第4章高分子结构

第四章 生物大分子与合成高分子【单元知识框架】 【单元知识清单】考点1 糖类糖类【糖类的结构和组成】 一、 糖类的结构：分子中含有多个羟基、醛基的多羟基醛，以及水解后能生成多羟基醛的由C 、H 、O 组成的有机物．糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可分为单糖、二糖和多糖等． 二、糖类的组成：糖类的通式为C n (H 2O)m ，对此通式，要注意掌握以下两点：①该通式只能说明糖类是由C 、H 、O 三种元素组成的，并不能反映糖类的结构； ②少数属于糖类的物质不一定符合此通式，如鼠李糖的分子式为C 6H 12O 5；反之，符合这一通式的有机物不一定属于糖类，如甲醛CH 2O 、乙酸C 2H 4O 2等． 1、葡萄糖和果糖单糖的典型代表 （1）葡萄糖①分子式C 6H 12O 6②结构简式CH 2OH —(CHOH)4—CHO ③④结构特点：属多羟基醛。

含有羟基（—OH ）、醛基（—CHO ）两种官能团 ⑤性质：通常为无色晶体，有甜味，易溶于水，广泛存在于各种水果中。

A 、还原性，具有醛类性质a.银镜反应：与银氨溶液水浴加热产生光亮的银镜（制镜、生产热水瓶胆）b.与新制氢氧化铜悬浊液加热产生红色沉淀（应用于检查糖尿病） 2NaOH+CuSO 4 → Cu(OH)2↓+Na 2SO 4 (NaOH 过量)CH 2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2 CH 2OH(CHOH)4COOH+Cu 2O ↓+2H 2O B 、加成反应：加氢时还原为六元醇C 、具有醇羟基，能起酯化反应D 、发酵生成酒精 C 6H 12O 6 2CH 3CH 2OH+2CO 2↑E 、生理氧化：C 6H 12O 6+6O 2→6CO 2+6H 2O+热 为生命活动提供能量⑥制法：淀粉水解 ⑦用途：a 、是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以供维持人体生命活动所需要的能量；b 、用于制镜业、糖果制造业；c 、用于医药工业．体弱多病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养．−→−∆−−→−酒化酶（2）果糖分子式：C6H12O6,无色晶体，比葡萄糖甜，存在于多种水果中，与葡萄糖互为同分异构体。

第四章1. 无轨、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异？举例说明这些共聚物名称中单体前后位置的规定。

⑴. 无规共聚物：两结构单元M 1、M 2按概率无规排布，M 1、M 2连续的单元数不多，自一至十几不等。

多数自由基共聚物属于这一类型，如氯乙烯一醋酸乙烯酯共聚物。

⑵. 交替共聚物：共聚物中M 1、M 2两单元严格交替相间。

苯乙烯～马来酸酐共聚物属于这一类。

⑶. 嵌段共聚物：由较长的M 1链段和另一较长的M 2链段构成的大分子，每一链段可长达几百至几千结构单元，这一类称作AB 型嵌段共聚物。

也有ABA 型（如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物SBS ）和（AB ）。

(AB)x 型。

⑷. 接枝共聚物：主链由M 1单元组成，支链则由另一种M 2单元组成。

抗冲聚苯乙烯（聚丁二烯接枝苯乙烯）属于这一类。

3. 说明竞聚率21,r r 的定义，指明理想共聚、交替共聚、恒比共聚时竞聚率数值的特征。

⑴. 定义：竞聚率为均聚增长和共聚增长速率常数之比。

2122212111k k r k k r ==⑵. 竞聚率数值的特征： ①. 理想共聚：1,21=r r ；②. 交替共聚：021==r r ；③. 恒比共聚：理想恒比共聚：1121,1f F r r ===其5. 示意画出下列各对竞聚率的共聚物组成曲线，并说明其特征。

5.01=f 时，低转化阶段的1F 约是多少？且曲线不对称。

＝？可求出由组成方程：122221211212111F f r f f f r f f f r F +++=6. 醋酸烯丙酯（028.0 ,13.1=-=Q e ）和甲基丙烯酸甲酯（74.0 ,41.0==Q e ）等摩尔共聚，是否合理？ 根据e Q -式：()[]()[]0066.041.013.113.1exp 74.0028.0exp 211211=--=--=e e e Q Q r ()[]()[]056.1413.141.041.0exp 028.074.0exp 122122=+-=--=e e e Q Q r 由21,r r 值知，醋酸烯丙酯易和甲基丙烯酸甲酯反应而共聚，而甲基丙烯酸甲酯则易与自身反应而均聚，所以等摩尔共聚，不合理。

第4章高分子的多组分体系4.1复习笔记一、高分子共混物的相容性1．基本概念（1）高分子共混物高分子共混物是指将两种或两种以上的聚合物按适当的比例，通过共混得到单一聚合物无法达到的性能的材料，也称为“高分子合金”。

（2）相容性相容性是指在任何比例混合时，都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系，即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。

（3）机械相容性机械相容性是指能得到具有良好物理、机械性能的共混材料时聚合物共混物之间的相容性。

（4）IPN互穿网络结两种不相容聚合物分别交联形成网状结构并相互穿的结构。

（5）界面层空气与高聚物熔体的表面，或者多相高聚物内部形成两相的界面，某一组分的浓度或密度会由一相连续地向另一相变化，两相之间的边界面附近的部分称为界面层（表面层）。

2．聚合物共混的意义（1）消除和弥补单一聚合物性能上的弱点，取长补短，得到综合性能优良、均衡的理想聚合物材料；（2）使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物的改性剂，改性效果明显；（3）改善聚合物的加工性能；（4）制备一系列具有崭新性能的聚合物材料。

3．混合自由焓组成曲线与温度的关系（1）高温互容低温分相的高临界共溶温度（UCST）。

超过此温度，体系完全相容，为热力学稳定的均相体系；低于此温度，部分相容，在一定的组成范围内产生相分离；（2）低温互容高温分相的低临界共溶温度（LCST）。

低于此温度，体系完全相容，高于此温度为部分相容；（3）同时存在最高临界相容温度和最低临界相容温度。

有时，UCST和LCST会相互交叠，形成封闭两相区。

二、高分子嵌段共聚物熔体与嵌段共聚物溶液嵌段共聚物是指由化学结构不同的嵌段组成的大分子。

合成嵌段共聚物的聚合方法有：活性阴离子聚合、缩聚、Ziegler-Natta催化聚合、活性自由基聚合等。

1．嵌段共聚物的微相分离微相分离：嵌段共聚物在一定温度下也会像高分子共混物一样发生相分离，由于嵌段间具有化学键的连接，形成的平均相结构微区的大小与单个嵌段的尺寸差不多，被称为微相分离。

高分子结构与性能名词解释高分子结构与性能名词解释第一章高分子的链结构1、化学组成：高分子中结构单元或重复单元的所含的原子种类与数量。

按化学组成的不同，高分子可分为——碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子、梯形高分子和双螺旋高分子。

2、侧基：主链上的取代基团。

3、端基：聚合物主链两端的基团，主要来自单体、引发剂、溶剂或分子量调节剂，其化学性质与主链很不相同。

4、线型高分子：高分子链呈线型，没有支链或交联。

5、支化：在缩聚反应中存在三官能团单体，或在加聚反应中，如自由基聚合存在链转移反应，或二烯烃聚合物上的双键活化，或在射线辐射下，则都可能形成枝状的非线形结构高分子，称为支化。

6、支化度：以支化点密度或两相邻支化点之间的连平均相对分子质量来表示支化的程度。

7、交联：高分子链之间借助于多官能团单体的反应或某种助剂（如硫、过氧化物等）将大分子链之间通过支链或化学键键接形成三维空间网络结构的过程。

8、键接结构：结构单元在分子链中的连接方式。

9、构型：分子中通过化学键所固定的原子或基团在空间的相对位置和排列。

10、几何异构：双烯类单体1,4 –加成聚合的高分子主链上存在双键，由于取代基不能绕内双键旋转，因而内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式（cis）构型和反式（trans）构型之分，称为几何异构。

11、旋光异构：饱和碳氢化合物分子中由于存在不同取代基的不对称碳原子，形成两种互为镜像关系的构型，表现出不同的旋光性，分别用d和l表示。

12、全同立构：如果将聚合物分子链拉成平面锯齿状，每一结构单元的取代基可以全部位于平面的一侧，即高分子链全部由一种旋光异构的结构单元组成，称为全同立构。

13、间同立构：结构单元的取代基交替位于平面的两侧，即高分子链由两种旋光异构的结构单元交替键接而成，称为间同立构。

14、规整度：规整度用来表示有规立构的程度，可用聚合物中全同立构和间同立构的总的百分含量来表示。

习题71.解释下列名词：(1)均聚合与共聚合，均聚物与共聚物(2)均缩聚、混缩聚、共缩聚(3)共聚组成与序列结构2.无规、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异？对下列共聚反应的产物进行命名：(1)丁二烯（75%）与苯乙烯（25%）进行无规共聚(2)马来酸酐与乙酸2-氯烯丙基酯进行交替共聚(3)苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯依次进行嵌段共聚(4)苯乙烯在聚丁二烯上进行接枝共聚3.试用动力学和统计两种方法来推导二元共聚物组成微分方程（式7-10）。

在推导过程中各做了哪些假定？4.对r1=r2=1；r1=r2=0；r1＞0，r2=0；r1r2=1等特殊体系属于哪种共聚反应？此时d[M1]/d[M2]=f([M1]/[M2])，F1=f(f1)的函数关系如何5.示意画出下列各对竞聚率的共聚物组成曲线，并说明其特征。

f1=0.5时,低转化率阶段的F1=6.试作氯乙烯-醋酸乙烯酯(r1=1.68，r2=0.23)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(r1=0.46，r2=0.52)两组单体进行自由基共聚的共聚物组成曲线。

若醋酸乙烯酯和苯乙烯在两体系中的浓度均为15%(重量)，试求起始时的共聚物组成。

7.两单体的竞聚率r1=2.0，r2=0.5，如f1O=0.5，转化率为50%，试求共聚物的平均组成。

8.单体M1和M2进行共聚，r1=0，r2=0.5，计算并回答：⑴合成组成为M2〈M1的共聚物是否可能？⑵起始单体组成为f1O=0.5共聚物组成F1为多少？⑶如要维持⑵中算得的F1，变化不超过5%，则需控制转化率为多少？9.甲基丙烯酸甲酯（M1）和丁二烯（M2）在60OC进行自由基共聚，r1=0.25，r2=0.91，试问以何种配比投料才能得到组成基本均匀的共聚物？并计算所得共聚物中M1和M2的摩尔比。

若起始配料比是35/65（重量比），问是否可以得到组成基本均匀的共聚物？若不能，试问采用何种措施可以得到共聚组成与配料比基本相当的组成基本均匀的共聚物？10.什么是前末端效应、解聚效应、络合效应？简述它们对共聚组成方程的影响。