高分子化学

高分子化学是一门新兴的综合性学科，主要研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型以及应用等方面。

尽管合成高分子的历史不过80年，高分子化学作为一门科学的发展却非常迅速。

该学科的内容已经超出了传统化学的范围，因此现在常用“高分子科学”这一名词来更合逻辑地称呼这门学科。

在狭义上，高分子化学主要关注高分子合成和高分子化学反应。

人类与高分子有着密切的关系，自然界的动植物包括人体本身，都是以高分子为主要成分构成的。

这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。

因此，高分子化学在人类的生产和生活中具有非常重要的意义。

总的来说，高分子化学是一门充满挑战和机遇的学科，它的研究和发展对于推动人类社会的进步和发展具有重要意义。

⾼分⼦化学知识点总结⾼分⼦化学知识点总结⽂件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）第⼀章绪论⾼分⼦的基本概念⾼分⼦化学：研究⾼分⼦化合物合成与化学反应的⼀门科学。

单体：能通过相互反应⽣成⾼分⼦的化合物。

⾼分⼦或聚合物(聚合物、⼤分⼦)：由许多结构和组成相同的单元相互键连⽽成的相对分⼦质量在10000以上的化合物。

相对分⼦质量低于1000的称为低分⼦。

相对分⼦质量介于⾼分⼦和低分⼦之间的称为低聚物（⼜名齐聚物）。

相对分⼦质量⼤于1 000 000的称为超⾼相对分⼦质量聚合物。

主链：构成⾼分⼦⾻架结构，以化学键结合的原⼦集合。

侧链或侧基：连接在主链原⼦上的原⼦或原⼦集合，⼜称⽀链。

⽀链可以较⼩，称为侧基；也可以较⼤，称为侧链。

端基：连接在主链末端原⼦上的原⼦或原⼦集合。

重复单元：⼤分⼦链上化学组成和结构均可重复出现的最⼩基本单元，可简称重复单元，⼜可称链节。

结构单元：单体分⼦通过聚合反应进⼊⼤分⼦链的基本单元。

（构成⾼分⼦链并决定⾼分⼦性质的最⼩结构单位称为~）。

单体单元：聚合物中具有与单体的化学组成相同⽽键合的电⼦状态不同的单元称为~。

聚合反应：由低分⼦单体合成聚合物的反应。

连锁聚合：活性中⼼引发单体，迅速连锁增长的聚合。

烯类单体的加聚反应⼤部分属于连锁聚合。

连锁聚合需活性中⼼，根据活性中⼼的不同可分为⾃由基聚合、阳离⼦聚合和阴离⼦聚合。

逐步聚合：⽆活性中⼼，单体官能团之间相互反应⽽逐步增长。

绝⼤多数缩聚反应都属于逐步聚合。

加聚反应：即加成聚合反应，烯类单体经加成⽽聚合起来的反应。

加聚反应⽆副产物。

缩聚反应：缩合聚合反应，单体经多次缩合⽽聚合成⼤分⼦的反应。

该反应常伴随着⼩分⼦的⽣成。

⾼分⼦化合物的分类1) 按⾼分⼦主链结构分类：可分为：①碳链聚合物：⼤分⼦主链完全由碳原⼦组成的聚合物。

②杂链聚合物：聚合物的⼤分⼦主链中除了碳原⼦外，还有氧、氮，硫等杂原⼦。

③元素有机聚合物：聚合物的⼤分⼦主链中没有碳原⼦孙，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原⼦组成。

高分子化学名词解释碳链聚合物：大分子主链完全由碳原子组成。

杂链聚合物：大分子主链除了碳原子以外还有氮、氧、硫等杂原子。

元素有机高分子：大分子主链没有碳原子，主要有硅、硼、铝和氧、氮、磷、硫等原子组成，但侧基多半是有机基团。

无机高分子：大分子主链和侧基均无碳原子的大分子。

结构单元：单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。

单体单元：单体分子通过聚合反应形成的元素组成和单体完全相同的结构单元。

重复单元：大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元又叫链节。

连锁聚合：由活性种开始有链引发、链增长、链终止等基元反应组成的聚合反应。

逐步聚合;由低分子转变成高分子的缓慢逐步进行的聚合反应。

加据反映：凡含有不饱和键的化合物或环状低分子化合物在催化剂、引发剂或辐射等外加条件作用下，同种单体间相互加成形成新的共价键相连的大分子反应。

缩聚反应：官能团多次缩合成聚合物的反应，除形成缩聚物外还有小分子副产物生成。

离子对：带相反电荷的两个离子依靠库龙引力结合成的一对离子。

异构化聚合：在链增长过程中常常发生原子或原子团重排过程的反应。

活性聚合;不从在链转移和链终止的聚合为活性聚合。

均聚与共聚：有一种单体聚合的反应叫均聚，有两种或两种以上的单体共聚而成的反应叫共聚。

共聚组成与序列结构：不同化学组成的结构单元在高分子链上分布链接次序。

共聚中的前末端效应;带有位阻或极性较大基团的烯类单体进行自由基共聚时，前末端单元对末端自由基的活性将产生影响。

解聚效应：聚合反应的逆过程叫解聚效应。

竞聚率：表示某一结构单元结尾的活性链与其自身单体加成反应的反应速率K11与另一单体加成反应的速率常数K12的比值。

聚合反应和聚合方法：由小分子合成高分子化合物的反应叫聚合反应，聚合反应的实施过程叫聚合方法。

邻位基团效应和几率效应;芳香族环上临位基团之间相互影响引发的反应先发生H重排形成一个新建同时断裂一个与H原子相邻的键。

当聚合相邻侧基做无规成对反应时，中间往往留着有未反应的孤立单个基团，最高转化程度受到限制。

《高分子化学》各章要求及重点内容第一章 绪论一、基本要求1、掌握高分子化学的基本概念。

2、对重要的相关概念进行辨析。

3、掌握聚合物的分类与命名。

4、正确写出常用聚合物的名称、分子式、聚合反应式。

二、主要内容 1、基本概念单体、高分子、大分子、聚合物、低聚物（齐聚物）； 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、相对分子质量分布等；加聚反应、缩聚反应、加聚物、缩聚物、连锁聚合、逐步聚合； 2、聚合物的分类、命名及典型聚合物的命名、来源、结构特征 - 表1-5、1-6、1-7、1-8、内容合成高分子、天然高分子；碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物、无机高分子； 聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚、聚脲、聚砜。

3、聚合反应的分类及聚合反应式 聚合物分子式（结构式）、结构单元-重复单元的区别与联系； 聚合反应的分类及聚合反应式写法；加成聚合与缩合聚合、连锁聚合与逐步聚合的联系与区别。

第二章 逐步聚合要求一、基本要求1、掌握逐步聚合的基本概念；2、逐步聚合反应分类（从不同的角度分类）3、比较线形逐步聚合与体型逐步聚合反应；4、线形逐步聚合反应聚合度的计算与控制（单体等摩尔比反应与非等摩尔比反应）；5、体型逐步聚合凝胶点的控制；6、正确书写重要逐步聚合聚合物的合成反应式；7、比较连锁聚合与逐步聚合，讨论影响两类反应速率及产物分子量的因素。

二、主要内容 1、基本概念平衡缩聚与不平衡缩聚、线形缩聚与体形缩聚、均缩聚、混缩聚、共缩聚； 缩合聚合、逐步加聚反应（聚加成反应）、氧化偶取联聚合、加成缩合聚合、分解缩聚。

官能团与官能度、平均官能度、官能团等活性理论、反应程度与转化率、当量系数与过量分率； 热塑性树脂与热固型树脂、凝胶点、结构预聚物与无规预聚物； 2、线性逐步聚合相对分子质量控制方法及其计算（1）等物质量反应：PX n -=11封闭体系： )1/(+=K K P 1+=K X n开放体系： wnPnKC X0=（2）非等物质量反应：aAa + bBb （过量）体系：当量系数：B A N N r = 过量分率：AA B N N N q -= 关系：r=1/(1+q) rPr r X n 211-++= )1(22P q q X n -++= aAa + bBb + Cb 体系：,2BBANNN r +=AB NN q ,2= 聚合度计算公式同前3、体型逐步聚合凝胶点的控制官能团等当量：平均官能度：∑∑=iii Nf N f 凝胶点： fP c2=官能团非等当量：所有分子数未过量官能团数⨯=2f 凝胶点： fP c 2= 三、分析应用（1）官能团等活性理论的分析、运用（与自由基聚合、共聚合中等活性理论比较）。

一、名词解释1 乳化剂的亲水亲油平衡值HLB：活性剂分子中亲水基与亲油基的大小和力量平衡程度的量。

2 本体聚合：由单体和少量（或无）引发剂组成，自身进行聚合引发的聚合反应。

3 凝胶点与凝胶化现象：溶液在冷却时会逐渐变得粘稠，最后失去流动性成为具有弹性的胶冻的现象叫凝胶化现象。

刚出现凝胶化现象的反应程度叫凝胶点。

4 引发剂引发效率：引发剂分解后往往只有一部分用来引发单体聚合，这部分引发剂占引发剂分解或消耗总量的分数5 链转移反应与平均聚合度：链自由基与聚合物反应体系的中其他分子之间发生的独电子转移并生成大分子和新自由基的过程。

衡量聚合物分子大小的指标叫平均聚合度。

6 逐步加成聚合反应：单体分子官能团之间相互发生加成作用而不析出小分子副产物的逐步聚合反应。

7 聚合度变大的反应：聚合度变大的反应包括：交联、接枝、嵌段、扩链线型高分子链之间进行化学反应，成为网状高分子，这就是交联反应8杂链聚合物：大分子主链中除了碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子的聚合物。

9体型聚合的凝胶点：体型缩聚过程中刚出现凝胶化现象的反应程度为~10乳液聚合：单体在乳化剂的作用和机械搅拌下，在水中分散成乳液状态进行的聚合反应。

二、简答题1为了合成组成比较均一的共聚物，应采用何种措施？答：连续补加活泼单体丁二烯，使原料混合物组成基本不变，控制一定的转化率结束反应。

2氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时，都存在自动加速现象，三者有何差别？氯乙烯悬浮聚合时，选用半衰期适当的引发剂或复合引发剂，基本上接近匀速反应，解释其原因。

氯乙烯的聚合为沉淀聚合，在聚合一开始就出现自动加速现象。

苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂，在转化率达到30%才开始自动加速现象。

而MMA是PMMA的不良溶剂，在转化率达到10%——15%时出现自动加速现象。

自动加速效应的程度为：氯乙烯>MMA>苯乙烯。

自由基聚合有两种部分组成（1）正常速率（2）因凝胶效应而自动加速部分互补，达到匀速。

什么是高分子化学
高分子化学是一门研究高分子化合物的学科，涵盖了高分子合成、化学反应、物理化学、物理特性以及加工成型和应用等方面。

高分子化合物是由大量共价键连接而成的化合物，具有很高的分子量。

高分子化学的研究对象包括天然高分子和合成高分子。

高分子化学的发展历程相对较短，仅约80年，但在现代科技和社会发展中，高分子化学发挥着越来越重要的作用。

高分子材料被广泛应用于航空航天、医疗器械、建筑、纺织、食品包装等多个领域。

高分子化合物可以根据其主链结构、反应类型、分子形状和热行为等进行分类。

例如，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）等属于热塑性树脂，具有可塑性和弹性；而酚醛树脂、聚氨酯、聚脲、聚砜等属于热固性树脂，具有较高的耐热性和强度。

在高分子化学领域，研究人员不断探索新的合成方法、改进现有材料性能，以满足不同应用领域的需求。

同时，高分子化学也关注环境保护和可持续发展，通过生物降解高分子材料等途径，减少对环境的影响。

总之，高分子化学是一门具有重要现实意义和广泛应用前景的学科，其研究内容包括高分子化合物的合成、性能、加工和应用等方面，为人类社会的发展和进步提供了有力支持。

《高分子化学》习题答案（王槐三第2版）第1章1、解释下列概念(1) 高分子化合物：由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在1万以上的化合物。

(2) 重复结构单元：将大分子链上化学组成和结构可重复的最小单位称为重复结构单元(在高分子物理里也称为链节)。

(3) 结构单元：由1个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叫结构单元。

(4) 平均相对分子质量：高分子化合物中同系物相对分子质量的统计平均值。

(5) 平均聚合度：所有大分子链上所含重复结构单元数量的统计平均值。

(6) 多分散性和分散指数：多分散性是指聚合物材料中所含大分子同系物的相对分子质量不相等的这一特性。

分散指数是指重均相对分子质量与数均相对分子质量的比值。

2、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并标出结构单元 (1) 涤纶n HOOCCOOH n HO(CH 2)2OH (2n -1)H 2OHO[OCCOO(CH 2)2O]n H +=+结构 结构单元单元(2) 尼龙-610n HOOC COOH n H 2N(CH 2)6NH 2(2n -1)H 2OHO [ OC(CH 2)8COHN(CH 2)6NH ]+=+(CH 2)8n H 结构单元结构单元(3) 有机玻璃n CH 2CH 3COOCH 3CCH 2CH 3C COOCH 3=[]n CH 2CH 3C COOCH 3结构单元：(4) 聚乙烯醇n CH 2 = CHOCOCH 3CH 2CH []OCOCH 3n聚合[]CH 2CH OHn(5) 环氧树脂 (见P8) (6) 聚碳酸酯HOCH 3CH 3C Cl C O ClH OCCH 3CH 3OCCl + (2n - 1)HCl=+n n []OH n O(7) 聚己二氨基甲酸丁二酯n OCN(CH 2)6NCO + n HO(CH 2)2OH = []OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n(8) 维尼纶[]CH 2CH OHn + CH 2O 缩醛化CH 2CHCH 2CH CH 2CH OCH 2OOH(9) 丁腈橡胶nCH 2CHCN CH 2CHCH CH CH 2CHCH 2CHCHCH 2CNnn +[](10) ABS 树脂nCH 2CHCN CH 2CHCH CH 2n ++ nCH 2CH+ BPOCH 2CHCH 2CHCHCH 2CH 2CH CNn[]3、写出合成下列聚合物的聚合反应方程式并命名聚合物(1) HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H []HO OC(CH 2)8CONH(CH 2)6NH n H[]n HOOC(CH 2)8COOH + n H 2N(CH 2)6NH 2 =尼龙-610 (2)[]OCNH(CH 2)6NHCOO(CH 2)4O n见第2题(7)小题 聚己二氨基甲酸丁二酯(3) H O(CH 2)5CO OH[]nn HOOC(CH 2)5OH = HO []OC(CH 2)5O H + (n-1)H 2On聚6-羟基己酸酯 4、参见教材p3315、分别写出单独或与别的单体进行聚合的反应方程式并命名聚合物。