基本介紹
- 中文名：結構單元
- 外文名：Structural Unit
定義,相關概念,高分子材料,
定義
結構單元（Structural Unit）：構成高分子鏈並決定高分子結構以一定方式連線起來的原子組合稱為結構單元。單體分子通過聚合反應進入大分子鏈的基本單位。結構單元的元素組成可以與單體的元素組成相同，也可以不同。
相關概念
重複結構單元：大分子鏈上化學組成和結構均可重複出現的最小基本單位，可簡稱為重複單元，又可以稱為鏈節。特點是以單元結構為基礎，在聚合物鏈中反覆出現。
單體單元：單體分子通過聚合反應形成的元素組成與單體完全相同的結構單元。
聚合度：聚合度是衡量高分子大小的一個指標。有兩種表示方法：1）以大分子鏈中的結構單元數目表示；2）以大分子鏈中的重複單元數目表示。
聚合度也是表征高分子大小的參數，它是指高分子中所含的重複單元的數目，其值與分子量成正比。聚合度也具有統計平均意義。分子量和分子量分布是影響材料性能的重要因素。實驗表明，聚合物的分子量或聚合度達到某一數值後，才能顯示出有實用價值的機械強度，稱為臨界聚合度。不同極性聚合物的聚合度對機械強度的影響不同，強極性聚合物的臨界聚合度均為40，非極性聚合物為80， 弱極性聚合物則介於二者之間。由圖中還可以看出，對高聚物分子量的控制，要綜合考慮高聚物的使用性能和加工性能。因為高聚物的分子量越大，機械強度越高。但分子量增加後，分子間的相互作用力也增強，導致高溫流動粘度增加，使加工成型變得困難。 分子量分布對高分子材料的加工和使用也有明顯影響，一般來說，分子量分布窄一些有利於加工控制和使用性能的提高，例如合成纖維和塑膠。但有的聚合物卻恰恰相反，例如天然橡膠，經過塑煉使分子量降低、分布變寬才能克服原來的加工困難，便於加工成型。
n表示重複單元數，也成為鏈節數，等於聚合度。
高分子材料
高分子材料是由相對分子質量比一般有機化合物高得多的高分子化合物為主要成分製成的物質。一般有機化合物的相對分子質量只有幾十到幾百，高分子化合物是通過小分子單體聚合而成的相對分子質量高達上萬甚至上百萬的聚合物。巨大的分子質量賦予這類有機高分子以嶄新的物理、化學性質：可以壓延成膜；可以紡製成纖維；可以擠鑄或模壓成各種形狀的構件；可以產生強大的粘結能力；可以產生巨大的彈性形變；並具有質輕、絕緣、高強、耐熱、耐腐蝕、自潤滑等許多獨特的性能。於是人們將它製成塑膠、橡膠、纖維、複合材料、膠粘劑、塗料等一系列性能優異、豐富多彩的製品，使其成為當今工農業生產各部門、科學研究各領域、人類衣食住行各個環節不可缺少、無法替代的材料。
高分子材料的性能是其內部結構和分子運動的具體反映。掌握高分子材料的結構與性能的關係，為正確選擇、合理使用高分子材料，改善現有高分子材料的性能，合成具有指定性能的高分子材料提供可靠的依據。
高分子材料的高分子鏈通常在10000以上，高分子鏈結構和許許多多高分子鏈聚在一起的聚集態結構形成了高分子材料的特殊結構。 因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的結構特徵(如同分異構體、幾何結構、旋轉異構)外，還具有許多特殊的結構特點。高分子結構通常分為鏈結構和聚集態結構兩個部分。鏈結構是指單個高分子化合物分子的結構和形態，所以鏈結構又可分為近程和遠程結構。近程結構屬於化學結構，也稱一級結構，包括鏈中原子的種類和排列、取代基和端基的種類、結構單元的排列順序、支鏈類型和長度等。遠程結構是指分子的尺寸、形態，鏈的柔順性以及分子在環境中的構象，也稱二級結構。聚集態結構是指高聚物材料整體的內部結構，包括晶體結構、非晶態結構、取向態結構、液晶態結構等有關高聚物材料中分子的堆積情況，統稱為三級結構。
