高聚物的分(fen)(fen)子結構與(yu)超分(fen)(fen)子結構
對高(gao)(gao)聚(ju)物(wu)結構(gou)的(de)研究(jiu)是(shi)(shi)高(gao)(gao)聚(ju)物(wu)科學領域的(de)一個重(zhong)要(yao)部分(fen)。不(bu)同的(de)高(gao)(gao)聚(ju)物(wu)結構(gou)決定著(zhu)高(gao)(gao)聚(ju)物(wu)的(de)不(bu)同性能(neng)和(he)用(yong)途。四十(shi)(shi)(shi)到五十(shi)(shi)(shi)年代以來，不(bu)斷提出新(xin)(xin)的(de)理論(lun)，特別(bie)是(shi)(shi)六十(shi)(shi)(shi)到七十(shi)(shi)(shi)年代，理論(lun)和(he)實踐都有(you)較大突破。對“高(gao)(gao)聚(ju)物(wu)的(de)結構(gou)一分(fen)子運動一性能(neng)”三維(wei)關系的(de)探索(suo)和(he)了(le)解，又對合成反應機(ji)理的(de)研究(jiu)、高(gao)(gao)分(fen)子新(xin)(xin)材料的(de)分(fen)子設計等有(you)著(zhu)重(zhong)要(yao)的(de)作用(yong)。
高聚物結構具有多樣性和復雜性，聚合物大分子鏈鏈節的化學結構有著不同的構造，整個分子鏈可以是柔曲的，也可以是僵硬的。分子鏈的形狀可以是直線形的、支化形的或者是交聯形的，還可以是梯形的0。分子鏈可以規整折疊，也可以不整齊的排列，還可以是螺旋結構。分子鏈可以是無規立構，也可以是有規全同立構或有規間同立構。除整鏈的形態結構外，高聚物分子還有著多種聚集結構。所以，高聚物可以晶態存在，也可以非晶態存在，還有不少高聚物是部分結晶的。
對高(gao)聚物結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)分(fen)(fen)(fen)類(lei)目前還沒有一(yi)致的(de)標準(zhun)。有的(de)將高(gao)聚物的(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)分(fen)(fen)(fen)為四級(ji)(ji)(ji)(ji)，即(ji)初級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)、二(er)級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)、三(san)級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)和四級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)。包級(ji)(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)指(zhi)高(gao)聚物分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)鏈(lian)(lian)(lian)單單元的(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，并包括化學鏈(lian)(lian)(lian)的(de)鍵長、鍵角以(yi)(yi)及單體(ti)大分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)鍵上相(xiang)互連(lian)接的(de)方式(shi)，初級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)決定(ding)了大分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)空間排(pai)列(lie)。級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)是指(zhi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)鏈(lian)(lian)(lian)的(de)許多單體(ti)單元組(zu)成的(de)一(yi)定(ding)的(de)簡(jian)單幾何結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)，如(ru)螺旋結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)等(deng)。三(san)変是指(zhi)大分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)二(er)級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)如(ru)何相(xiang)互排(pai)列(lie)，如(ru)折疊鏈(lian)(lian)(lian)和伸展鏈(lian)(lian)(lian)。（四級(ji)(ji)(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)紛是指(zhi)某些(xie)少數大分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)情況，它(ta)們以(yi)(yi)兩個或(huo)更多的(de)大分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)依特殊方式(shi)排(pai)列(lie)成一(yi)定(ding)形狀，如(ru)DNA（脫氧核糖(tang)核酸）分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)鏈(lian)(lian)(lian)組(zu)成的(de)雙螺旋等(deng)。
也有的人將高聚物的結構按照表2-1來進行分類。
我們還經常見到“高聚物的分子結構與超分子結構”的術語。簡要地講，超分子結構的概念可以認為是由許多大分子、甚或由單個大分子或其鏈段，在空間相互聯系、相互配置，斂集組成各種結構水平（如不同的整齊程度、大小、形狀等）的結構單元，由這些單元又可以相互聯系、相互配置組成新的結構。這些石同毛原來高聚物分子結構的新構統稱為超分子結構。在結晶聚合物中，折疊的大分子鏈組成晶片，晶貲組成單晶，繼而再組成球形對稱的、很復雜的多晶體的球晶，它們都是各種水平的超分子結構。線狀分子的非晶高聚物可以認為是大分子鏈折疊成的球粒狀物。結晶高聚物的分子可以位于不同的品晶體中。高聚物中的各種超分子結構在不同程度上決定著高聚物的性能。但對其中有些超分子結構（如球粒狀物的構造等)尚有一些不同的見解,在以后有關章節中將詳細述及。
當前,高聚物結構的研究主要建立在物質對各種類型照射的反應上,這種照射從波長極短的電磁輻射(如X射線)直到波長極長的機械力。由這種照射反應(如X射線衍射、紅外吸收光譜、射頻吸收波譜等,對蠕變、應力松馳等流變性質的反應)可以確定高聚物的內部結構。對照射波長范圍的選擇決定聚合物結構單元的大小。表2-2列出了各結構單元的大小及相應的一些測試方法。
由表2-2可以看出,對于局部鏈的結構,研究方法與低分子物相同,而對高分子整體的形態結構,則采用適當的波長照射,例如光散射可用于高分子鏈的研究,X射線衍射擴展到小角度范圍可以研究100A級的微觀結構等。也有的通過局部鏈的研究方法間接地研究分子總體的形態構造。
除上表常見的高聚物外,在橡膠領域也常應用共聚物,如丁二烯和苯乙烯共聚合的丁苯橡膠,丁二烯、丙烯腈共聚的丁腈橡膠和乙烯與丙烯共聚的乙丙橡膠等。
