第二十二章合成高分子化合物有機(jī)高分子化合物有天然與合課件

第二十二章合成高分子化合物有機(jī)高分子化合物有天然與合成之分，如蛋白質(zhì)，淀粉及纖維素是自然界中生長(zhǎng)的，故叫做天然高分子化合物；而塑料，合成纖維及合成橡膠則屬于人工合成的，所以叫做合成高分子材料。嚴(yán)格講，高分子化合物與高分子材料是有區(qū)別的。我們常說(shuō)的高分子材料實(shí)際上是由高分子化合物經(jīng)過(guò)加工和加入某些添加物而制成的。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，高分子材料的功能化已成為高分子的重要發(fā)展方向，尤其是耐高溫、耐輻射、高強(qiáng)度的高分子以及具有物理、化學(xué)、生物功能的高分子材料發(fā)展最為迅速。第二十二章合成高分子化合物1

第一節(jié)基本概念一、

高分子化合物的涵義1.分子量在5,000以上的大分子。2.高分子化合物有較好的強(qiáng)度和彈性。二、高分子化合物的組成高分子化合物的化學(xué)組成一般都比較簡(jiǎn)單。

高分子的分子量=聚合度*鏈節(jié)數(shù)

幾種低分子和高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量見(jiàn)P325表22-1。聚乙烯寫(xiě)成第一節(jié)基本概念聚乙烯寫(xiě)成2

1.從分子量和組成看，高分子的分子量很大，具有“多散性”。

2.從分子結(jié)構(gòu)看有：

線型結(jié)構(gòu)：分子中的原子由共價(jià)鍵相互結(jié)合成一條

很長(zhǎng)的蜷曲狀態(tài)“鏈”。

體型結(jié)構(gòu)：分子鏈與分子鏈之間有許多化學(xué)鏈交聯(lián)起來(lái)，形成網(wǎng)格一樣的結(jié)構(gòu)。3.從性能上看，通常處于固體狀態(tài)，有較好的機(jī)械強(qiáng)度，絕緣性能，耐腐蝕性能，可塑性，高彈性。

4.從用途上看，一般可作為結(jié)構(gòu)材料，供各方面使用。三、高分子化合物的特點(diǎn)1.從分子量和組成看，高分子的分子量很大，具有3四、高分子化合物的分類

1.按來(lái)源分類：天然高分子（天然橡膠、纖維素、淀粉）、合成高分子（合成橡膠、合成纖維、塑料）。2.按工藝性質(zhì)和應(yīng)用分類：塑料、橡膠、纖維。

3.按高分子主鏈結(jié)構(gòu)分類：碳鏈高分子化合物、雜鏈高分子化合物、元素有機(jī)高分子化合物和無(wú)機(jī)高分子化合物等。

4.按合成高分子化合物的反應(yīng)類型分類：加聚物、縮聚物四、高分子化合物的分類

1.按來(lái)源分類：45.按應(yīng)用功能分類：特殊高分子、功能高分子、仿生高分子、生物高分子、醫(yī)藥高分子、高分子試劑、高分子催化劑、通用高分子等。通用高分子——用量最大，面也廣。四烯：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯。四綸：滌綸、錦綸、腈綸、維綸。四膠：丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠。

常見(jiàn)的高分子材料詳見(jiàn)P342表22-3。5.按應(yīng)用功能分類：特殊高分子、功能高分子、仿生5五、高分子化合物的命名

1.高分子命名一般習(xí)慣上用俗名。如纖維、淀粉等。

2.

在單體前加個(gè)“聚”字。如聚氯乙烯、聚乙烯等。聚合物也常用英文縮寫(xiě)符號(hào)表示，見(jiàn)P342表22-3。

3.

縮聚反應(yīng)制得的高聚物，在原料后加“樹(shù)脂”二字。如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。

4.

商品名稱：商業(yè)上常給高分子物質(zhì)以商品名稱，見(jiàn)P342表22-3。如腈綸、的確良（聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維）、電木（酚醛樹(shù)脂）等。五、高分子化合物的命名

1.高分子命名一般習(xí)6

第二節(jié)

高分子的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系一、高分子化合物的基本結(jié)構(gòu)及其性能特點(diǎn)

1．線型結(jié)構(gòu)：又稱鏈狀高聚物，是由許多鏈相互聯(lián)成一條長(zhǎng)鏈的高聚物。特點(diǎn)：具有高彈性、可塑性、在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆度較小。有獨(dú)立存在的分子。2．交聯(lián)結(jié)構(gòu)（體型結(jié)構(gòu)）：一般是由多官能團(tuán)單體相互作用，使主鏈與主鏈之間以共價(jià)鍵相連接，形成三維空間的立體結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：沒(méi)有彈性和可塑性；不能溶解和熔融；只能溶脹，硬度和脆度較大。不能反復(fù)熔化，只能一次加工成型。

7

3.支化結(jié)構(gòu)大分子鏈中具有較多支鏈的結(jié)構(gòu)為線性結(jié)構(gòu)（見(jiàn)P328圖22-1）。

特點(diǎn)：支化高分子的化學(xué)性質(zhì)與線性高分子相似，但支鏈對(duì)物理機(jī)械性能的影響較大，使其結(jié)晶度大大降低，熔點(diǎn)、相對(duì)密度和硬度都較低。

二、高分子化合物的聚集狀態(tài)及性能

聚集狀態(tài)指高分子鏈之間的排列和堆砌狀態(tài)，也是影響高聚物性能的因素之一。常分為晶相高聚物和非晶相高聚物。3.支化結(jié)構(gòu)大分子鏈中具有較多支鏈的結(jié)構(gòu)為線8三、高分子的熱運(yùn)動(dòng)及物理狀態(tài)具有相同結(jié)構(gòu)的高聚物由于分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，可以表現(xiàn)出不同的宏觀物理性質(zhì)。

1.高分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)線性大分子鏈?zhǔn)侨犴樀?，通常情況下分子鏈處于卷曲狀態(tài)（單鍵能自由旋轉(zhuǎn)的結(jié)果）。這種卷曲的大分子鏈具有兩種運(yùn)動(dòng)單元：鏈段（由若干鏈節(jié)組成）和整個(gè)大分子鏈（見(jiàn)P329圖22-2）。

2.高分子的物理狀態(tài)及性能線性非晶態(tài)高聚物具有三種不同的物理狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)。三、高分子的熱運(yùn)動(dòng)及物理狀態(tài)9玻璃態(tài)：形變困難，硬度大。高彈態(tài)：形變很容易，具有高彈性。黏流態(tài)：形變能任意發(fā)生，具有流動(dòng)性。玻璃態(tài)：形變困難，硬度大。10第三節(jié)高分子合成一、鏈?zhǔn)骄酆希泳鄯磻?yīng)）由許多相同或不同單體在一定條件下，通過(guò)互相加成形成的高分子化合物的反應(yīng)叫加聚反應(yīng)。由一種單體發(fā)生的加聚反應(yīng)稱為均聚反應(yīng)。由兩種以上的單體共同聚合稱為共聚反應(yīng)。1．加聚反應(yīng)的特點(diǎn)①

單體是帶有不飽和鍵的化合物。②反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有低分子化合物析出，生成高分子化合物的化學(xué)組成與單體相同，其分子量為單體分子量的整數(shù)倍。第三節(jié)高分子合成11

③

是通過(guò)一連串單體分子間的相互加成反應(yīng)來(lái)完成的。④

一般是放熱的鏈鎖反應(yīng)。⑤屬于不可逆的鏈鎖反應(yīng)。

2．加聚反應(yīng)的歷程：①游離基歷程

鏈引發(fā)鏈增長(zhǎng)鏈終止③

是通過(guò)一連串單體分子間的相互加成反應(yīng)來(lái)完成12②離子歷程正離子聚合反應(yīng)②離子歷程正離子聚合反應(yīng)13

負(fù)離子聚合反應(yīng)③

配位聚合是烯類單體在金屬有機(jī)絡(luò)合物催化下引起的聚合反應(yīng)。全同構(gòu)型：所有的取代基都有規(guī)則的排在同一邊的叫～。間同構(gòu)型：取代基交替排列在上下方，叫～。無(wú)規(guī)構(gòu)型：取代基排列沒(méi)有規(guī)則，叫～。

特點(diǎn)：反應(yīng)產(chǎn)物是沒(méi)有支鏈的線型結(jié)構(gòu)的高分子。能控制分子結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)型，得到分子結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚合物。負(fù)離子聚合反應(yīng)③

配位聚合是烯類14二、逐步聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）由一種或兩種以上的單體，通過(guò)縮合形成高分子化合物，同時(shí)脫去水、鹵化氫或醇等小分子的反應(yīng)叫～~。

1．縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)①

所用單體至少有兩個(gè)相互作用的官能團(tuán)。②縮聚反應(yīng)是通過(guò)一連串的縮合反應(yīng)來(lái)完成的。③

反應(yīng)過(guò)程中有小分子析出，高聚物的化學(xué)組成與單體不同。④

縮聚一般是不可逆的。⑤

縮聚物的分子量不是很大（與加聚物比較）。⑥

反應(yīng)不是瞬間完成的，高聚物的分子量隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，鏈增長(zhǎng)過(guò)程是逐步完成的。二、逐步聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）15

2．縮聚反應(yīng)的歷程①鏈的開(kāi)始②鏈的增長(zhǎng)2．縮聚反應(yīng)的歷程①鏈的開(kāi)始②鏈的增長(zhǎng)16③鏈終止

物理方面的原因:a.隨著縮聚反應(yīng)的進(jìn)行，單體濃度越來(lái)越小，官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)的機(jī)會(huì)減少。

b．縮聚物的粘度增加，整個(gè)分子鏈移動(dòng)困難，碰撞機(jī)會(huì)減少。

C．粘度大，生成的低分子排不出去，發(fā)生可逆反應(yīng)?；瘜W(xué)方面的原因(主要原因):a.官能團(tuán)的分解，使增長(zhǎng)的分子鏈?zhǔn)セ钚浴?/p>

b.

單體組分的非當(dāng)量比,使分子鏈未端帶的是相同的官能團(tuán),發(fā)生“鏈封閉”作用,而使增長(zhǎng)著的分子鏈?zhǔn)セ钚浴?/p>

③鏈終止17

c.

原料中混有單官能團(tuán)雜質(zhì)也會(huì)發(fā)生“鏈端封閉”作用。

d.

分子鏈內(nèi)部發(fā)生環(huán)化反應(yīng)或分子間發(fā)生環(huán)化反應(yīng)等都會(huì)發(fā)生鏈端封閉作用而使反應(yīng)終止。

3．體型縮聚：具有合成體型結(jié)構(gòu)的縮聚物的反應(yīng)。①所用單體起碼要有一個(gè)組分是含有兩個(gè)官能團(tuán)以上的物質(zhì)，鏈增長(zhǎng)時(shí)才有可能向兩個(gè)以上的方向增長(zhǎng)，生成體型結(jié)構(gòu)的縮聚物。②在反應(yīng)過(guò)程中有一個(gè)粘度驟然變得很大，出現(xiàn)具有彈性的凝膠的現(xiàn)象——凝膠化現(xiàn)象。c.

原料中混有單官能團(tuán)雜質(zhì)也會(huì)發(fā)生“鏈端封閉18第四節(jié)高分子的應(yīng)用一、離子交換樹(shù)脂二、生物醫(yī)用高分子材料三、感光性高分子材料四、導(dǎo)電高分子材料五、液晶高分子材料六、高吸水性材料第四節(jié)高分子的應(yīng)用19第二十二章合成高分子化合物有機(jī)高分子化合物有天然與合課件20一、色層分離

§19-4高分子的應(yīng)用1．離子交換樹(shù)脂

①離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)

離子交換樹(shù)脂是一類具有離子交換作用的高聚物。一、色層分離§19-4高分子的應(yīng)用1．離子交換樹(shù)脂①21陽(yáng)離子交換§19-4高分子的應(yīng)用陽(yáng)離子交換§19-4高分子的應(yīng)用22陰離子交換§19-4高分子的應(yīng)用陰離子交換§19-4高分子的應(yīng)用23§19-4高分子的應(yīng)用③特點(diǎn)u

可逆平衡反應(yīng)。（是一動(dòng)態(tài)平衡）u

是非均相反應(yīng)。u

可連續(xù)或串連操作。u

分離速度快，產(chǎn)品純度高。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本低。④用途u

分離混合物。u

純化水。u

可作酸堿催化劑。2．螯合樹(shù)脂3．親和層析§19-4高分子的應(yīng)用③特點(diǎn)④用途2．螯合樹(shù)脂24二、高分子載體的反應(yīng)§19-4高分子的應(yīng)用1．高分子作為反應(yīng)物載體2．高分子試劑的反應(yīng)3．高分子催化劑二、高分子載體的反應(yīng)§19-4高分子的應(yīng)用1．高分子作為25一、定義、分類和組成2.分類3.組成1．

定義：是指具有可塑性能的高分子材料?！?9-5塑料一、定義、分類和組成2.分類3.組成1．定義26§19-5塑料樹(shù)脂:指尚未與各種添加劑混合的高聚物。

填料:（又稱添加劑）提高制品的強(qiáng)度和耐熱性并可降低成本。20~50%）。

增塑劑:（又稱軟化劑）使制品具有韌性。增強(qiáng)可塑性，降低脆性和剛性。

穩(wěn)定劑：防止塑料老化，延長(zhǎng)使用壽命。

潤(rùn)滑劑：防止塑料在成型過(guò)程中粘附壓模，造成脫落困難。

固化劑：加速高聚物分子間發(fā)生交聯(lián)、硬化。

色料：使制品美觀?！?9-5塑料樹(shù)脂:指尚未與各種添加劑混合27二、幾種常見(jiàn)的塑料1.聚氯乙烯(PVC)是線型結(jié)構(gòu)熱塑性高分子化合物優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度好，耐腐蝕性，電絕緣性優(yōu)良，易加工成型，成本低。缺點(diǎn)：軟化點(diǎn)較低（65~80℃），不耐寒，冬天硬脆易斷裂，耐熱耐光差。外觀：白色、無(wú)臭，無(wú)味的無(wú)定形物。應(yīng)用：輕工、化工、電器等方面?！?9-5塑料二、幾種常見(jiàn)的塑料1.聚氯乙烯(PVC)是線型結(jié)構(gòu)熱28§19-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）

是酚醛樹(shù)脂添加其他配料制成的產(chǎn)品。制備：苯酚與甲醛在酸催化下進(jìn)行縮聚反應(yīng)結(jié)構(gòu)：

特點(diǎn)：加熱不會(huì)熔化，不溶于水及有機(jī)溶劑。電絕緣性優(yōu)良，耐許多化學(xué)藥劑腐蝕。有良好物理機(jī)械性能，很堅(jiān)硬。應(yīng)用：電氣工業(yè)絕緣材料（開(kāi)關(guān)、燈頭）；化學(xué)工業(yè)防腐材料等?！?9-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）29§19-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）

是酚醛樹(shù)脂添加其他配料制成的產(chǎn)品。制備：苯酚與甲醛在酸催化下進(jìn)行縮聚反應(yīng)結(jié)構(gòu)：

特點(diǎn)：加熱不會(huì)熔化，不溶于水及有機(jī)溶劑。電絕緣性優(yōu)良，耐許多化學(xué)藥劑腐蝕。有良好物理機(jī)械性能，很堅(jiān)硬。應(yīng)用：電氣工業(yè)絕緣材料（開(kāi)關(guān)、燈頭）；化學(xué)工業(yè)防腐材料等?！?9-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）30§19-6合成纖維一、成纖的基本條件1．具有線型分子結(jié)構(gòu)，分子鏈排列規(guī)整。2．分子量大小要適當(dāng)，才有利于拉絲和保證足夠的強(qiáng)度。(104)。3．分子鏈間要有較強(qiáng)的吸引力4．能溶解或溶融?！?9-6合成纖維一、成纖的基本條件1．具有線型31二、幾種重要的合成纖維1．聚酰胺纖維①

各鏈節(jié)以—CONH—相連結(jié)②

商品名稱：錦綸（又稱尼龍）、耐綸等③優(yōu)點(diǎn)：具有高強(qiáng)度，有一定的彈性、耐磨、耐油、耐腐蝕、耐細(xì)菌。④

缺點(diǎn)：耐光較差，長(zhǎng)期光照下強(qiáng)度下降。⑤

例：§19-6合成纖維二、幾種重要的合成纖維1．聚酰胺纖維①

各鏈節(jié)以—CO322．

聚酯纖維①

各鏈節(jié)以—COO—相連結(jié)②

商品名稱：滌綸、的確良等③

優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、耐磨（僅次于聚胺纖維）、富有彈性、易皺、吸水性小、耐光、耐腐蝕、耐漂白劑、耐氧化劑、耐有機(jī)試劑及無(wú)機(jī)酸，絕緣性好。④

缺點(diǎn)：耐堿性稍差。⑤

例：的確良——聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維§19-6合成纖維2．聚酯纖維①

各鏈節(jié)以—COO—相連結(jié)§19-33§19-6合成纖維3．

聚丙烯腈纖維①

單體：是丙烯腈②

商品名稱：腈綸（又稱合成羊毛）③

優(yōu)點(diǎn)：柔軟蓬松，強(qiáng)度、保曖性及彈性比羊毛好，是優(yōu)良的天然代用品。④

缺點(diǎn)：耐磨性能不及羊毛好。⑤

合成：§19-6合成纖維3．聚丙烯腈纖維①

344．

聚乙烯醇縮甲醛纖維②

商品名稱：維綸③

特點(diǎn)：外觀、手感、吸濕性均極似棉花，有“合成棉花”之稱。其耐磨性、強(qiáng)度都比棉花好。§19-6合成纖維①

單體：4．聚乙烯醇縮甲醛纖維②

商品名稱：維綸35一、天然橡膠1．來(lái)源：①

填料：是為了減少生膠的用量，并提高制品的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能。②

硫化：使橡膠分子鏈間發(fā)生交聯(lián)，從而改善生膠易發(fā)生形變的缺點(diǎn)。③

防老劑：提高橡膠的抗老的性能，延長(zhǎng)橡膠制品的使用壽命。2．化學(xué)組成：聚異戊二烯，線型高分子，分子量20-50萬(wàn)。3．順式結(jié)構(gòu)：有良好的高彈性，但耐磨性和機(jī)械強(qiáng)度差。

4．反式結(jié)構(gòu)：分子間引力大，結(jié)晶區(qū)較多，彈性很差，是硬質(zhì)橡膠。

5．

填料和防老劑§19-7橡膠一、天然橡膠1．來(lái)源：①填料：是為了減少生膠的用量36二、合成橡膠1.順丁橡膠合成：優(yōu)點(diǎn)：彈性好，耐磨性能、耐低溫性能也較好。具有良好的物理機(jī)械性能。

缺點(diǎn)：抗斯裂強(qiáng)度、加工性能較差。用途：一般制造三角皮帶、耐熱膠管、電絕緣制品等?！?9-7橡膠二、合成橡膠1.順丁橡膠合成：優(yōu)點(diǎn)：彈性好，耐磨性能、37§19-7橡膠2.

丁苯橡膠

合成：

優(yōu)點(diǎn)：耐磨、耐自然老化、耐臭氧、與天然橡膠相似。

缺點(diǎn)：彈性和機(jī)械強(qiáng)度較差粘合性也不好。

用途：目前產(chǎn)量最高、用途最廣的合成橡膠。制造輪胎、電纜等?！?9-7橡膠2.

丁苯橡膠合成：

優(yōu)38

優(yōu)點(diǎn)：由于氯原子的存在，賦予氯丁橡膠良好的耐油性和其他物理機(jī)械性能。耐老化特別好。耐熱性、耐磨性、耐燃性、耐化學(xué)試劑、氣密性、耐臭氧性均比天然橡膠優(yōu)良。

缺點(diǎn)：彈性和耐寒性比天然橡膠差。

用途：廣泛用作海底電線絕緣材料，化工防腐材料，耐油制品等。3.

氯丁橡膠

合成：§19-7橡膠

優(yōu)點(diǎn)：由于氯原子的存在，賦予氯丁橡膠良好的耐油性和394.

丁腈橡膠

合成：優(yōu)點(diǎn)：特別耐油，耐磨、耐熱、耐老化性都比天然橡膠和氯丁橡膠好。缺點(diǎn)：彈性、耐臭氧能力及多次撓屈性能較差，耐寒性差。

用途：用于耐油制品?！?9-7橡膠4.

丁腈橡膠合成：優(yōu)點(diǎn)：特別耐油，耐磨、耐熱、40§19-7橡膠5.

硅橡膠

結(jié)構(gòu)：

優(yōu)點(diǎn)：既耐低溫，又耐高溫。在-65~250℃保持彈性。耐油防水，不易老化，絕緣性能也很好。

缺點(diǎn)：機(jī)械性能較差，耐酸堿不及其它橡膠。

用途：可作高溫高壓設(shè)備的襯墊，油管襯里，火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)的零件和絕緣材料?！?9-7橡膠5.

硅橡膠結(jié)構(gòu)：

41第二十二章合成高分子化合物有機(jī)高分子化合物有天然與合課件42第二十二章合成高分子化合物有機(jī)高分子化合物有天然與合成之分，如蛋白質(zhì)，淀粉及纖維素是自然界中生長(zhǎng)的，故叫做天然高分子化合物；而塑料，合成纖維及合成橡膠則屬于人工合成的，所以叫做合成高分子材料。嚴(yán)格講，高分子化合物與高分子材料是有區(qū)別的。我們常說(shuō)的高分子材料實(shí)際上是由高分子化合物經(jīng)過(guò)加工和加入某些添加物而制成的。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，高分子材料的功能化已成為高分子的重要發(fā)展方向，尤其是耐高溫、耐輻射、高強(qiáng)度的高分子以及具有物理、化學(xué)、生物功能的高分子材料發(fā)展最為迅速。第二十二章合成高分子化合物43

第一節(jié)基本概念一、

高分子化合物的涵義1.分子量在5,000以上的大分子。2.高分子化合物有較好的強(qiáng)度和彈性。二、高分子化合物的組成高分子化合物的化學(xué)組成一般都比較簡(jiǎn)單。

高分子的分子量=聚合度*鏈節(jié)數(shù)

幾種低分子和高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量見(jiàn)P325表22-1。聚乙烯寫(xiě)成第一節(jié)基本概念聚乙烯寫(xiě)成44

1.從分子量和組成看，高分子的分子量很大，具有“多散性”。

2.從分子結(jié)構(gòu)看有：

線型結(jié)構(gòu)：分子中的原子由共價(jià)鍵相互結(jié)合成一條

很長(zhǎng)的蜷曲狀態(tài)“鏈”。

體型結(jié)構(gòu)：分子鏈與分子鏈之間有許多化學(xué)鏈交聯(lián)起來(lái)，形成網(wǎng)格一樣的結(jié)構(gòu)。3.從性能上看，通常處于固體狀態(tài)，有較好的機(jī)械強(qiáng)度，絕緣性能，耐腐蝕性能，可塑性，高彈性。

4.從用途上看，一般可作為結(jié)構(gòu)材料，供各方面使用。三、高分子化合物的特點(diǎn)1.從分子量和組成看，高分子的分子量很大，具有45四、高分子化合物的分類

1.按來(lái)源分類：天然高分子（天然橡膠、纖維素、淀粉）、合成高分子（合成橡膠、合成纖維、塑料）。2.按工藝性質(zhì)和應(yīng)用分類：塑料、橡膠、纖維。

3.按高分子主鏈結(jié)構(gòu)分類：碳鏈高分子化合物、雜鏈高分子化合物、元素有機(jī)高分子化合物和無(wú)機(jī)高分子化合物等。

4.按合成高分子化合物的反應(yīng)類型分類：加聚物、縮聚物四、高分子化合物的分類

1.按來(lái)源分類：465.按應(yīng)用功能分類：特殊高分子、功能高分子、仿生高分子、生物高分子、醫(yī)藥高分子、高分子試劑、高分子催化劑、通用高分子等。通用高分子——用量最大，面也廣。四烯：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯。四綸：滌綸、錦綸、腈綸、維綸。四膠：丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠。

常見(jiàn)的高分子材料詳見(jiàn)P342表22-3。5.按應(yīng)用功能分類：特殊高分子、功能高分子、仿生47五、高分子化合物的命名

1.高分子命名一般習(xí)慣上用俗名。如纖維、淀粉等。

2.

在單體前加個(gè)“聚”字。如聚氯乙烯、聚乙烯等。聚合物也常用英文縮寫(xiě)符號(hào)表示，見(jiàn)P342表22-3。

3.

縮聚反應(yīng)制得的高聚物，在原料后加“樹(shù)脂”二字。如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等。

4.

商品名稱：商業(yè)上常給高分子物質(zhì)以商品名稱，見(jiàn)P342表22-3。如腈綸、的確良（聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維）、電木（酚醛樹(shù)脂）等。五、高分子化合物的命名

1.高分子命名一般習(xí)48

第二節(jié)

高分子的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系一、高分子化合物的基本結(jié)構(gòu)及其性能特點(diǎn)

1．線型結(jié)構(gòu)：又稱鏈狀高聚物，是由許多鏈相互聯(lián)成一條長(zhǎng)鏈的高聚物。特點(diǎn)：具有高彈性、可塑性、在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆度較小。有獨(dú)立存在的分子。2．交聯(lián)結(jié)構(gòu)（體型結(jié)構(gòu)）：一般是由多官能團(tuán)單體相互作用，使主鏈與主鏈之間以共價(jià)鍵相連接，形成三維空間的立體結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：沒(méi)有彈性和可塑性；不能溶解和熔融；只能溶脹，硬度和脆度較大。不能反復(fù)熔化，只能一次加工成型。

49

3.支化結(jié)構(gòu)大分子鏈中具有較多支鏈的結(jié)構(gòu)為線性結(jié)構(gòu)（見(jiàn)P328圖22-1）。

特點(diǎn)：支化高分子的化學(xué)性質(zhì)與線性高分子相似，但支鏈對(duì)物理機(jī)械性能的影響較大，使其結(jié)晶度大大降低，熔點(diǎn)、相對(duì)密度和硬度都較低。

二、高分子化合物的聚集狀態(tài)及性能

聚集狀態(tài)指高分子鏈之間的排列和堆砌狀態(tài)，也是影響高聚物性能的因素之一。常分為晶相高聚物和非晶相高聚物。3.支化結(jié)構(gòu)大分子鏈中具有較多支鏈的結(jié)構(gòu)為線50三、高分子的熱運(yùn)動(dòng)及物理狀態(tài)具有相同結(jié)構(gòu)的高聚物由于分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，可以表現(xiàn)出不同的宏觀物理性質(zhì)。

1.高分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)線性大分子鏈?zhǔn)侨犴樀?，通常情況下分子鏈處于卷曲狀態(tài)（單鍵能自由旋轉(zhuǎn)的結(jié)果）。這種卷曲的大分子鏈具有兩種運(yùn)動(dòng)單元：鏈段（由若干鏈節(jié)組成）和整個(gè)大分子鏈（見(jiàn)P329圖22-2）。

2.高分子的物理狀態(tài)及性能線性非晶態(tài)高聚物具有三種不同的物理狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)。三、高分子的熱運(yùn)動(dòng)及物理狀態(tài)51玻璃態(tài)：形變困難，硬度大。高彈態(tài)：形變很容易，具有高彈性。黏流態(tài)：形變能任意發(fā)生，具有流動(dòng)性。玻璃態(tài)：形變困難，硬度大。52第三節(jié)高分子合成一、鏈?zhǔn)骄酆希泳鄯磻?yīng)）由許多相同或不同單體在一定條件下，通過(guò)互相加成形成的高分子化合物的反應(yīng)叫加聚反應(yīng)。由一種單體發(fā)生的加聚反應(yīng)稱為均聚反應(yīng)。由兩種以上的單體共同聚合稱為共聚反應(yīng)。1．加聚反應(yīng)的特點(diǎn)①

單體是帶有不飽和鍵的化合物。②反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有低分子化合物析出，生成高分子化合物的化學(xué)組成與單體相同，其分子量為單體分子量的整數(shù)倍。第三節(jié)高分子合成53

③

是通過(guò)一連串單體分子間的相互加成反應(yīng)來(lái)完成的。④

一般是放熱的鏈鎖反應(yīng)。⑤屬于不可逆的鏈鎖反應(yīng)。

2．加聚反應(yīng)的歷程：①游離基歷程

鏈引發(fā)鏈增長(zhǎng)鏈終止③

是通過(guò)一連串單體分子間的相互加成反應(yīng)來(lái)完成54②離子歷程正離子聚合反應(yīng)②離子歷程正離子聚合反應(yīng)55

負(fù)離子聚合反應(yīng)③

配位聚合是烯類單體在金屬有機(jī)絡(luò)合物催化下引起的聚合反應(yīng)。全同構(gòu)型：所有的取代基都有規(guī)則的排在同一邊的叫～。間同構(gòu)型：取代基交替排列在上下方，叫～。無(wú)規(guī)構(gòu)型：取代基排列沒(méi)有規(guī)則，叫～。

特點(diǎn)：反應(yīng)產(chǎn)物是沒(méi)有支鏈的線型結(jié)構(gòu)的高分子。能控制分子結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)型，得到分子結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚合物。負(fù)離子聚合反應(yīng)③

配位聚合是烯類56二、逐步聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）由一種或兩種以上的單體，通過(guò)縮合形成高分子化合物，同時(shí)脫去水、鹵化氫或醇等小分子的反應(yīng)叫～~。

1．縮聚反應(yīng)的特點(diǎn)①

所用單體至少有兩個(gè)相互作用的官能團(tuán)。②縮聚反應(yīng)是通過(guò)一連串的縮合反應(yīng)來(lái)完成的。③

反應(yīng)過(guò)程中有小分子析出，高聚物的化學(xué)組成與單體不同。④

縮聚一般是不可逆的。⑤

縮聚物的分子量不是很大（與加聚物比較）。⑥

反應(yīng)不是瞬間完成的，高聚物的分子量隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，鏈增長(zhǎng)過(guò)程是逐步完成的。二、逐步聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）57

2．縮聚反應(yīng)的歷程①鏈的開(kāi)始②鏈的增長(zhǎng)2．縮聚反應(yīng)的歷程①鏈的開(kāi)始②鏈的增長(zhǎng)58③鏈終止

物理方面的原因:a.隨著縮聚反應(yīng)的進(jìn)行，單體濃度越來(lái)越小，官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)的機(jī)會(huì)減少。

b．縮聚物的粘度增加，整個(gè)分子鏈移動(dòng)困難，碰撞機(jī)會(huì)減少。

C．粘度大，生成的低分子排不出去，發(fā)生可逆反應(yīng)。化學(xué)方面的原因(主要原因):a.官能團(tuán)的分解，使增長(zhǎng)的分子鏈?zhǔn)セ钚浴?/p>

b.

單體組分的非當(dāng)量比,使分子鏈未端帶的是相同的官能團(tuán),發(fā)生“鏈封閉”作用,而使增長(zhǎng)著的分子鏈?zhǔn)セ钚浴?/p>

③鏈終止59

c.

原料中混有單官能團(tuán)雜質(zhì)也會(huì)發(fā)生“鏈端封閉”作用。

d.

分子鏈內(nèi)部發(fā)生環(huán)化反應(yīng)或分子間發(fā)生環(huán)化反應(yīng)等都會(huì)發(fā)生鏈端封閉作用而使反應(yīng)終止。

3．體型縮聚：具有合成體型結(jié)構(gòu)的縮聚物的反應(yīng)。①所用單體起碼要有一個(gè)組分是含有兩個(gè)官能團(tuán)以上的物質(zhì)，鏈增長(zhǎng)時(shí)才有可能向兩個(gè)以上的方向增長(zhǎng)，生成體型結(jié)構(gòu)的縮聚物。②在反應(yīng)過(guò)程中有一個(gè)粘度驟然變得很大，出現(xiàn)具有彈性的凝膠的現(xiàn)象——凝膠化現(xiàn)象。c.

原料中混有單官能團(tuán)雜質(zhì)也會(huì)發(fā)生“鏈端封閉60第四節(jié)高分子的應(yīng)用一、離子交換樹(shù)脂二、生物醫(yī)用高分子材料三、感光性高分子材料四、導(dǎo)電高分子材料五、液晶高分子材料六、高吸水性材料第四節(jié)高分子的應(yīng)用61第二十二章合成高分子化合物有機(jī)高分子化合物有天然與合課件62一、色層分離

§19-4高分子的應(yīng)用1．離子交換樹(shù)脂

①離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)

離子交換樹(shù)脂是一類具有離子交換作用的高聚物。一、色層分離§19-4高分子的應(yīng)用1．離子交換樹(shù)脂①63陽(yáng)離子交換§19-4高分子的應(yīng)用陽(yáng)離子交換§19-4高分子的應(yīng)用64陰離子交換§19-4高分子的應(yīng)用陰離子交換§19-4高分子的應(yīng)用65§19-4高分子的應(yīng)用③特點(diǎn)u

可逆平衡反應(yīng)。（是一動(dòng)態(tài)平衡）u

是非均相反應(yīng)。u

可連續(xù)或串連操作。u

分離速度快，產(chǎn)品純度高。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本低。④用途u

分離混合物。u

純化水。u

可作酸堿催化劑。2．螯合樹(shù)脂3．親和層析§19-4高分子的應(yīng)用③特點(diǎn)④用途2．螯合樹(shù)脂66二、高分子載體的反應(yīng)§19-4高分子的應(yīng)用1．高分子作為反應(yīng)物載體2．高分子試劑的反應(yīng)3．高分子催化劑二、高分子載體的反應(yīng)§19-4高分子的應(yīng)用1．高分子作為67一、定義、分類和組成2.分類3.組成1．

定義：是指具有可塑性能的高分子材料?！?9-5塑料一、定義、分類和組成2.分類3.組成1．定義68§19-5塑料樹(shù)脂:指尚未與各種添加劑混合的高聚物。

填料:（又稱添加劑）提高制品的強(qiáng)度和耐熱性并可降低成本。20~50%）。

增塑劑:（又稱軟化劑）使制品具有韌性。增強(qiáng)可塑性，降低脆性和剛性。

穩(wěn)定劑：防止塑料老化，延長(zhǎng)使用壽命。

潤(rùn)滑劑：防止塑料在成型過(guò)程中粘附壓模，造成脫落困難。

固化劑：加速高聚物分子間發(fā)生交聯(lián)、硬化。

色料：使制品美觀?！?9-5塑料樹(shù)脂:指尚未與各種添加劑混合69二、幾種常見(jiàn)的塑料1.聚氯乙烯(PVC)是線型結(jié)構(gòu)熱塑性高分子化合物優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度好，耐腐蝕性，電絕緣性優(yōu)良，易加工成型，成本低。缺點(diǎn)：軟化點(diǎn)較低（65~80℃），不耐寒，冬天硬脆易斷裂，耐熱耐光差。外觀：白色、無(wú)臭，無(wú)味的無(wú)定形物。應(yīng)用：輕工、化工、電器等方面。§19-5塑料二、幾種常見(jiàn)的塑料1.聚氯乙烯(PVC)是線型結(jié)構(gòu)熱70§19-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）

是酚醛樹(shù)脂添加其他配料制成的產(chǎn)品。制備：苯酚與甲醛在酸催化下進(jìn)行縮聚反應(yīng)結(jié)構(gòu)：

特點(diǎn)：加熱不會(huì)熔化，不溶于水及有機(jī)溶劑。電絕緣性優(yōu)良，耐許多化學(xué)藥劑腐蝕。有良好物理機(jī)械性能，很堅(jiān)硬。應(yīng)用：電氣工業(yè)絕緣材料（開(kāi)關(guān)、燈頭）；化學(xué)工業(yè)防腐材料等?！?9-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）71§19-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）

是酚醛樹(shù)脂添加其他配料制成的產(chǎn)品。制備：苯酚與甲醛在酸催化下進(jìn)行縮聚反應(yīng)結(jié)構(gòu)：

特點(diǎn)：加熱不會(huì)熔化，不溶于水及有機(jī)溶劑。電絕緣性優(yōu)良，耐許多化學(xué)藥劑腐蝕。有良好物理機(jī)械性能，很堅(jiān)硬。應(yīng)用：電氣工業(yè)絕緣材料（開(kāi)關(guān)、燈頭）；化學(xué)工業(yè)防腐材料等?！?9-5塑料2．酚醛塑料（俗稱電木）72§19-6合成纖維一、成纖的基本條件1．具有線型分子結(jié)構(gòu)，分子鏈排列規(guī)整。2．分子量大小要適當(dāng)，才有利于拉絲和保證足夠的強(qiáng)度。(104)。3．分子鏈間要有較強(qiáng)的吸引力4．能溶解或溶融?！?9-6合成纖維一、成纖的基本條件1．具有線型73二、幾種重要的合成纖維1．聚酰胺纖維①

各鏈節(jié)以—CONH—相連結(jié)②

商品名稱：錦綸（又稱尼龍）、耐綸等③優(yōu)點(diǎn)：具有高強(qiáng)度，有一定的彈性、耐磨、耐油、耐腐蝕、耐細(xì)菌。④

缺點(diǎn)：耐光較差，長(zhǎng)期光照下強(qiáng)度下降。⑤

例：§19-6合成纖維二、幾種重要的合成纖維1．聚酰胺纖維①

各鏈節(jié)以—CO742．

聚酯纖維①

各鏈節(jié)以—COO—相連結(jié)②

商品名稱：滌綸、的確良等③

優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、耐磨（僅次于聚胺纖維）、富有彈性、易皺、吸水性小、耐光、耐腐蝕、耐漂白劑、耐氧化劑、耐有機(jī)試劑及無(wú)機(jī)酸，絕緣性好。④

缺點(diǎn)：耐堿性稍差。⑤

例：的確良——聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維§19-6合成纖維2．聚酯纖維①