45、聚合物结构与性能关系全解析

聚合物结构与性能关系全解析

1. 聚合物的基本物理特性

聚合物按结构可分为无定形聚合物和结晶聚合物，它们在物理特性上存在显著差异。无定形聚合物具有玻璃化转变温度（Tg），但没有熔点，并且其X射线衍射图案不清晰。与之相反，结晶聚合物不仅有对应于无定形区域长链段运动的玻璃化转变温度（Tg），还有结晶熔点（Tm），在Tm时，微晶被破坏，形成无定形的无序熔体。结晶区域和无定形区域的结合对于形成兼具良好强度（主要由结晶部分贡献）和一定柔韧性或柔软性（源自无定形部分）的材料至关重要。

2. 聚合物结构与性能的关系

聚合物的最终性能和用途与其化学组成和结构密切相关。其物理性能与共价键强度、聚合物主链链段的刚性以及聚合物分子间的分子间力强度有关。此外，聚合物性能还受多种其他因素影响，包括结晶度的程度和分布、分子量及分子量分布、添加剂（如填料、增强剂和增塑剂）的性质和用量等。对于线性和轻度支化的聚合物，端基对聚合物结构的贡献仅在相对较低的分子量时才显著，随着聚合物分子量的增加，端基对聚合物性能（如密度、折射率和光谱吸收）的影响逐渐减小，超过一定分子量后可忽略不计。

2.1 热性能

2.1.1 热稳定性

若聚合物被认为具有热稳定性或耐热性，它应在400°C以下不分解，并在接近分解温度的条件下保持其有用性能。以下是一些具有代表性的热稳定聚合物：
| 类型 | 结构 | 分解温度（°C） |
| — | — | — |
| 聚（对亚苯基） | - | 660 |
| 聚苯并咪唑 | - | 650 |
| 聚苯并咪唑 | - | 650 |
| 聚喹喔啉 | - | 640