间位置的相互关系越小，可以想象从第i+1个个键起，其空间位置的取向与第一个键完全无关，因此高分键起，其空间位置的取向与第一个键完全无关，因此高分子链可看作是由多个包含子链可看作是由多个包含i个键的段落自由连接组成，这种个键的段落自由连接组成，这种段落成为段落成为链段链段。线形高分子线形高分子环状高分子环状高分子支化高分子支化高分子梳形高分子梳形高分子梯形高分子梯形高分子网状高分子网状高分子星形高分子星形高分子体型高分子体型高分子 高分子链的形态（宏观结构）高分子链的形态（宏观结构）树形高分子树形高分子ii+1 高分子链的运动是以链段为单元的，是高分子链的运动是以链段为单元的，是蠕动。蠕动。高分子链在分子内旋转作用下可采取各高分子链在分子内旋转作用下可采取各种可能的形态，如取不同的构象，如种可能的形态，如取不同的构象，如伸直伸直链、无规线团、折叠链、螺旋链等。链、无规线团、折叠链、螺旋链等。高分子链的各种构象高分子链的各种构象 （3）高分子的聚集态结构（一次结构，化学结构）：）高分子的聚集态结构（一次结构，化学结构）：由分子链由分子链排列堆砌所形成的宏观物理状态。排列堆砌所形成的宏观物理状态。三次结构：三次结构：由同类分子链之间相互排列堆砌所形成的物理状由同类分子链之间相互排列堆砌所形成的物理状态。根据分子链相互排列堆砌的有序程度，可分为晶态、非晶态、态。根据分子链相互排列堆砌的有序程度，可分为晶态、非晶态、取向态、液晶态等。取向态、液晶态等。高次结构：高次结构：由不同类型的分子链排列堆砌所形成的物理状态，由不同类型的分子链排列堆砌所形成的物理状态，又称织态结构。又称织态结构。有时即使相同链结构的同一种聚合物，在不同加工成型条件有时即使相同链结构的同一种聚合物，在不同加工成型条件下，也会产生不同的聚集态，所得制品的性能也会截然不同，因下，也会产生不同的聚集态，所得制品的性能也会截然不同，因此此聚合物的聚集态结构对聚合物材料性能的影响比高分子链结构聚合物的聚集态结构对聚合物材料性能的影响比高分子链结构更直接、更重要更直接、更重要。研究掌握聚合物的聚集态结构与性能的关系，对选择合适的研究掌握聚合物的聚集态结构与性能的关系，对选择合适的加工成型条件、改进材料的性能，制备具有预期性能的聚合物材加工成型条件、改进材料的性能，制备具有预期性能的聚合物材料具有重要意义。料具有重要意义。1.5.3 高分子的化学结构高分子的化学结构单体单元的结构排列单体单元的结构排列首首-尾连接尾连接首首-首连接首连接尾尾-尾连接尾连接如单体如单体CH2=CHX聚合时，所得单体单元结构如下：聚合时，所得单体单元结构如下：首首尾尾单体单元连接方式可有如下三种：单体单元连接方式可有如下三种：聚合物的物理状态从热力学和动力学不同角度可分为相态聚合物的物理状态从热力学和动力学不同角度可分为相态和聚集态。和聚集态。相态相态是热力学概念，由自由焓、温度、压力和体积等热力学是热力学概念，由自由焓、温度、压力和体积等热力学参数决定。相态转变伴随着热力学参数的突变。相态的转变仅参数决定。相态转变伴随着热力学参数的突变。相态的转变仅与热力学参数有关，而与过程无关，也称与热力学参数有关，而与过程无关，也称热力学状态热力学状态。聚集态聚集态是动力学概念，是根据物体对外场（外部作用）特别是动力学概念，是根据物体对外场（外部作用）特别是外力场的响应特性进行划分，所以也常称为是外力场的响应特性进行划分，所以也常称为力学状态力学状态。力学力学状态涉及松弛过程，与时间因素密切相关。状态涉及松弛过程，与时间因素密切相关。聚合物在不同外力条件下所处的力学状态不同，表现出的聚合物在不同外力条件下所处的力学状态不同，表现出的力学性能也不同。力学性能也不同。1.5.4 高分子的物理状态高分子的物理状态（1）非晶态聚合物的力学三态及其转变非晶态聚合物的力学三态及其转变 若对某一非晶态聚合物试样施加一恒定外力，观察试若对某一非晶态聚合物试样施加一恒定外力，观察试样在等速升温过程中发生的形变与温度的关系，便得到该样在等速升温过程中发生的形变与温度的关系，便得到该聚合物试样的聚合物试样的温度温度-形变曲线形变曲线（或称（或称热热-机械曲线机械曲线）。）。非晶态聚合物典型的热非晶态聚合物典型的热-机械曲线如下图，存在两个斜机械曲线如下图，存在两个斜率突变区，这两个突变区把热率突变区，这两个突变区把热-机械曲线分为三个区域，分机械曲线分为三个区域，分别对应于三种不同的力学状态，三种状态的性能与分子运别对应于三种不同的力学状态，三种状态的性能与分子运动特征各有不同。动特征各有不同。温度温度形形变变IIIIII玻玻璃璃态态温度温度形形变变IIIIII 在区域在区域I，温度低，链段运动被冻结，温度低，链段运动被冻结，只有侧基、链节、只有侧基、链节、链长、键角等的局部运动链长、键角等的局部运动，因此聚合物在外力作用下的形，因此聚合物在外力作用下的形变小，具有变小，具有虎克弹性行为：虎克弹性行为：形变在瞬间完成，当外力除去形变在瞬间完成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为无机玻璃相似，称为玻璃态玻璃态。温度温度形形变变IIIIII玻玻璃璃态态高弹态高弹态 随着温度的升高，链段运动逐渐随着温度的升高，链段运动逐渐“解冻解冻”，形变逐渐增大，形变逐渐增大，当温度升高到某一程度时，当温度升高到某一程度时，链段运动得以充分发展链段运动得以充分发展，形变发生，形变发生突变，进入区域突变，进入区域II，这时即使在较小的外力作用下，也能迅速产，这时即使在较小的外力作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称高弹高弹性性，相应的力学状态称，相应的力学状态称高弹态高弹态。粘流态粘流态形形变变温度温度IIIIII玻玻璃璃态态高弹态高弹态玻玻璃璃化化转转变变区区Tg粘粘弹弹态态转转变变区区Tf 由玻璃态向高弹态发生突变由玻璃态向高弹态发生突变的区域叫的区域叫玻璃化转变区玻璃化转变区，玻璃态，玻璃态开始向高弹态转变的温度称为开始向高弹态转变的温度称为玻玻璃化转变温度璃化转变温度（glass temperature)，以，以Tg表示。表示。当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，导致导致整个分子链质量中心发生相对位移整