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高分子绪论

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高分子绪论(3)材料是人类文明发展的基础材料是人类用来制造有用物件的物质。

材料的可用性由形成材料的物质分子的属性所决定。

材料的发展是人类文明发展的基础所以：1. 生命体系其根本都是由高分子组成2. 衣食住行离不开高分子材料3.工业生产中已逐渐成为基础材料材料是一个国家科学技术、经济发展水平的重要标志，与信息、能源并列为当代科学技术的三大支柱。

三、高分子发展历程天然高分子利用7000多年前，天然油漆我国已使用天然油漆涂饰船只。

中国漆(大漆)？1839年，天然橡胶硫化美国人古德伊尔（Charlers Goodyear）1869年，第一种人工塑料赛璐珞（Celluloid，硝化纤维素）乒乓球美国人海厄特（Jhon Wesley Hyatt）1887年，法国人De Chardonnet（夏尔多内）第一种人造丝硝化纤维素，Count Hilaire de Chardonnet.合成高分子问世1909年，第一种合成塑料酚醛树脂，美国人贝克兰德（Leo Baekeland）。

大分子概念提出1920年，提出聚合反应生成高分子量化合物。

施陶丁格（Hermann Staudinger）。

1953年诺贝尔化学奖奠定基础1930－40年代，聚合方法及理论发展。

卡罗瑟斯（Carothers），美国人，尼龙—66。

弗洛里（Paul Flory），美国人。

1974年度诺贝尔化学奖大发展1950年代，配位聚合（Coordination Polymerization)齐格勒（Karl Ziegler），德国人。

纳塔（Giulio Natta），意大利人。

1960－70年代，高性能化，特种高分子合成高强度、高模量、耐高温等。

功能、复合高分子材料1980－90年代，功能高分子：导体和半导体高分子、磁性高分子、光敏高分子、光导高分子、生物医用高分子、液晶高分子、高分子催化剂等等。

高分子合金： 不同的高分子混合。

复合高分子材料： 与玻璃纤维、碳纤维等复合，如玻璃钢等。

日本白川英树（Hideki Shirakawa ），美国艾伦·黑格，艾伦·马克迪尔米德因开发了导电性高分子材料而成为2000年诺贝尔化学奖。

四、高 分 子 材 料 学 习 高分子既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科。

高 分 子 科 学高 分 子 化 学研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。

研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。

高 分 子 物 理高 分 子 加 工研究聚合物加工成型的原理与工艺。

五、高分子材料基础知识1. 高分子聚合物结构的基本概念2.高分子材料分类、命名高聚合物（Polymer)：多到增加或减少几个单元不会影响综合性质（模量、密度、折光指数、导热系数...） 低聚物（齐聚物）： oligomer 1.高分子聚合物结构的基本概念 1.1 分子链结构基本构件主链支链端基侧基（1）主链CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2聚乙烯聚四氟乙烯CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2CF 2(B) 杂链高分子（除C 以外，还含N ，O ，S ）CH 2OCH 2CH 2CH2CH 2OOOOO聚甲醛CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2尼龙NH＝COC＝ONH(C) 元素高分子（不含C ）SiOOOOOOSiSiSiSiSiCH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3聚二甲基硅氧烷P = N Cl ClP = N Cl ClP = N Cl ClP = N Cl ClP = N Cl ClP = N Cl Cl聚氯化膦腈SO 2n－ CH 3CH 3CHOO －聚砜CO －O O －聚醚醚酮(PEEK)（2）链节（重复单元）重复单元：高分子聚合物分子链上化学组成和结构均可以重复的最小单位。

结构单元：由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分聚合反应后结构单元与重复单元的关系 结构单元 =重复单元=链节－CH 2－CH Cl－CH 2－CH Cl－CH 2－CH Cl－CH 2－CH －Cl－CH 2－CH CH 3－CH 2－CH CH 3－CH 2－CH CH 3－CH 2－CH －CH 3结构单元≤重复结构单元的关系NH 2-(CH 2)6-NH 2HOOC-(CH 2)4-COOH+－NH-(CH 2)6-NH-C-(CH 2)4-C-NH-(CH 2)6-NH-C-(CH 2)4-C －=O =O =O=O结构单元结构单元重复单元（3）单体（ Monomer ）：能够合成高聚合物中结构单元的小分子化合物。

如丙烯CH 2 CHCH3丙烯聚丙烯 ——（CH 2—CH ）n —— CH 3（4）端基(end group)不影响力学性能，但影响热稳定性，化学稳定性 非反应性：－CH3、－OCH3，如聚甲醛受热降解从端羟基开始，必须进行酯化或醚化以封端。

HO-CH 2-O-CH 2-O-CH 2 -O-CH 2-O-CH 2-OH醚化CH 3O-CH 2-O-CH 2-O-CH 2 -O-CH 2-O-CH 2-OCH 3（5）侧基(side group)例：－(CH 2－CH)－聚苯乙烯中的苯环聚甲基丙烯酸酯中的甲基和酯基－(CH 2－C)－CH 3｜OCH 3 (C 4H 9)C=O ｜｜－CH 2－CH Cl－CH 2－CH Cl－CH 2－CH Cl－CH 2－CHCl（6）支链由聚合生成：结构与主链相同依照支链的长短，可分为：长支链短支链其区别与聚合物和低聚物的区别相同，能影响到聚合物的结晶状态1.2 聚合反应的基本概念（1）聚合反应：由单体合成聚合物的反应，聚合反应分为：自由基聚合，自由基共聚，逐步聚合，配位聚合，离子聚合（2）均聚物Homopolymer氯乙烯单体CH2CHCl由一种单体聚合生成均聚物的聚合反应称均聚反应（Homopolymerization)。

（3）共聚物Copolymer由一种以上单体聚合而成的聚合物。

生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。

ABS ：（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）共聚物判别均聚物：聚合物分子有且只有一种重复结构单元，并且该重复结构单元可以只由一种单体衍生而来。

（4）聚合度Degree of Polymerization ：组成高分子的结构单元数目。

对于均聚物为n；对于共聚物为DP分子量M=M0n(CH2CH2)m-CH3(CH2-CH)n(CH2-CH2)m—(CH2-CH)n-CH3均聚物共聚物聚合度1.3 高分子与小分子化合物的区别组成：由结构单元以共价键结合，重复连接形成高分子链。

1.高分子分子间作用力（范德华力）较大，甚至超过共价键键能。

高温下分子首先（断键）破坏---高分子不能气化。

高分子只有固、液态，无气态。

纤维素等分子间（内）含氢键的高分子，只有固态，无液态、气态。

2.高分子的主链形状有线型，支化，网状等分子结构。

3.高分子链间可发生键和形成网状交联结构。

其物理力学性能发生较大变化—如不溶，不熔。

4.高聚物的聚集态有晶态和非晶态等，分子排列的有序程度介于小分子的晶态和液态之间。

5.高聚物（高分子）不是高分子材料。

高聚物要成为材料，要与许多添加物进行混合加工。

高分子材料中的织态结构是决定材料性能的重要因素。

3.高分子材料分类、命名线形星形树枝状梯形长支化短支化（1）按分子链构造分类支链型高聚物交联型高分子——聚合物网络简单网络互接网络半互穿网络互穿网络（2）按高聚物主链化学结构来分 A.碳链高分子B.杂链高分子（除C 以外，还含N ，O ，S ）C.元素有机高分子（不含C ） （3）按高聚物用途来分涂料粘合剂弹性体塑料合成纤维天然聚合物生物系统高分子家族高聚物的命名（1）由一种单体合成的高分子： “聚”+ 单体名称如： 聚氯乙烯 PVC 聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 聚醋酸乙烯酯 PV AC 聚乙烯醇 PV A（2）由两种单体通过缩聚反应合成的高分子： 表明或不表明产物类型 表明产物类型：“聚”+ 两单体生成的产物名称：对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物：聚对苯二甲酸乙二酯 己二酸和己二胺的缩聚产物：聚己二酸己二胺不表明产物类型：HO C O C O OCH 2CH 2O H()nHN (CH 2)6H NHCO (CH 2)4CO OH []n两单体名称或简称加后缀“树脂”： 苯酚和甲醛的缩聚产物：酚醛树脂 尿素和甲醛的缩聚产物：脲醛树脂（3）由两种单体通过加成聚合生成的共聚物： 两单体名称或简称之间 +“--”+“共聚物”：乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 （4） “聚”+高分子主链结构中的特征功能团： 指的是一类的高分子，而非单种高分子，如： 聚酯：聚酰胺：（5）弹性体共聚物:共聚单体各取一个字头,后加…橡胶‟： 丁苯橡胶（丁二烯—苯乙烯共聚） SBR 乙丙橡胶（乙烯-丙烯共聚） EPR （6） 尼龙—聚酰胺类：尼龙610（ 酸的碳数+胺的碳数） （7） 合成纤维常加“纶”为后缀： 聚酰胺6纤维（锦纶或尼龙6），聚丙烯腈纤维（腈纶），聚酯纤维（涤纶），聚丙烯纤维（丙纶），聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶） 一些常见高分子化合物的名称与符号聚苯乙烯—PS 聚四氟乙烯—PTFE 聚丙烯—PP —丙纶 聚氯乙烯—PVC 聚丙烯腈—PAN — 腈纶 聚碳酸酯— PC 聚甲基丙烯酸甲酯—PMMA — 有机玻璃 聚对苯二甲酸乙二酯—PET — 涤纶 聚己二酸己二胺— Nylon 66 —锦纶聚（丙烯腈— 丁二烯—苯乙烯）— ABS 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 — EV A预习：查找聚乙烯，聚丙烯资料，完成如下作业： 1.聚乙烯，聚丙烯分类 2.聚乙烯，聚丙烯应用3.聚乙烯，聚丙烯合成方法4.聚乙烯，聚丙烯加工成型方法下次上课检查笔记本！课后作业：P11，思考题6，7。

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高分子化学--绪论 ppt课件

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国家级精品课程──高分子化学
第一章 绪论 Prolegomenon
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11
高分子材料的创生虽只有100多年， 但其发展速度远远快于金属和无机材料。 究其原因，是合成高分子的结构具有几乎 无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力 远胜于其它物质。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
本例特点： 因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复
结构单元。
重复单元（链节） 结构单元
因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分 子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。
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H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
n
5）聚合度（Degree of Polymerization）：聚合物分子量大 小的一个指标，在聚合物的分子结构式中以n 表示，也称 为链节数。有两种表示方法：
n 重复单元
结构单元
结构单元
3）结构单元（Structure Unit）：单体分子通过聚合反应进入 大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素 组成相同，也可以不同。
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4）单体单元（Monomer Unit）：单体分子通过聚合反应形 成的元素组成与单体完全相同的结构单元。
式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20 分别为 两种结构单元的“分子量”，且
M 0 M 10 +M 20
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Case 2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元 的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：
高分子总复习各章重点

高分子总复习各章重点

复习第一章绪论1.聚合物的命名（习惯）习惯命名法a.以单体名称来命名。

一种单体：“聚”+单体名。

如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。

两种不同单体合成的共物：共聚单体中各取一个字后缀“树脂”“橡胶”。

苯酚-甲醛的聚合物称为酚醛树脂，丁二烯-苯乙烯共聚物称为丁苯橡胶。

两种不同单体合成的缩聚物：在其结构单元前加一个“聚”字。

如由己二胺、己二酸缩聚的产物称为聚己二酰己二胺。

b. 以聚合物的结构特征命名以聚合物的特征结构命名。

如聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚脲、聚砜等。

c. 以商品名称命名如涤纶（聚对苯二甲酸乙二醇酯），锦纶（尼龙6），维纶（聚乙烯醇缩甲醛），腈纶（聚丙烯腈），丙纶（聚丙烯）等。

尼龙后面的数字代表其单体来源，第一个数字代表二元胺中碳的数目，第二个数字代表二元酸中碳的数字。

例如尼龙-6,10即是用己二胺、癸二酸为单体合成的。

d.用英文缩写命名在文章和文献中经常采用英文缩写符号表示。

如聚苯乙烯（polystyrene）简称为PS，聚醋酸乙烯酯（polyvinylacetate）简称为PVAc等。

见附表1。

2.结构单元、重复单元、聚合度、单体单元的概念结构单元：由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分。

重复单元：大分子链上重复出现的、最小基本单元（分子式中括号内的部分）。

聚合度：高分子链中重复单元的数目称为聚合度。

单体单元：除电子结构改变外，原子种类及个数完全相同的结构单元。

3.判断聚合类型逐步聚合：通过单体上所带的能相互反应的官能团逐步反应形成二聚体、三聚体、四聚体等，直到最终在数小时内形成聚合物的反应。

连锁聚合：在链引发形成的活性中心的作用下，通过链增长、链终止、链转移等基元反应在极短时间内形成高分子的反应写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合？-(1) -[- CH2- CH-]n|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]-n|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]-n|CH3(4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-(5) -[-NH(CH 2)5CO -]n - 知识点：H 2CCH COOCH3n CH 2CH COOCH3n丙烯酸甲酯 聚丙烯酸甲酯加聚反应、连锁聚合（1）（2）（3）（4）（5）CH 2CH OCOCH3n CH 2CH OCOCH3n醋酸乙烯 聚醋酸乙烯加聚反应、连锁聚合CH 2CCH 3H CCH 2n CH 2CCH 3CHCH 2n异戊二烯 聚异戊二烯加聚、连锁聚合NH 2(CH 2)6NH 2n +COOH(CH 2)4COOHn 己二胺 己二酸 尼龙-66(聚己二酰己二胺)逐步、聚合缩聚NH(CH2)5COn H+OH-NH(CH2)5CO n NH(CH2)5COn逐步聚合 开环聚合连锁聚合 开环聚合己内酰胺 尼龙-6NH(CH2)6NHOC(CH2)4COn课后作业P15—3写出聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙66、维尼纶、天然橡胶、顺丁橡胶的分子式，根据表1-4所列这些聚合物的相对分子质量，计算这些聚合物的聚合度。

高分子科学导论-绪论

高分子科学导论-绪论


comprises the multiple repetition of units derived, actually or conceptually, from
molecules of low relative molecular mass. 相对高分子质量的分子，其结构主要是由相对低分子质量的分子按实际
高分子物理 （Polymer Physics）
高分子的结构与性能：高分子链的构型与构象，高分子的聚集态及 分子运动、固态与液态聚合物的物性（热学、力学、电学、光学、 磁学、流变学等性能）,高分子溶液与分子量等；
高分子工程 （Polymer Engineering）
高分子成型加工与聚合反应工程：高分子成形加工的理论基础及方
4.0
包装箱/容器
148.7
11.8
5.3
日用品
301.9
22.9
10.8
其他
675.0
14.5
合计
2,801.9
17.9
24.1
8
100
Introduction to Polymer Science
高分子科学的基本内涵
高分子化学 （Polymer Chemistry）
高分子的合成和化学反应：聚合反应理论，新的聚合方法及改性方 法，高分子的基团反应，高分子的降解、老化与交联等；
O
O O
O
NH2 NN H2N N NH2
L-lactide Dimer of L-lactic acid
Melamine
15
Trimer of cyanamide
Introduction to Polymer Science
Definition and Foundation
高分子复习总结

高分子复习总结

15
当p=0.999时，
X n 1 1 r r 2 r p 1 0 .91 8 2 0 * .0 9 5 .98 * 8 0 .9 5 5 9 19 .9 18 6
16
• 13. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩 聚，两种基团数相等，试求：
• a. 平均官能度 b. 按Carothers法求凝 胶点 c. 按统计法求凝胶点 解：a、平均官能度： 1）甘油： f 3*22*32.4
偶合终止
11
[I] [S]
Xn2CMCI[M ]CS[M ]
22
真正终止 （歧化终止）
链转移终止
以歧化终止为 例，链转移反 应对平均聚合 度影响的定量 关系式。
：无链转移反应的聚合度（歧化终止）
23
第三章 练习题
1.凝胶效应现象就是（
）
A.凝胶化 B. 自动加速现象 C. 凝固化 D. 胶体化
密闭体系
Xn K1
非密闭体系
X
＝
n
K pn
W
6
分子量影响因素
分子量控制方法
计算公式
p、K、nW
端基封锁
原料非等摩尔 或加单官能团
Xn 1r 1r 2rp
r Na Nb
r

Na Nb＋2Nb'
注意：Na和Nb分别是基团A和B的物质的量。
7
第二章
Carothers法计算线形缩聚物的聚合度
28
7 已知过氧化二苯甲酰在60 ℃ 的半衰期为48 小时，甲基丙烯酸甲酯在60 ℃的kp2 / kt=1×10-2l ( mol . s )。如果起始投料量为 每100ml 溶液（溶剂为惰性）中含20克甲基 丙烯酸甲酯和0.1克过氧化苯甲酰，试求 （1）甲基丙烯酸甲酯在60℃下的聚合速度？ （2）反应初期生成的聚合物的数均聚合度 （60 ℃ 下85 %歧化终止，15％偶合终止， f 按1 计算）。