《高分子化学》教案
山东轻工业学院
材料科学与工程学院
第一章绪论
【课时安排】
前言0.5学时
1.1 基本概念1学时
1.2 聚合反应与聚合物的化学反应1学时
1.3 聚合物的分类0.5学时
1.4 聚合物的命名0.5学时
1.5 相对分子质量及其分布0.5学时
总计4学时
【掌握内容】
1. 高分子基本概念：单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等。
2. 聚合反应；加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。
3. 从不同角度对聚合物进行分类。
4. 常用聚合物的命名、来源、结构特征。
5. 聚合物相对分子质量及其分布。
【熟悉内容】
1. 系统命名法。
2. 典型聚合物的名称、符号及重复单元。
【了解内容】
1. 高分子化学发展历史。
2. 聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响。
【教学难点】
1. 结构单元、重复单元、单体单元、链节的辨析。
2. 加成聚合与缩合聚合的区别与联系；连锁聚合与逐步聚合的区别与联系。
【教学目标】
1. 掌握高分子化学相关基本概念。
2. 能对几对重要概念进行辨析。
3. 能按规范写出正确的聚合物名称、分子式、聚合反应式。
4. 树立对高分子化学学科正确的认识观。
前言
【教学内容】
第一节材料科学与工程
一材料的定义与类别
二材料发展史
三材料科学与工程
第二节高分子科学
一定义及体系
二优点
三发展史
四我国高分子科学发展现状
五高分子化学课程要求
【授课时间】0.5学时
【教学重点】高分子科学定义及体系
【教学难点】
【教学目标】了解材料科学与工程、高分子科学体系范畴，了解高分子化学发展简史
【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片
【教学过程】
第一节材料科学与工程
一材料的定义与类别
1 定义：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。
2 分类
按作用：结构材料、功能材料
按化学组成：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料
按状态：气态、液态、固态
按使用领域：建筑材料、医用材料、电子材料、耐火材料……
二材料发展史
天然材料→烧结冶炼材料→合成材料→可设计材料→智能材料
三材料科学与工程
材料科学与工程的四要素：性质、结构与成分、合成与加工、使用性能，它们之间存在着密切关系。
第二节高分子科学
一定义及体系
研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。
二优点
1 原料丰富，经济效益高，不受天然气侯限制
2 品种多，功能全，能适应各种需要
三发展史
萌芽期初创期繁荣期发展期
十九世纪中叶→ 1909 → 1932 → 1970 → 21世纪
四我国高分子科学发展现状
五高分子化学课程要求
1.1 基本概念
【教学内容】
一高分子
二高分子化学
三单体
四有关组成结构的概念
五大分子结构式
六聚合反应方程式：
【授课时间】1学时
【教学重点】高分子、结构单元、重复单元、单体单元、链节等概念，聚合反应式的书写【教学难点】结构单元、重复单元、单体单元的辨析
【教学目标】
1 掌握高分子、结构单元、重复单元、单体单元、链节、聚合度等概念的区别与联系
2 能正确写出具体聚合物的结构式与反应式
【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例
【教学过程】
一高分子
1 名称：macromolecule compound；macromolecule；polymer；high polymer
2 概念的形成
3 定义
(1) 相对分子质量很大
(2) 共价键连接
(3) 相同的化学结构重复多次而成
4 基本特点
(1) 相对分子质量很大
(2) 化学组成比较简单,分子结构有规律性
(3) 分子形态多样:长链线型,三维网状,星型,梯形,环形….
(4) 相对分子质量具有多分散性
(5) 物理性质不同于低分子:高软化点,高强度,高弹性,熔体高黏度
二高分子化学
高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学
三单体
能够通过聚合形成聚合物中结构单元的小分子化合物
四有关组成结构的概念
1重复单元(repeating unit):高分子链中可重复的最小单位（高物：链节）
2结构单元(structural unit):由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分
3单体单元(monomer unit):与单体组成相同,只是电子结构不同的重复单元
4聚合度(degree of polymerization): 重复单元n
定义1：重复单元数
定义2：结构单元数
五大分子结构式：[重复单元化学式]n
六聚合反应方程式：n单体条件[重复单元化学式]n +（x小分子）
书写规范：注意遵守有机化学反应规则、端基、侧基
1.2 聚合反应与聚合物的化学反应
【教学内容】
一聚合反应
1 按单体和聚合物反应前后组成与结构的变化分类
2 按聚合机理与动力学分类
3 其它类型聚合反应
二聚合物的化学反应
【授课时间】1学时
【教学重点】加成聚合与缩合聚合的区别与联系；连锁聚合与逐步聚合的区别与联系【教学难点】对加成聚合与缩合聚合、连锁聚合与逐步聚合的辨析
【教学目标】
1 掌握加成聚合与缩合聚合、连锁聚合与逐步聚合的区别与联系
2 能从不同分类角度对一具体反应进行分类 【教学手段】课堂讲授，辅以具体例 【教学过程】 一 聚合反应
3 其它类型聚合反应
二 聚合物的化学反应
1.3 聚合物的分类 1.4 聚合物的命名
1.5 相对分子质量及其分布
【教学内容】
1.3 聚合物的分类 1.4 聚合物的命名
1.5 相对分子质量及其分布 【授课时间】1.5学时
【教学重点】聚合物的命名、相对分子质量及其分布
CH 2CH
OCCH 3
O CH 3OH CH 2CH
+ CH 3CO 2CH 3
CH 2CH O
CH 2CH
R
R=H ，维尼纶
【教学难点】
【教学目标】
1 掌握聚合物的命名规则；掌握相对分子质量及其分布的定义
2 能正确对具体大分子进行正确分类、命名。
【教学手段】课堂讲授，辅以具体例
【教学过程】
1.3 聚合物的分类
一按来源：天然高分子、合成高分子
二按用途：塑料、橡胶、化纤、涂料、粘合剂、功能高分子
三按主链结构：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子
四按反应：加聚物与缩聚物；均聚物与共聚物
五按分子链形状：线型、支化型、星型、梳型、梯型、交联型
1.4 聚合物的命名
一按来源或结构命名
均聚物：―聚‖+ 单体名称
（加聚）共聚物：―聚‖+单体1名称+ 单体2名称。。。
缩聚物：―聚‖+ 重复单元名称
二按结构特征：聚醚、聚酯、聚酰胺。。。
三商品名称：
1 合称纤维：―。。。+纶‖晴纶、维尼纶、涤纶、丙纶、锦纶、氯纶
2合成橡胶：―。。。+橡胶‖丁苯橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶
3合成树脂：―。。。+树脂‖ 酚醛树脂、醇酸树脂
四英文缩写名：(表1-1,1-2)
五系统命名法
1.5 相对分子质量及其分布
一聚合物的多分散性
二数均分子量Mn
定义为聚合物中分子量为Mi的分子的数量分数Ni与其分子量Mi乘积的总和
三重均分子量Mw
定义为聚合物中分子量为Mi的分子所占的重量分数Wi与其分子量Mi的乘积的总和。
四分子量分布（molecular weight distribution, MWD） d = M w / M n
第二章自由基聚合反应(radical polymerization)
【课时安排】
2.1 单体的聚合能力1学时
2.2 自由基聚合机理2学时
2.3 链引发反应2学时
2.4 聚合反应动力学 1.5学时
2.5 相对分子质量1学时
2.6 链转移反应2学时
2.7 聚合方法
3.5学时
总计12学时
【掌握内容】
1.单体聚合能力：热力学(△E, △S,T,P)；动力学（空间效应-聚合能力,电子效应-聚合类型）
2.自由基基元反应每步反应特征,自由基聚合反应特征
3.常用引发剂的种类和符号,引发剂分解反应式,表征方法(四个参数),引发剂效率,诱导效应,笼蔽效应,引发剂选择原则
4.聚合动力学:聚合初期:三个假设,四个条件,反应级数的变化,影响速率的四因素(M,I,T,P)；
聚合中后期的反应速率的研究：自动加速现象，凝胶效应，沉淀效应；聚合反应类型
5.相对分子质量：动力学链长，聚合度及影响其的四因素(M,I,T,P)，
6.链转移:类型,聚合度,动力学分析,阻聚与缓聚
7.本体,溶液,悬浮,乳液四大聚合方法配方,基本组成,优缺点及主要品种
【熟悉内容】
1.热、光、辐射聚合。
2.聚合动力学研究方法。
3 自由基聚合的相对分子质量分布。
4 悬浮聚合与乳液聚合所用分散剂种类、聚合过程。
【了解内容】
1. 通用单体来源。
2. 自由基聚合进展。
【教学难点】
1. 对具体单体聚合热力学与动力学的综合分析
2. 终止方式的相对比例及其与体系状态的关系
3. 氧化还原类的反应式；笼蔽效应与诱导效应
4. 不同条件下反应速率对单体与引发剂浓度的反应级数的推导与分析
5. 区别聚合反应速率、动力学链长、平均聚合度的影响因素和变化趋势
6. 向不同转移对象的链转移程度的难易分析
7. 乳液聚合机理及动力学
【教学目标】
1. 掌握自由基聚合相关基本概念。
2. 掌握自由基聚合常见单体、引发剂、阻聚剂、聚合方法。
3. 达到如下技能：
(1)单体聚合能力的判断与类型的选择
(2)引发剂的选择及正确书写引发反应式
(3)正确书写任一体系的基元反应式
(4)根据动力学方程计算各参数,选择适当方法控制反应进程
(5) 根据相对分子质量方程计算各参数,选择适当方法控制产物结构
(6)设计聚合工艺,线路与配方
2.1 单体的聚合能力
【教学内容】
2.1.1 聚合热力学
一聚合热
二聚合熵
三聚合温度
四小结
2.1.2 聚合动力学
一连锁聚合种类与活性中心
二单体对聚合类型的选择及聚合能力
1 取代基对聚合能力的影响(空间效应)
2 取代基对聚合类型的选择(电子效应)
3 单体共聚能力
【授课时间】1学时
【教学重点】
1影响聚合热的主要因素及其规律
2单体对聚合类型的选择及聚合能力
【教学难点】
1影响聚合热的主要因素及其规律
2 对具体单体聚合热力学与动力学的综合分析
【教学目标】
1 掌握影响聚合热的主要因素及其规律
2掌握取代基对单体聚合类型选择及聚合能力的影响规律
3 能正确综合分析具体单体的聚合热力学与动力学行为
【教学手段】课堂讲授，辅以实例练习
【教学过程】
聚合能力：
化学结构：两个可相互反应官能团
常见聚合单体类型两个以上有机官能团单体
C=C-X
热力学:方向,限度，?G<0 R-C=O
动力学: 聚合方法杂环(O,N,P,S)
2.1.1 聚合热力学
?G=?H-T?S= ?E+P?V-T?S<0 聚合；=0 达到平衡；>0 解聚
一聚合热?H=?E+P?V
1 内能变化
?E=?E f+?E R+?E s+?E’=( E fp - E fm)+( E Rp - E Rm)+( E sp - E sm)+ ?E’
E f------由键能所贡献的内能
E R-----由共振效应所贡献的内能
E s------由空间张力或位阻效应所贡献的内能
?E’----其它因素引起的内能变化
(1) 双键断裂能
CH2=CH2-CH2-CH2-
?E f=εm-εp=609.2-2×351.7=-94.2 kJ.mol-1（实测值?H=-88.8 kJ.mol-1）
(2)共轭效应增强，|—?H|减小
(3)位阻效应增强，|—?H|减小
(4)氢键与溶剂化作用增强，|—?H|减小
(5)强电负性取代基的存在使|—?H|增强
(6)需具体综合分析
2 压力影响: 压力增大,有利于聚合物进行
二聚合熵?S=-100～-125 kJ.mol-1
三聚合温度
1 聚合上限温度
?G=?H -T?S=0→T c =?H/?S （不同压力与活度下数值） →T c 有一系列，对应一系列平衡单体浓度 →常规定[M] e =1mol/L 时T c 为聚合上限温度 →T c =?H 0/?S 0 2 平衡单体浓度
e
o
o
M RT S H Tc ]ln[+??= 四 小结
增强聚合倾向
内因 ?S 影响不大
?
E: 降低共轭效应,
降低位阻效应, 降低氢键与溶剂化作用
,增强强电负性取代基 外因 增大压力,降低温度
可解释α-甲基苯乙烯（α-MeSt ）的聚合现象 2.1.2 聚合动力学
一
连锁聚合种类与活性中心
根据引发活性种与链增长活性中心的不同，链式聚合反应可分为自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合等
二 单体对聚合类型的选择及聚合能力 1 取代基对聚合能力的影响(空间效应) (1)单取代能聚合
(2)双取代一般可以聚合,但基团太大时难以聚合 (3)三、四取代一般不可以聚合，氟取代除外 2 取代基对聚合类型的选择(电子效应) (1) 取代基的诱导效应
带给电子基团的烯类单体易进行阳离子聚合
带吸电子基团的烯类单体易进行阴离子聚合与自由基
带强给电子基团、强吸电子基团的烯类单体只能分别进行阳离子、阴离子聚合 (2) 取代基的共轭效应：流动性大，易诱导极化，可进行多种机理的聚合反应 (3) 带不同基团的单体进行几种聚合时的排序
阳离子聚合
取代基-X: -NO 2,-CN,-F,-Cl,-COOCH 3,-CONH 2,-OCOR,-CH=CH 2，-C 6H 5,-CH 3,-OR
自由基聚合 阴离子聚合
3 单体共聚能力：与参与共聚的各种单体均有关
2.2 自由基聚合机理
【教学内容】
AA 自由基：2A
CH =CHX A CH 2CH X AB 阳离子CH =CHX A CH 2H C X
A +B
-δ+B δ-AB
阴离子CH =CHX A CH 2H C X
A -
B +δ+B δ-
2.2.1 自由基
2.2.2 自由基聚合的基元反应 一 链引发反应（chain initiation ） 二 链增长反应（chain growth ） 三 链终止反应（chain termination ） 四 链转移反应（chain transfer ） 2.2.3 自由基聚合的反应特征 【授课时间】2学时
【教学重点】自由基聚合的基元反应；自由基聚合反应特征 【教学难点】终止方式的相对比例及其与体系状态的关系 【教学目标】
1 掌握自由基聚合机理
2 掌握自由基聚合反应特征
3 能正确写出具体聚合物的基元反应式
【教学手段】课堂讲授，配以Flash 动画演示，辅以学生讨论 【教学过程】 2.2.1 自由基 一 分类与产生 二 活性
1 影响因素：共轭效应大，吸电子诱导效应大，位阻效应强，稳定性强，活性小
2 活性顺序
三 反应：加成反应，氧化还原反应，偶合反应，脱氢反应，消去反应 2.2.2 自由基聚合的基元反应
一 链引发反应（chain initiation ） 慢
单体自由基 引发剂引发为例
二
链增长反应（chain growth ） 快
活性高分子链
链结构在该步形成： 序列结构→头尾为主
顺反结构→温度升高有利于顺式结构生成 立体结构→无规结构
三 链终止反应（chain termination ） 速
稳定大分子 1 双基终止（均相体系，主要方式）
I 2 I k I k i
I CH 2引发活性种，初级自由基，引发自由基H 2C CH
+CH
X M k I CH 2H 2C CH
X +CH X
M
CH 2CH
PS,PAN 偶合为主; PMMA 偶合歧化兼有; PV Ac 歧化为主 问题：k t >>k p , 为何还可得到大分子？ 2 单基终止
四 链转移反应（chain transfer ）
一定条件下
不同活性的链自由基
2.2.3 自由基聚合的反应特征 1 慢反应，快增长，速终止 2
3
4 放热反应，低温有利
2.3 链引发反应
【教学内容】 2.3.1 引发剂类型 一 热分解型 二 氧化还原类
2.3.2 引发剂活性（表征方法） 2.3.3 引发剂效率f 2.3.4 引发剂的选择 【授课时间】2学时
【教学重点】典型类型引发剂；引发剂活性表征方法；引发剂效率及影响因素；引发剂的选择原则
【教学难点】氧化还原类的反应式；笼蔽效应与诱导效应 【教学目标】
CH 2
CH X 2偶合：CH 2CH CH CH 2歧化：CH 2CH 2CH 2CH 2CH CH X +k k k CH 2+CH X S + S
CH 2CH 2
1 掌握引发剂活性表示方法及其计算方法
2掌握引发剂效率、笼蔽效应、诱导效应等基本概念 3能正确写出典型引发剂的结构式与引发反应式 4 能根据具体要求选择匹配的引发剂
【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例 【教学过程】 2.3.1 引发剂类型
一 热分解型（Ed=80～140kJ/mol ，中高温使用） 1 偶氮类引发剂
2 过氧类引发剂 (1) 有机过氧类
a 烷基过氧化氢（RC-O-O-H)：异丙苯过氧化氢（CHP ），叔丁基过氧化氢(t-BHP)
b 二烷基过氧化物（R-O-O-R’）：过氧化二异丙苯
c 过氧化酯（RCOOCR’）
d 过氧化二酰（RCOOOCOR’）
e 过氧化二碳酸酯（ROOC-O-O-COOR’）：过氧化二碳酸二异丙酯(IPP) (2) 无机过氧类：S 2O 82─→2 SO 4?─
二 氧化还原类（Ed=40～60kJ/mol ，低温使用） 1 水溶性
(1) 生成一种R ?
HOOH + Fe 2+→HO ?+OH ─+Fe 3+ S 2O 82─+ Fe 2+ →SO 42─ + SO 4?─+Fe 3+
用量:还原剂<氧化剂，否则Fe 2++?OH→Fe 3++OH ─白白消耗自由基 (2) 生成一种R ?
S 2O 82─+ SO 32─→SO 42─+ SO 4?─+ SO 3?─ 2 油溶性
2.3.2 引发剂活性（表征方法）
R 1C R 2N N C R 1R 2
R C R X N N C R 1X R 2对称
不对称(X
＝吸电子取代基）H 3C C CH 3CN N N C CH
3CH 3CN H 3C C CH 3
CN 2+ N 2
偶氮二异丁腈（
AIBN)Ph O O
Ph 2Ph C O O Ph C O
O Ph + CO 2
过氧化苯甲酰（BPO ）
一 分解速率常数kd 越大，引发剂活性越大
I
k dt I d R d d =-=
][
二 分解活化能Ed 越小，引发剂活性越大
三 半衰期t 1/2越小，引发剂活性越大
2
/12
/][][ln
t k I I d o o
=
四 残留分率[I]/[I]o 越小，引发剂活性越大
2.3.3 引发剂效率f
一
二 笼蔽效应（Cage Effect)
引发剂分解产生的初级自由基，在开始的瞬间被溶剂分子所包围，不能与单体分子接触，无法发生链引发反应。处于笼蔽效应中的初级自由基由于浓度高，易发生结合、歧化及诱导分解等副反应。
三 引发剂效率f→用于引发单体的引发剂量/投入引发剂的量 2.3.4 引发剂的选择 1 溶解性:
2 活性：半衰期与反应时间处于同一数量级
3 用量：单体用量的0.1%～2%
4 其它:
其它引发方式自学
2.4 聚合反应动力学
【教学内容】
2.4.1聚合反应动力学研究方法 一 聚合速率的表示 二 聚合速率的测定 三 动力学曲线分析
2.4.2自由基聚合初期聚合反应速率
一 自由基聚合聚合初动力学方程的推导 二 关于动力学方程的讨论 三 关于基元反应速率常数
四 反应温度与压力对聚合反应速率的影响 2.4.3 聚合中期反应速率 一 自动加速现象 二 凝胶效应
Ph C O O O C O Ph Ph +Ph C O
O Ph +Ph C O O 引发自由基对引发剂的诱导分解
三 沉淀效应 四 影响因素
2.4.4 聚合后期反应速率 2.4.5 聚合类型
【授课时间】1.5学时 【教学重点】
1自由基聚合聚合初动力学方程的推导与应用条件 2关于动力学方程的讨论
3自动加速现象、 凝胶效应、沉淀效应
【教学难点】不同条件下反应速率对单体与引发剂浓度的反应级数的推导与分析 【教学目标】
1掌握推导聚合初期反应速率的基本假设与适用条件
2掌握聚合初期反应速率的推导过程,并将其迁移至不同条件和不同历程中进行推导 3利用动力学方程式计算，包括各反应速率常数、单体与引发剂浓度、反应时间等 4掌握反应温度对聚合初期反应速率的影响 5 掌握聚合中后期反应速率的变化特征
【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及学生推导练习 【教学过程】
2.4.1聚合反应动力学研究方法 一 聚合速率的表示 ? 以单体浓度的减少表示 ? 以聚合物浓度的增加表示 ? 以转化率的变化表示 二 聚合速率的测定
1直接法：直接测定未反应的单体量或生成的聚合物量
2间接法：测定聚合过程中物性常数的变化，依据原理：各项物性常数的变化量均与单体转化率或聚合物生成量成正比
膨胀计法：聚合反应(初期)过程中体积收缩与转化率呈线性关系
dt M d ]
[-
dt P d ]
[dt
dC M dt M d R o
p ][][=-=o p M t t C C R ][1
21
2
--=
2.4.2自由基聚合初期聚合反应速率
一 自由基聚合聚合初动力学方程的推导
二 关于动力学方程的讨论R=R p =k p (fk d /k t )0.5
[M][I] 0.5
1．使用范围：假设I ～III ，条件I ～IV ★ 假设I 等活性理论 ★ 假设II 聚合度很大 ★ 假设III 自由基稳态 ★ 条件I 无链转移 ★ 条件II 低转化率 ★ 条件III 双基终止
★ 条件IV 引发剂引发且Rd 为控速步
=k p [M][M·]
=k p [M](R i /2k t )0.5 =k p [M](R d /2k t )0.5
R p =k p (fk d /k t )0.5 [M][I] 0.5
条件II ： 低转化率
假设III ：自由基稳态 R i =R t 条件III ：双基终止 R t =2k t [M·]2 [M·]=（R i /2k t ）0.5
条件Ⅳ 引发剂引发且R d 为控速步 （k i ?k d )
R i =R d =2fk d [I]
R=－d[M]/dt =R i +R p1+R p2+…+R pn
≈ R p
=R i +R p 条件I
无链转移
假设I
等活性理论：
自由基活性与链长无关 k p1=k p2=…=k pn [RM·]+[RM 2·]+…+[RM n ·]=[M·] R p =k p [M·][M] 假设II
聚合度很大 R i 《R p
4. 小结
Rp=K[M]m[I]n 其中m=1～2， n=0～1 引发剂引发时， m=1～1.5,n=0.5～1 5. 积分式
三 关于基元反应速率常数 1.测定
1
1.21.41.61.8
2m
引发剂引发 k i 》k d Ri=2fk d [I]
k i ≈k d
Ri=2fk d [M][I]
热引发R i =k i [M]2
3. R p ∝[M]m (条件Ⅳ)
0.20.40.6
0.81n
n
引发剂引发 双基终止
热引发 引发剂引发 单基终止
t I k fk k M M t d p o 2
1
21][]
[][ln ???
? ??=
四反应温度与压力对聚合反应速率的影响
1 T反升高,k R增大
2 P增大,k R增大
2.4.3 聚合中期反应速率
一自动加速现象
随着反应进行，聚合反应速率不仅不随单体和引发剂浓度的降低而减慢，反而增大的现象。二凝胶效应（均相体系，PMMA）
随着反应进行，本体或高浓度聚合体系的粘度会明显增大，链自由基扩散速率下降，双基终止困难，k t下降明显；粘度增加对单体小分子的扩散影响不大，链自由基与单体之间的链增长速率影响不大，因此（k p/k t1/2)显著增大，聚合反应速率不降反升。
三沉淀效应（非均相体系, PVC,PTFE）
在一些聚合产物在反应过程中从体系中沉淀出来的非均相聚合体系中，由于活性中心可能被包裹，导致链终止反应难以进行
四影响因素：引发剂、溶剂-单体-聚合物（溶解性）、反应温度、分子量
2.4.4 聚合后期反应速率：[M] [I] 急剧下降, k p下降，聚合反应速率不降
2.4.5 聚合类型
各阶段总速率=正常聚合速率+加速反应贡献速率
S型→低活性引发剂
匀速聚合型→中活性引发剂
前快后慢型→高活性引发剂
2.5 相对分子质量
【教学内容】
2.5.1 动力学链长（ν）
2.5.2 平均聚合度
【授课时间】1学时
【教学重点】动力学链长定义、表达式与关系式；平均聚合度与ν的关系推导
【教学难点】区别聚合反应速率、动力学链长、平均聚合度的影响因素和变化趋势
【教学目标】
1 掌握动力学链长定义、表达式与关系式
2 掌握动力学链长、平均聚合度的影响因素和变化趋势
3 根据关系式计算相应参数
【教学手段】课堂讲授，在教师引导下学生自主完成推导过程
【教学过程】
2.5.1 动力学链长（ν）
一定义：平均每一个活性中心从引发开始到消失这一过程中（包括链转移反应的延续）所消耗的单体分子数。
二 关系式
1 表达式ν= R p /R t
2关系式ν= k p [M]/2(fk t k d [I])1/2
三 影响因素：[M]增大，[I]减小，P 增大, T 减小,ν增大 2.5.2 平均聚合度
一 与ν的关系（学生推导）
dt
P d dt
M d Xn /][/][-=
二 影响因素：[M]增大，[I]减小，P 增大, T 减小,Xn 增大
2.6 链转移反应
【教学内容】
2.6.1 链转移反应类型
2.6.2 链转移反应时的平均聚合度 2.6.3 向单体链转移 2.6.4 向引发剂链转移 2.6.5 向溶剂链转移
2.6.6 向聚合物分子链转移 2.6.7 相对分子质量调节剂
2.6.8 阻聚与缓聚(inhibition & retardation) 【授课时间】2学时
【教学重点】链转移反应时的平均聚合度；阻聚与缓聚动力学； 【教学难点】向不同转移对象的链转移程度的难易 【教学目标】
1 掌握链转移反应、链转移常数、相对分子质量调节剂、阻聚(剂)与缓聚(剂)、自阻聚等概念
2 掌握典型的链转移反应；典型的分子量调节剂；典型的阻聚剂
3 能正确运用链转移反应时的平均聚合度表达式计算各参数
4 能根据具体聚合体系分析其动力学行为
【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及学生自主推导 【教学过程】
增长链自由基从体系中其它分子夺取原子或被其它分子夺取原子，使其本身失去活性生成聚合物分子，被夺取或夺得原子的分子生成新的自由基的反应过程。 2.6.1 链转移反应类型
链转移反应通式：?
+?→?-+?R MnX X R Mn tr
k
]][[R M k R tr tr ?=
引发剂 ?
+??→?-+?I MnX X I Mn x tr k , ]][[,,I M k R x tr x tr ?=
单体 ?
+??→?-+?M MnX X M Mn M tr k
,
]][[,,M M k R M tr M tr ?=
溶剂
?+?→?-+?S MnX X S Mn s
tr k
,
]][[,,S M k R s tr s tr ?=
聚合物 ?
+??→?-+?P MnX X P Mn P
tr k
,
]][[,,P M k R p tr p tr ?=
外来试剂 ?+??→
?-+?A MnX X A Mn A
tr k
,
]][[,,A M k R A tr A tr ?=
2.6.2 链转移反应时的平均聚合度（学生推导）
dt
P d dt M d Xn /][/][-=
dt M d dt P d dt P d dt P d dt P d dt P d dt P d Xn
P tr S tr I tr M tr td tc /][/][/][/][/][/][/][1,,,,-+++++=
]][[]
][[]][[]][[]][[2,,.,??+?+?+?+
+=M M k P M k S M k I M k M M k D C
p P tr S tr I tr M tr ][][][][][][2,,,,M k P k M k S k M k I k k k D C
p
P tr p S tr p I tr p M tr +
++++=ν ：链转移常数C M =k tr ,M /k p ,C I =k tr ,I /k p ,C S =k tr ,S /k p ,C P =k tr ,P /k p
Mayo 方程 2.6.3 向单体链转移
一 向单体链转移常数C M 的测定 二 链转移活性（一般较小）
1 单体C-H,C-X 键能越小，C M 越大
2 T 反越高，C M 越大：PVC C M 大，平均聚合度由T 反控制，反应速率由[I][M]控制 2.6.4 向引发剂链转移
一 向引发剂链转移常数C I 的测定
1有机过氧化物引发剂相对较易链转移，偶氮化合物一般不易 2链自由基活性越大，C I 越大
3 [I]通过正常引发和链转移两条途径影响平均聚合度 2.6.5 向溶剂链转移
一 向引发剂链转移常数C s 的测定 二 链转移活性（小） 2.6.6 向聚合物分子链转移 一 不易测定
二 乙烯聚合时的支化
三 高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的合成 2.6.7 相对分子质量调节剂
一 定义：具有适当链转移常数的可用于调节聚合物相对分子质量的小分子化合物 二 选择 1 C s ≈1
2品种：脂肪族的硫醇C S 较大，常用做分子量调节剂 3聚合前精制，用量据公式计算
三 小结：分子量的控制及关系（学生自己完成）
相对分子质量调节剂 → [M] [I] → T 反 → P
提高Xn ? ? ? ? ? 提高ν ? ? ? ? ? 提高Rp ? ? ? ? ? 2.6.8 阻聚与缓聚(inhibition & retardation) 一 阻聚剂与缓聚剂 1 实验现象
2阻聚剂：能优先与链自由基反应生成非自由基或不能引发单体聚合的低活性自由基而使聚合反应完全停止的物质
3缓聚剂：能使部分链自由基失活而导致聚合反应减缓的物质 二 阻聚与缓聚动力学
2 阻聚常数C z =k tr /k p 三 类型 1 分类 2 主要品种 ⅰ稳定自由基
ⅱ醌类
ⅲ芳香族硝基化合物
ⅳ酚类与胺类: 芳胺，对苯二酚，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚 ⅴ氧
ⅵ高价金属盐
2
C N N N
N
CH 2H 3C H 3C CH 3CH 3
OH
O DPPH
VDZ TEMPOL CH 2+O O CH 2CHR O O 苯醌(ii) 苯醌
(iii) 硝基化合物：硝基苯、多硝基苯
M n +2NO 2
Cl
2M 2
NO 2Cl
M n
第一章绪论 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子 DP=n 特征 量/万
高分子化学与物理 星期五, 02/26/2010 - 05:25 — wangting 高分子化学与物理 第一、专业介绍 高分子化学与物理是以高分子材料为基本研究对象的交叉学科，是高分子科学的基础。与化学的其它二级学科相比，它与现代物理学有着更加深刻的连带关系，其发展更加依赖于化学和物理学的进步,同时也对这两大轴心科学的进步产生深刻影响。高分子化学与物理研究的主要目的，是通过研究高分子材料的结构及化学、物理性质，设计、创制出高性能的高分子材料和制品。近年来，工业发展对新材料的大量需求和现代科技尤其纳米科技的飞速进展，从两方面极大地推动了该研究领域的深入发展。具有高强度和耐高温、强辐射等恶劣环境条件的特种高分子材料，具有特殊光、电、磁性能以及高效率能量传递和转化性能的高分子材料，具有对化学和生物多种刺激发生智能反应的高分子材料，环境友好高分子材料，医药高分子材料等不断涌现，为高分子化学与物理研究提出了全新的课题和广阔的研究空间。 第二、培养方案 各研究生招生单位的研究方向有所不同，在此，以北京大学为例： 1、研究方向 01.高分子可控合成与材料制备 02.高分子溶液及凝聚态物理
03.特种与高性能高分子材料 04.生物医用与环境友好高分子材料 05.光电功能高分子材料及相关器件 2、培养目标 掌握马克思主义、毛泽东思想的基本原理，坚持四项基本原则，热爱祖国，遵纪守法，品德良好，具备严谨的科学态度和优良学风，树立愿为社会主义现代化建设做贡献的思想。 具备良好的化学基础知识和实验技能训练，熟练的外语基础，初具独立开展科学研究的能力，能胜任本学科有关教学和解决实际问题。 3、硕士研究生入学考试科目 1）101思想政治理论 2 ）201英语一 3 ）607综合化学I (无机化学、有机化学) 4 ）813综合化学II (分析化学和仪分、物化和结构) （各研究生招生单位的研究方向有所不同，以上以北京大学为例） 第三、推荐院校 全国高校中实力较强招生院校： 吉林大学、复旦大学、南开大学、北京大学、中山大学、南京大学、浙江大学、四川大学、上海交通大学、华南理工大学、中国科学技术大学、北京化工大学、清华大学、武汉大学、兰州大学……
授课教案 第一次课 第一章绪论 第一节高分子化学的基本概念 高分子化合物结构，分子量，结构单元，重复单元，聚合度 第二节聚合物的分类与命名 按性质和用途，按主链结构，按组成的变化分类，根据原料单体命名，商 品名称和英文缩写 作业： 1 第二次课 第一章绪论 第三节聚合物的分子量及其分布 平均分子量的意义：数均分子量，重均分子量，粘均分子量，分布曲线。 多分散性和分子量分布 第四节高分子链的结构形态 作业：2，3，4 第三次课 第二章自由基聚合反应 第一节概述 单体取代基的电子效应对聚合反应种类的影响。 第二节自由基聚合的聚烯烃 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯烯腈、聚乙酸乙烯酯和聚四氟乙烯的性能及应用。 第三节自由基聚合反应机理 链引发、链增长、链终止、链转移和阻聚。 作业：2 第四次课 第二章自由基聚合反应 第四节引发剂和引发作用
引发剂；引发剂的分解速率、半衰期和引发效率；诱导效应和 笼蔽效应 作业：4，9 第五次课 第二章自由基聚合反应 第五节自由基聚合反应动力学 自由基聚合速率方程的推导；温度对聚合反应速率的影响；自 动加速作用 作业：6，10 第六次课 第二章自由基聚合反应 第六节平均聚合度和链转移 动力学链长和聚合度；温度对聚合度的影响；链转移和平 均聚合度；向大分子的转移。 第七节聚合反应的单体 单体的聚合能力；单体结构和聚合物结构。 作业：11，12，13，14 第七次课 第二章自由基聚合反应 第八节阻聚剂和阻聚作用 阻聚剂和缓聚剂；烯丙基单体的自动阻聚作用。 第九节聚合反应实施方法 本体聚合；溶液聚合；悬浮聚合；乳液聚合。 作业：17，18，19 第八次课 第三章离子聚合反应 第一节正离子聚合和聚异丁烯 正离子聚合的烯类聚合物；催化剂和共催化剂；溶剂；正
说明：本文系我自己对于高分子推免面试的一些回忆和总结，因时间久远，能回忆起来的东西很少，而且不能保证十分准确，在此提出仅供大家参考，好好看书看课件复习才是王道。学长在此预祝各位学弟学妹取得优秀面试成绩，拿到自己想要的名额。 一、考察内容 高分子化学、高分子物理、高分子材料、高分子专业英语、化学实验基础知识、高分子专业实验。 二、复习方法 高分子化学：以课本为主，重点在于对某些简单而关键问题的理解和描述（如：乳液聚合原理简述、为什么兼有高分子量和高速的特点），以文字描述解释语句为关键，公式基本不会涉及。 高分子物理：以课件为主，同样考察对于关键问题的理解，以及某些物理量的测量方法（如分子量、粘度等的测量方法）。 高分子材料：复习方法同该门课的考试复习。 高分子专业英语：重点掌握高分子方面一些常用专业词汇（如：粘度、对称性、散射法测定分子量、聚乙烯、聚氯乙烯等等）。 实验部分：要能描述化学基础实验操作的一些问题，可参考《中级化学实验》前几部分的内容；高分子物理、化学实验的操作和思考题应复习。 三、面试考察特点及应对方法 总体考察特点：兼有基础知识问题和灵活发散问题，一般以问基础问题开始，若能答上来则逐步深入、发散。应从容应对，因为提问难度是梯度增加的。 高分子化学、高分子物理、高分子材料等专业课知识考察，侧重于基础而重要的问题，不同人很可能会被问到相同的题目，注意询问他人被问的问题并做好应对。 专业英语：一小段高分子英文文献或高分子相关英文描述，要求先朗读一遍，然后作翻译，最后用英文回答一个与该短文相关的问题。该短文必定会有几个自己不认识的生词，不必紧张，翻译时跳过或猜测一个意思。 实验：实验考查的范围很宽，有时会问专业课的知识，有时会问化学实验基础操作问题，有时为高分子专业实验问题。自己应清楚几种聚合方法（本体、溶液、悬浮、乳液）的原理和特点、几种测分子量的方法和特点等，同时应注意一些实验室基本规范操作问题（如气体钢瓶减压阀的开关等）。 四、自己和其他学长学姐的考题回忆 专业知识： 高分子互穿网络有哪些类型 测定高分子分子量的方法有哪些，哪些是绝对法，哪些是相对法 既然GPC测定方便高效准确，为何还保留着黏度法这种测定方法 旋转粘度计有哪几种 专业英语： 一篇有关高分子链结构的对称性与其性质的关系相关的短文，出现了symmetry这个词；用英语回答：除了对称性外，还有哪些因素影响高分子材料的结晶性
1. 涤纶聚酯属于 ( ) A. 线性饱和脂肪族聚酯 B. 线性芳族聚酯 C. 不饱和聚酯 D. 醇酸树脂 2. 能同时进行自由基聚合，阳离子聚合和阴离子聚合的是 ( ) A. 丙烯腈 B. α—甲基苯乙烯 C. 烷基乙烯基醚 D. 乙烯 3. 在氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的聚合度主要取决于向（） 转移的速率常数。 A.溶剂 B.引发剂 C.聚合物 D.单体 4. 两种单体共聚时得到交替共聚物，则它们的竞聚率应是（） A. r1=r2=0 B. r1= r2 =1 C. r1﹥1，r2﹥1 D. r1﹤1，r2﹤1 5.同时获得高聚合速率和高相对分子质量聚合物的聚合方法是（） A. 溶液聚合 B. 悬浮聚合 C 乳液聚合D. 本体聚合 1. 分子量分布指数 2、竞聚率 3、引发剂效率 4、动力学琏长 5、阻聚作用 三、简单回答下列问题。〖每小题5分，共25分〗 1. 为提高聚甲醛的热稳定性，可以采取的两个措施是什么？简述理由 2. 在自由基聚合反应中，何种条件下会出现反应自动加速现象。采取什么措施可减轻这种现象？ 3．分别绘出自由基聚合与缩合聚合这两类反应的分子量与反应时间的关系示意图，简单说明反应特点。 4．欲使逐步聚合成功，必须考虑哪些原则和措施？ 5. 解释笼蔽效应和诱导分解，它们对引发效率有什么影响？ 四、写出下列聚合反应，并指出其机理。〖每小题2分，共10分〗 1. 3，3′-二（氯亚甲基）丁氧环的开环聚合； 2. 尼龙-66的制备；
3. 聚乙烯醇与甲醛的反应； 4. 有机玻璃的制备； 5. 环氧树脂的制备。 五、写出下列聚合反应的机理。〖每小题10 分，共20 分】 1. 四氢呋喃中用SnCl4 + H2O 引发异丁烯聚合，写出引发，增长，终止的基元反应。 2. 写出用AIBN 引发甲基丙烯酸丁酯聚合的各基元反应。 六、计算题。【每小题10 分，共30 分】 1. 邻苯二甲酸酐(1.5 摩尔)、乙二醇（1.35 摩尔）、甘油（0.1 摩尔）混合体系进行缩 聚。试求 a. p=0.98 时的X b.X = 500 时的p 2. 甲基丙烯酸甲酯由引发剂引发进行自由基聚合，终止后每一大分子含有1.50个引发剂残基，假设无链转移发生，试计算歧化终止与偶合终止的相对数量。 3. 在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi和20kg苯乙烯。当单体聚合了一半时，向体系中加入1.8g H2O，然后继续反应。假如用水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算 （1）被水终止的聚合物的数均分子量； （2）继续增长所得聚合物的数均分子量； （3）整个体系所得聚合物的数均分子量及其分子量分布指数。 一、选择正确答案填空【每小题1分，共5分】 1—5 ： B B D A C 二、解释下列概念：【每小题2分，共10分】 1、诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应
高分子化学实验教案
前言 高分子化学实验是高分子化学课程的重要组成部分，通过实验课程的训练，使学生掌握高分子合成的基本技能和方法，初步培养学生独立操作的能力和创新精神。 该讲义的实验内容包含了两类内容。一类是基础性实验，选取了具有代表性的单体，目的是使学生掌握自由基聚合，缩合聚合，高分子反应等化学反应的实施方法以及聚合反应动力学的研究方法。另一类是综合性实验，以研究某种聚合物的合成、改性和材料制备为目的，并非增加了难度，而是让学生学会综合分析问题和全面了解研究方法。这样，原来单个、孤立的实验通过完成某种目标联系在一起，既提高了学生的综合实验技能，也使其学习了基本的科学研究方法，为他们今后完成毕业论文和开展更高层次的研究工作奠定了基础。同时，将高分子化学实验室基本安全与防护的知识也写入了本讲义，这是学生通过实验教学应该学到并牢记的。 本讲义所有实验的选取和编排都是基于教学大纲对高分子化学实验课程的要求，在此基础上进行一些知识的扩展。 该讲义在编写过程中参考了国内出版的相关院校的实验教材，由于编者水平有限，其中难免存在缺点和不足之处，欢迎各位同仁教师以及学生们的批评指正。此外，本讲义在编写过程中得到了王自为老师，郝俊生老师的指导，他们的宝贵意见和热情鼓励，使这本讲义能够编写完成，在此一并致谢。 编者 2010年12月
目录 第一章高分子化学实验基础 ......................................................................... 错误!未指定书签。 一、化学试剂使用中的安全和防范............................................................... 错误!未指定书签。 二、实验的准备与操作 (1) 第二章基础高分子化学实验 (3) 实验1 乙酸乙烯酯的乳液聚合白乳胶的制备 (3) 实验2 乙酸乙烯酯的溶液聚合 (5) 实验3 聚乙烯醇的制备 (7) 实验4 聚乙烯醇缩甲醛的制备 (8) 实验5 脂肪二胺与二元酰氯的界面缩聚 (9) 实验6 苯乙烯的悬浮聚合 (11) 实验7 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合有机玻璃的制备 (13) 实验8 凝胶渗透色谱法测聚合物的相对分子量及相对分子量分布 (15) 实验9 膨胀计法测定苯乙烯本体聚合反应速率 (17) 实验10 熔融缩聚制备尼龙66 (19) 第三章试剂的精制 (21) 一、常用单体的精制 (21) 二、常用引发剂的提纯 (21)
07中国研究生教育分专业排行榜(武汉大学中国科学评价研究中心)：070305高分子化学与物理 排名学校等级排名学校等级排名学校等级 1 吉林大学A+ 6 南京大学A 11 中国科学技术大学A 2 复旦大学A+ 7 浙江大学A 12 北京化工大学A 3 南开大学A+ 8 四川大学A 13 清华大学A 4 北京大学A 9 上海交通大学A 14 武汉大学A 5 中山大学A 10 华南理工大学A B+ 等(22 个) ：兰州大学、苏州大学、西北工业大学、东华大学、华中科技大学、郑州大学、华东理工大学、湘潭大学、山东大学、湖南大学、青岛科技大学、西北师范大学、大连理工大学、厦门大学、福建师范大学、河北大学、河南大学、安徽大学、福州大学、西北大学、广东工业大学、湖北大学 B 等(22 个) ：东南大学、华侨大学、东北大学、河北工业大学、济南大学、哈尔滨工业大学、合肥工业大学、华东师范大学、南京工业大学、江西师范大学、西安交通大学、鲁东大学、北京师范大学、南京理工大学、江苏工业学院、北京航空航天大学、哈尔滨理工大学、上海大学、太原理工大学、华南师范大学、中北大学、陕西师范大学 C 等(15 个) ：名单略 国家重点学科 北京大学南开大学中山大学复旦大学吉林大学南京大学 博士点 安徽大学北京大学北京化工大学北京师范大学大连理工大学东北师范大学东华大学福建师范大学福州大学复旦大学河北大学河南大学湖南大学华东理工大学华东师范大学华南理工大学华中科技大学吉林大学兰州大学南京大学南开大学青岛科技大学清华大学山东大学山西大学陕西师范大学上海交通大学四川大学苏州大学天津大学同济大学武汉大学西北大学西北工业大学西北师范大学厦门大学湘潭大学浙江大学郑州大学中国科学技术大学中国科学院研究生院中山大学
第五章离子聚合(ionic polymerization) 【课时安排】 5.1 引言20分钟 5.2 阳离子聚合2学时30分钟 5.3 阴离子聚合3学时 5.6 开环聚合2学时 总计8学时 【掌握内容】 1阳离子聚合常见单体与引发剂 2阳离子聚合聚合机理 3阳离子聚合离子对平衡式及其影响因素 4阴离子聚合常见单体与引发剂 5阴离子聚合聚合机理 6活性阴离子聚合聚合原理、特点及应用 7阴离子、阳离子聚合、自由基聚合的比较 【熟悉内容】 1. 假阳离子聚合、异构化聚合。 2. 阴离子聚合的自发终止；溶剂、温度与反离子对反应的影响。 【了解内容】 1. 阳离子聚合动力学。 2. 其它类的活性聚合。 【教学难点】 1. 阳离子聚合聚合机理。 2. 阴阳离子对平衡式影响规律。 3. 活性阴离子聚合条件、特点及其应用。 【教学目标】 1. 掌握阴阳离子聚合相关基本概念。 2. 掌握阴阳离子聚合常见单体与引发剂及聚合反应特点。 3. 能按规范写出正确的阴阳离子聚合引发反应式、聚合机理、应用反应式。 4. 运用计量聚合进行简单计算。 5.1 引言 5.2 阳离子聚合 【教学内容】 5.1 引言 5.2 阳离子聚合 5.2.1 单体 5.2.2 引发剂（亲电试剂） 5.2.3 聚合机理 5.2.4 聚合反应影响因素及特点 5.2.5 工业化品种 【授课时间】3学时30分钟 【教学重点】阳离子聚合常见单体与引发剂；聚合反应特点；离子对平衡式及其影响因素【教学难点】阳离子聚合聚合机理；离子对平衡式影响规律
【教学目标】 1 掌握阳离子聚合常见单体与引发剂及聚合反应特点 2 能正确写出阳离子聚合引发反应式、异丁烯等阳离子聚合机理 3能综合分析影响聚合反应速率的因素 【教学手段】课堂讲授，多媒体 【教学过程】 5.1 引言 一 定义 单体在引发剂作用下按离子历程聚合得到大分子的过程 二 特点 1反应条件苛刻 2聚合速率快 3离子活性高，反应介质影响大 三 意义 1.将难以自由基方式聚合的单体，以离子聚合方式合成新产品 2.同一单体通过自由基和离子聚合得到的产物的结构与性能不同 3.可设计 5.2 阳离子聚合 发展历史 反应通式 R-X →R -X + 5.2.1 单体 一 要求：足够亲核性，足够活性，一定稳定性 二 主要种类 1 带推电子取代基的乙烯基单体—异丁烯 2共轭烯烃—苯乙烯，丁二烯，异戊二烯 3含有带独电子杂原子的单体--烷基乙烯基醚 三 活性比较 烷基乙烯基醚?异丁烯?苯乙烯?异戊二烯?丁二烯 5.2.2 引发剂（亲电试剂） 一 要求：足够亲电性，反离子亲核性弱 二 种类 1质子酸：其引发阳离子为离解产生的质子H + (1)组成： 无机酸：H 2SO 4， H 3PO 4等 有机酸：CF 3CO 2H, CCl 3CO 2H 等 超强酸： HClO 4 ， CF 3SO 3H, ClSO 3H 等 (2)活性:反离子亲核性对活性有较大影响 HX →t-BuX H 2SO 4,H 3PO 4 →二,三聚体 R X +H 2C CH Y R CH 2CH Y 单体聚合 抗衡阴离子
高分子化学 (第五版 )潘祖仁版课后习题答案 第一章绪论 思考题 1.举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等 名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。 答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分 子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物 中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组 成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体 单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出， 结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用 2 种单体缩聚成缩聚物，则由 2 种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而 成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基 准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP 表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构 单元数目的平均值，以X n表示。 2.举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大 分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合 物。聚合物（ polymer ）可以看作是高分子（ macromolecule ）的同义词，也曾使用 large or big molecule 的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作 1 条大分子链，而聚合物 则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高 聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在 几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚 合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。 低聚物的含义更广泛一些。 3.写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙 -66、聚丁二烯和天 然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用 分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH 2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH 2CH(C 6H5)-] n 涤纶-[-OCH 2CH2O?OCC 6H4CO-] n 尼龙 66（聚酰胺 -66 ）-[-NH(CH 2)6NH ?CO(CH 2)4CO-] n 聚丁二烯-[-CH 2CH=CHCH 2 -] n 天然橡胶-[CH 2CH=C(CH 3)CH 2-] n
第三节合成高分子化合物 1．本节教材主线 见演示文稿 2．本节内容的评价标准 ·了解合成高分子化合物的组成与结构特点；知道高分子化学反应的概念； ·能依据简单有机合成高分子的结构分析其链节和单体，能根据单体结构式确定加聚反应产物的结构式； ·理解加聚反应和缩聚反应的特点，掌握一些常见高分子化合物的反应（限于教科书中的反应）； ·知道高分子材料与高分子化合物的关系，了解新型高分子材料的优异性能及在高新技术领域中的应用； ·了解酯交换反应、橡胶硫化、高分子降解等的基本原理。 3．本节教材的几点说明 3．1有机玻璃的合成 ·设计意图： 以有机玻璃的合成为例，要求学生能够利用给出的信息，完成各步合成条件、产物的书写，从而进一步巩固有关加聚反应的知识。 ·实施建议： 可以组织学生讨论完成，但应注意要正确书写反应产物的结构简式和对应的反应条件。 为了引发学生的兴趣，还可以利用多媒体资料展示有机玻璃的工业生产过程和其他用途。 3．2脲醛树脂
·设计意图： “迁移应用”栏目与正文中“高分子化合物”的内容是紧密结合的。以脲醛树脂的广泛应用为例，让学生在体会高分子化合物作用的基础上，分析不同的高分子化合物的单体与链节。 ·实施建议： “迁移应用”栏目中的问题是一种常见的习题形式，在使用的时候，要注意教材对这类习题的难度是有一定限制的。这个“迁移应用”的目的旨在让学生能够根据加成聚合反应产物的化学式确定它的单体和链节；而对于缩聚物只要求学生掌握教材中出现的例子。 3．3高分子合成材料——塑料 ·设计意图： 以生活中常见的“塑料”这种高分子材料为例，让学生查找塑料标识来探究不同塑料的单体以及用途，旨在通过学生活动使他们体会到高分子材料的优异性能。 ·实施建议： 可以事先布置好学习任务，让学生以小组形式在课下找好各种塑料制品的标识，课堂上应充分组织学生交流讨论。 讨论的要点可以包括： 1)塑料的标识、名称及英文简称；2)塑料的化学式、单体； 3)塑料的特殊用途。 讨论的目的在于对用途不同的塑料进行分类，并初步了解塑料的成分，为后续内容的学习做好铺垫。
第一章 绪论 计算题 1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。 a 、组分A ：质量 = 10g ，分子量 = 30 000； b 、组分B ：质量 = 5g ，分子量 = 70 000； c 、组分C ：质量 = 1g ，分子量 = 100 000 解：数均分子量 38576 100000 /170000/530000/101 510) /(=++++= = =≡∑∑∑∑∑i i i i i i i n M m m n M n n m M 质均分子量 10300005700001100000 46876 1051 i i w i i i m M M w M m = =?+?+?= =++∑∑∑ 分子量分布指数 w M /n M =46876/38576 = 第2章 缩聚与逐步聚合 计算题 2. 羟基酸HO-(CH 2)4-COOH 进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400 g/mol -1，试计算：a. 羧基已经醌化的百分比 b. 数均聚合度 c. 结构单元数n X 解：已知100,184000==M M w 根据 p p X M M X w w w -+= = 110和得：p=，故已酯化羧基百分数为%。 9251,1=+=n n w M P M M 51.92100 92510=== M M X n n
8. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚，平衡常数K=4，求最终n X 。另在排除副产 物水的条件下缩聚，欲得 100=n X ，问体系中残留水分有多少 解： 3111 =+=-= K p X n L mol n n K pn K p X w w w n /10*410011 4-==≈=-= 9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸%，p=或时聚酯的聚合度多少 解：假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol ，则醋酸的摩尔数为。N a =2mol ，N b =2mol ，015.0' =b N mol 985.0015 .0*222 2, =+= += b b a N N N r 当p=时， 88.79995 .0*985.0*2985.01985 .01211=-++=-++= rp r r X n 当p=时， 98.116999 .0*985.0*2985.01985 .01211=-++=-++= rp r r X n 14题 18. 制备醇酸树脂的配方为 季戊四醇、邻苯二甲酸酐、丙三羧酸[C 3H 5（COOH ）3]，问能否不产生凝胶而
上海交通大学 2016年全国研究生入学考试自主命题考试 科目代码837科目名称高分子化学与物理 高分子物理部分 1.名词解释（4*5分） 1、高斯链和等效自由结合链 2、时温等效原理 3、普适标定曲线 4、强迫高弹形变 2.简答题 1、什么是静柔顺性和动柔顺性？（10分） 2、什么是玻璃化转变？简要叙述自由体积理论和热力学理论，并说出四种测量玻璃化温度的方法及其依据。（15分） 3、运用热力学分析橡胶高弹性的物理实质并且叙述出橡胶拉伸放热的特征。（15分） 4、以SBS为例，解释说明“应变诱发塑料-橡胶转变”现象。（15分）高分子化学部分 1.简答题 1、什么是动力学链长和数均聚合度？在没有链转移的情况下，两者是什么关系？ 2、合成热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂该怎么设计流程？
3、CH2=C（CH3）2、CH2=CHCH3、CH2=CHNO2分别可以进行什么聚合，理由是什么？ 4、为什么要对共聚物组成进行控制？工业上有哪几种方法？ 5、为什么聚氯乙烯在200度以上加工会出现颜色加深现象？为什么聚丙烯晴只能进行溶液纺丝？ 6、为保证Zigler-Natta引发剂引发的配位聚合能顺利进行有哪些需要注意的问题？如何保障实施的过程？ 7、离子聚合反应过程中，活性中心和反离子有哪些结合方式？这些方式的存在受哪些因素影响？ 8、典型乳液聚合具有持续反应速度快、产物分子量高的特点，本体聚合时常常出现聚合速率突然上升、产物分子量增加的现象，试分析上诉特点和现象的原因，并指出两者的异同。 9、什么是“活”性聚合物？为什么阴离子聚合可以当做活性聚合？ 10、聚合物化学反应跟小分子化学反应相比有哪些特征？ 2、计算题 1、合成尼龙66相对分子质量18000，反应程度为0.995，请问产物端基是什么？ 2、用Carothers方法计算凝胶点：2个小问，比较简单 3.计算一个由引发剂引发的自由基聚合反应的产物相对分子质量。
第三单元高分子材料和复合材料 第4课时 功能高分子材料复合材料 【教学目标】 1?知道功能高分子材料的分类，能举例说明其在生产生活、高新技术领域中的应用。 2?知道复合材料的组成特点，能举例说明常见复合材料的应用。 3?体验化学科学的进步与材料科学发展的联系， 能科学评价高分子材料的使用对人类生 活质量和环境质量的影响。 【板书】 四、功能高分子材料 复合材料 【引言】 什么是功能高分子材料？它的分类如何？它的性能和应用怎样？这些是我们这节课要 弄清楚 的。 【讲解】 一、功能高分子材料： 1 ?功能高分子材料的定义：功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又 有某些特殊功能的高分子材料。 (它是一类性能特殊、使用量小、附加值高的高分子材料。 是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的一种新型材料。 ) 2 ?功能高分子材料的分类： 3?日常生活中常见的几种功能高分子材料： (1) 高吸水性树脂 高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料， 它本身不溶于水或有机溶剂，与水接触时 能在短时间内可吸收自身质量几百倍、上千倍，最高可达 5300倍的水，即使挤压也很难脱 水，被冠于超级吸附剂”的桂冠，因此可用作农业、园林、苗木移植用保水剂。高吸水性树 脂与苯、乙醇、三氯甲烷、四氯化碳、醋酸等化学试剂混合时，可使试剂脱水，却不与试剂 发生化学反应。它吸收试剂中的水分后，变成一种凝胶状的物质。 (2) 导电性材料 如果在高分子中加入各种导电物质，如铁粉、铜粉、石墨粉等，就可制成导电橡胶、导 电塑 料、导电涂料、导电胶粘剂等。 (3) 医用高分子材料 a 性能：优异的生物相容性；很高的机械性能。 b ?应用：制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。 【过渡】 不同的材料具有不同的性能， 每种材料都有它的优缺点。 如普通金属材料强度大， 但易 被腐蚀；普通陶瓷材料耐高温，但易碎裂；合成高分子材料强度大、密度小，但易老化。航 天工业需要强度大、耐高温、密度小的材料。海洋工程需要耐高压、耐腐蚀的材料。有没有 兼具它们优点的一种材料呢？复合材料的出现很好地回答了这个问题。 【板书】 二、复合材料 【板书】 1 ?复合材料的定义：复合材料是指两种或两种以上性质不同的材料组合而成的一种新 功能咼分子材料 r 物理功能高分子材料 分离功能高分子材料 -化学功能高分子材料 如：导电材料、光敏性材料、液晶高分子材料 如：膜材料、吸附分离功能材料 如：高分子试剂、高分子卤化剂
潘祖仁第五版高分子化学知识点 篇一：高分子化学第五版潘祖仁第一章思考题1举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。 答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。 在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。 在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。 如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。 以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以表示。 2举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。 聚合物（）可以看作是高分子（）的同义词，也曾使用的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。 多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
高分子化学实验 教案 部分一、实验指导
1. 实验内容及学时安排 高分子化学实验属于《高分子化学》课程的一部分，学时为8，开设两个实验，每个实验为4学时。开设时间为第四学年的上学期，具体内容和学时安排如下： 1. 苯乙烯悬浮聚合 2. 聚乙烯醇缩甲醛（红旗牌胶水）的制备 序号实验项目名称实验内容学时分配 1 苯乙烯悬浮聚合悬浮聚合合成苯乙烯离子交换树脂白球 4 2 聚乙烯醇缩甲醛的制备本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶水 4 2. 预习情况检查方式 要求学生在实验前必须做好实验预习，否则不予参加实验。实验预习主要包括以下两个方面的内容： ①检查实验预习报告 包括实验目的、实验原理、实验所需仪器及药品、实验步骤等； ②提问形式 老师在实验前要检查学生的实验预习情况，可采取口头提问的方式了解学是对实验的预习情况。 3. 讲解内容 讲解内容主要包括： 1 . 苯乙烯的悬浮聚合 【实验原理】 悬浮聚合时单体一小液滴状悬浮在水中进行的聚合, 单体中溶有引发剂, 一个小液滴相当于本体聚合中的一个单元. 从单体液滴转变为聚合物固体粒子, 中间经过聚合物－单体粘性粒子阶段, 为了防止粒子相互粘接在一起, 体系中需另加分散剂, 以便在粒子表面形成保护膜。因此，悬浮聚合一般由单体、引发剂、水、分散剂四个基本组分组成。悬浮聚合的聚合机理与本体聚合相似，方法上兼有本体聚合的优点，且缺点较少，因而在工业上有做广泛的应用。 【实验注意事项】 ①反应时搅拌要快，均匀，使单体能形成良好的珠状液滴； ②80+ 1 ℃保温阶段是实验成败的关键阶段，此时聚合热逐渐放出, 油滴开始变粘易发生 粘连，需密切注意温度和转速的变化； ③如果聚合过程中发生停电或聚合物粘在搅拌棒上等异常现象，应及时降温终止反应并倾出反应物，以免造成仪器报废。
材料科学与工程学院 高分子化学 教案 任课教师：复合材料系余木火 2006年8月
课程基本信息 课程名称高分子化学课程编号110821学分数 3 学时数48授课班级高分子材料与工程专业2004级 课程性质（）通识教育（√）学科基础（）专业方向（√）必修（）选修考核方式（√）闭卷考（）开卷考（）小论文（）其它____________ 总评成绩平时成绩（20）％＋考核成绩（80）％ 教材名称《高分子化学》 使用教材 主编余木火出版社及出版日期中国纺织出版社，2001 《高分子化学》，潘祖仁编，化学工业出版社 参考资料 《聚合反应原理》奥迪安编，北京科学出版社 《高分子化学》复旦大学高分子系高分子教研室，复旦大学出版社 《高分子化学教程》王槐三，寇晓康编北京科学出版社
《高分子化学》教学大纲 Polymer Chemistry 一、基本信息 课程名称：高分子化学 课程代码：【110821】 课程学分：【3】 总学时数：【48】 面向专业：【高分子材料与工程专业】 课程性质：【学科基础必修】 开课院系：【材料科学与工程学院高分子材料与工程系】 使用教材：《高分子化学》，余木火主编，中国纺织出版社，1999年 先修课程：【有机化学（1）100921（2）、有机化学（2）1009212（2）、物理化学（1）100901（2）、物理化学（2）100902（2）】 并修课程：【高分子物理110812（3.5）】 二、课程简介 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学，是高分子材料与工程专业学生必修的一门学科基础课。它以无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等四大化学为基础，同时也为后继的专业课程打下必要的理论基础。课程主要学习有关高分子化合物的基本概念，高分子化合物合成的基本原理、反应动力学、聚合方法，以及合成高分子和天然高分子的化学反应等内容。 三、选课建议 该课程要求学生已熟练掌握有机化学、物理化学知识，建议本科二年级以上选修。 四、课程任务和教学目标 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学，是高分子科学与工程专业学生必修的一门学科基础课程。它以无机化学、有机化学、物理化学和分析化学等四大化学为基础，同时也为后继的专业课程打下必要的理论基础。 教学时将在课堂教学、课外活动及高分子化学教学网页上对高分子科学的研究前沿及其研究热点进行深入浅出的介绍，使同学们能通过本课程的学习了解高分子科学的研究动态。 作为工科学生的专业基础课，在课程教学中将对高分子工业及其产业经济进行深入浅出的介绍，使同学们建立以经济的角度考虑材料工业生产技术的基本思考方式。 教学中将通过多种多样的教学方式，在专业上培养同学们牢固地掌握高分子化学的基础知识，学会提出问题、分析问题和解决问题的思路和方法，提高解决问题的能力。
《高分子化学》教案 山东轻工业学院 材料科学与工程学院
第一章绪论 【课时安排】 前言0.5学时 1.1 基本概念1学时 1.2 聚合反应与聚合物的化学反应1学时 1.3 聚合物的分类0.5学时 1.4 聚合物的命名0.5学时 1.5 相对分子质量及其分布0.5学时 总计4学时 【掌握内容】 1. 高分子基本概念：单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等。 2. 聚合反应；加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。 3. 从不同角度对聚合物进行分类。 4. 常用聚合物的命名、来源、结构特征。 5. 聚合物相对分子质量及其分布。 【熟悉内容】 1. 系统命名法。 2. 典型聚合物的名称、符号及重复单元。 【了解内容】 1. 高分子化学发展历史。 2. 聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响。 【教学难点】 1. 结构单元、重复单元、单体单元、链节的辨析。 2. 加成聚合与缩合聚合的区别与联系；连锁聚合与逐步聚合的区别与联系。 【教学目标】 1. 掌握高分子化学相关基本概念。 2. 能对几对重要概念进行辨析。 3. 能按规范写出正确的聚合物名称、分子式、聚合反应式。 4. 树立对高分子化学学科正确的认识观。 前言 【教学内容】 第一节材料科学与工程 一材料的定义与类别 二材料发展史 三材料科学与工程 第二节高分子科学 一定义及体系 二优点 三发展史 四我国高分子科学发展现状 五高分子化学课程要求 【授课时间】0.5学时
【教学重点】高分子科学定义及体系 【教学难点】 【教学目标】了解材料科学与工程、高分子科学体系范畴，了解高分子化学发展简史 【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片 【教学过程】 第一节材料科学与工程 一材料的定义与类别 1 定义：具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。 2 分类 按作用：结构材料、功能材料 按化学组成：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料 按状态：气态、液态、固态 按使用领域：建筑材料、医用材料、电子材料、耐火材料…… 二材料发展史 天然材料→烧结冶炼材料→合成材料→可设计材料→智能材料 三材料科学与工程 材料科学与工程的四要素：性质、结构与成分、合成与加工、使用性能，它们之间存在着密切关系。 第二节高分子科学 一定义及体系 研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。 二优点 1 原料丰富，经济效益高，不受天然气侯限制 2 品种多，功能全，能适应各种需要 三发展史 萌芽期初创期繁荣期发展期 十九世纪中叶→ 1909 → 1932 → 1970 → 21世纪 四我国高分子科学发展现状 五高分子化学课程要求 1.1 基本概念 【教学内容】 一高分子 二高分子化学 三单体 四有关组成结构的概念 五大分子结构式 六聚合反应方程式： 【授课时间】1学时 【教学重点】高分子、结构单元、重复单元、单体单元、链节等概念，聚合反应式的书写【教学难点】结构单元、重复单元、单体单元的辨析 【教学目标】 1 掌握高分子、结构单元、重复单元、单体单元、链节、聚合度等概念的区别与联系
浙江大学2009-2012级工学类高分子材料与工程专业培养方案 培养目标 本专业对学生进行严谨的高分子材料科学与工程的专业训练，使学生具有坚实的化学学科和高分子学 科的基础知识和应用能力，了解材料科学与工程和化学工程的基本原理。具有明显理工交叉的特色。完成 本专业学习的优秀学生，可以进入本学科，以及化学、材料、化工等其它相关学科专业，进行硕士、博士 研究生等更高层次科学研究的训练。本专业培养的学生不仅具有从事本学科及其相关领域的科学研究、新 材料开发及应用的能力，同时具备一定的组织能力和团队领导才能，能够应对日益激烈的人才竞争环境。培养要求 通晓化学学科的基础知识，初步掌握材料科学和化学工程的基本原理，具有扎实的高分子科学和高分 子材料与工程的基础知识和实验技能。通过本专业特色课程的学习和课外科研训练，通晓本学科专业在光、电、磁功能高分子材料，生物医用高分子材料，高分子分离膜和精细高分子材料等新兴科学交叉领域的发展，并具有从事科学研究，新材料开发，教学以及技术管理的能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握高分子材料的合成、改性的方法； 2.掌握高分子材料的组成、结构和性能关系； 3.掌握聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论和技能； 4.具有对高分子材料进行改进及加工工艺研究、设计和分析测试，开发新型高分子材料及产品的初步 能力； 5.具有对高分子材料改性及加工过程进行技术分析和管理的初步能力。 专业核心课程 有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、高分子材料 教学特色课程 双语教学课程：高分子物理、功能高分子导论、绿色高分子材料、高分子膜材料 讨论课程：高分子近代史、高分子纳米化学与材料 计划学制 4年 毕业最低学分 160 + 4 + 5 授予学位工学学士
第四版习题答案（第一章） 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以 n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子 DP=n 特征 量/万