高分子化合物B3

高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。

掌握高分子材料的结构与性能的关系，为正确选择、合理使用高分子材料，改善现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据。

高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。

因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特点。

高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。

链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。

近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。

远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。

聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。

1. 近程结构(1) 高分子链的组成高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。

高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。

高分子链的化学成份及端基的化学性质对聚合物的性质都有影响。

通常主要是指有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。

高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2 ，称为链节，n为链节数，亦为聚合度。

聚合物为链节相同，集合度不同的混合物，这种现象叫做聚合物分子量的多分散性。

聚合物中高分子链以何种方式相连接对聚合物的性能有比较明显的影响。

对于结构完全对称的单体(如乙烯、四氟乙烯)，只有一种连接方式，然而对于CH2=CHX或CH2=CHX2类单体，由于其结构不对称，形成高分子链时可能有三种不同键接方式：头-头连接，尾-尾连接，头-尾连接。

【初中化学】初中化学知识点：合成有机高分子材料定义：有机合成材料：通常被称为聚合物，如聚乙烯分子。

它是由数千个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。

有机合成材料的基本性质：1.聚合物由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常称为聚合物。

例如，聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。

2.合成有机高分子材料的基本性能①热塑性和热固性。

链状结构的高分子材料(如包装食品用的聚乙烯塑料)受热到一定温度时，开始软化，直到熔化成流动的液体，冷却后变成固体，再加热可以熔化。

这种性质就是热塑性。

有些网状结构的高分子材料一经加工成型，受热不再熔化，因而具有热固性，例如酚醛塑料(俗称电木)等。

② 高强度。

聚合物材料的强度通常很高。

例如，尼龙绳（也称为尼龙绳）特别坚固。

它被用来制作渔网和降落伞。

③电绝缘性好。

广泛应用于电器工业上。

例如，制成电器设备零件、电线和电缆外面的绝缘层等。

④ 一些聚合物材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油和防水的特性，可用于一些有特殊需求的领域。

然而，事情总是分为两部分。

一些高分子材料也有一些缺点，如耐高温、易燃烧、易老化、废弃后不易分解等。

新型有机合成材料：1.发展方向新型有机合成材料正逐步向环保方向发展。

2、新型自机合成材料的类型① 具有自光、电、磁等特殊功能的合成材料；②隐身材料；③ 复合材料等：有机合成材料对环境的影响：我们应该辩证地认识合成材料的优点和缺点。

1、利：a、它弥补了天然材料的短缺，极大地便利了人类的生活；b．与天然材料相比，合成材料具有许多优良性能2.缺点：a．合成材料的急剧增加带来了诸多环境问题，如白色污染等；b、消耗大量石油资源。

因此我们既要重视合成材料的开发和使用，更要关注由此带来的环境问题，应开发使用新型有机合成材料，提倡绿色化学。

三种主要的合成材料：（1）塑料① 塑料的组成和分类塑料的主要成分是树脂。

此外，还有多种添加剂用于改变塑料制品的性能。

由于 d － p 键的共轭作用，所以磷腈化合物的骨架稳定， 具有较高的热稳定性。但由于在磷腈化合物中存在活泼的P－X 键，所以容易进行化学反应。其中亲核取代反应是磷腈化合物 的主要反应，当亲核试剂进攻磷原子时，可部分地或全部地取 代磷原子上的卤素原子，生成相应的取代物。如： [PNCl2]3＋6NaOR —→[PN(OR)2]3＋6NaCl ② 高聚合度的磷腈化合物 将环状(PNCl2)3于密闭容器中加热到250～350 ℃, 即开环生 成长链状高聚合度的聚二氯偶磷氮烯(以下简称氯代磷腈)： n[PNCl2]3 ——→ －[PNCl2]3n－ 目前较普遍地认为[PNCl2]3的聚合是(阳)离子聚合反应。即 [PNCl2]3首先产生一个Cl－离子和含磷阳离子。其聚合反应机理 如下图所示。
原子间主要靠共价键(包括配位键)互相结合。
键能越大，形成的键就越稳定，靠这种键就有可能形成长 链的分子。
元素的电负性之和是判断元素之间能否生成高分子物质的 重要依据之一。 一般来说，两元素电负性之和在 5～6之间可以发生聚合， 电负性之和小于5，不能发生聚合。
右表列出了能生成 无机高分子物质的元素 在周期表中的位置。 表
中所有的元素都能生成杂 链无机高分子物质，有下 划线的元素能生成均链无 机高分子物质。
生成无机高分子物质的元素
B Al
C N Si P Ge As Sn Sb
O S Se Te
H F Cl
三 无机高分子物质的分类
(1) 按照主链结构分类 均链高分子物质：由同一种元素的原子构成其主链。如， 链状硫 …－S－S－S－… H H H 聚硅烷 …－Si－Si－Si－… H H H 杂链高分子物质：主链由不同种元素的原子构成。如， 聚磷腈化合物 …－P＝N－P＝N－… (2) 按照高分子物质的空间因次分类 一维高分子物质：结构单元按线型连接，所以也称为链状 无机高分子物质。 二维高分子物质：结构单元是在平面上连接，形成平面型 大分子。平面分子相互按一定规律重叠构成晶体，所以也称为 层状高分子物质。 三维高分子物质：结构单元是在三维空间方向上连接，所 以也称为骨架型(或网络型)高分子物质。

基金项目:教育部博士点基金资助项目(20030532003);作者简介:徐伟箭,男,46岁,教授,研究方向为高分子合成与应用。

N ,N 羰基二咪唑作为活化剂在高分子合成中的研究进展许小聪,刘美华,卢彦兵,徐伟箭*(湖南大学化学化工学院,长沙 410082)摘要:本文综述N ,N 羰基二咪唑作为活化剂制备脲、酯、碳酸酯、氨酯及酰胺类化合物的反应机理,并对其在高分子领域的应用进行了总结。

关键词:N ,N 羰基二咪唑;活化剂;高分子N,N 羰基二咪唑(简称CDI)是咪唑的衍生物,由结构分析可知,其咪唑结构中具有一个闭合的大P 键,且其中一个氮原子未成键的sp 2轨道上有一对孤对电子。

这些决定了CDI 具有较强的化学反应活性,能与氨、醇、酸等官能团反应,合成许多用一般化学方法难以得到的化合物。

CDI 广泛用作酶和蛋白质粘合剂,抗生素类合成药物中间体,特别是作为合成多肽化合物的键合剂[1,2]。

近年来,通过对CDI 作为活化剂的研究发现,它具有较强的反应活性,适用面广,反应过程低毒、产物纯化简单,特别是对不同的官能团具有高度选择性,在有机合成和高分子领域中具有非常重要的意义。

1 CDI 作为活化剂的反应机理CDI 可与氨(胺)、醇、羧酸等官能团进行反应,得到一系列具有不同结构的中间体,即:氨基甲酰咪唑(氨基甲酰咪唑盐)、酯基咪唑、羰基咪唑等。

这些中间体具有一定的反应活性,可与氨(胺)、醇、羧酸等官能团进一步反应,制备脲、氨酯、碳酸酯、酰胺及酯等结构的化合物。

图1 具有反应活性的中间体的合成Figure 1 Syn thesis of activating intermediate1 1 脲脲的制备主要是通过氨基甲酰咪唑和氨基甲酰咪唑盐与氨(胺)类化合物进一步反应制得。

C DI 与伯胺反应形成的中间产物(一取代氨基甲酰咪唑)可与脂肪族伯胺进一步反应,得到脲[3];而其与仲胺反应得到的N ,N 二取代氨基甲酰咪唑活性明显下降,不能与伯胺、仲胺反应[4]。