第二章高分子化學(xué)基礎(chǔ)

第二章高分子化學(xué)基礎(chǔ)2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分類2.5

聚合反應(yīng)什么是高分子？高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物

這些術(shù)語一般可以通用Macromolecules,HighPolymer,PolymerIUPAC1996年建議的定義:具有高的相對分子量，其結(jié)構(gòu)必須是由多個重復(fù)單元所組成，并且這些重復(fù)單元實際上或概念上是由相應(yīng)的小分子衍生而來。一般定義：由眾多原子或原子團(tuán)由共價鍵結(jié)合而成的相對分子質(zhì)量很大的化合物2.1

高分子的基本概念主鏈A~~~CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH~~~B--ClClCl-側(cè)基端基高分子化合物2.1

高分子的基本概念聚合物如何描述？高分子小分子聚合反應(yīng)Polymerization1、單體（Monomer)：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高分子基本結(jié)構(gòu)組成單元的小分子。是合成聚合物的原料。例如：聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯的單體？2.1

高分子的基本概念2、有關(guān)聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)組成的概念

重復(fù)單元（repeatingunit），鏈節(jié)(chainelement）

高分子鏈中可重復(fù)的最小單位b.結(jié)構(gòu)單元（structureunit）

由一種單體分子通過聚合進(jìn)入重復(fù)單元的部分c.單體單元（monomerunit）當(dāng)結(jié)構(gòu)單元與單體相比，除了電子結(jié)構(gòu)變化外，其原子種類和各種原子的個數(shù)完全相同時，結(jié)構(gòu)單元又稱為單體單元。當(dāng)單體形成聚合物時有小分子生成，單體單元不存在。2.1

高分子的基本概念例1：縮寫成單體？聚合物？主鏈、側(cè)基？結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元？結(jié)構(gòu)單元＝單體單元＝重復(fù)單元＝鏈節(jié)由一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子2.1

高分子的基本概念例2：單體？聚合物？結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元?結(jié)構(gòu)單元重復(fù)單元＝鏈節(jié)單體單元(無）重復(fù)單元結(jié)構(gòu)單元

結(jié)構(gòu)單元由兩種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子2.1

高分子的基本概念3、聚合度聚合物書寫的一般形式n表示重復(fù)單元數(shù)，也稱為鏈節(jié)數(shù),即聚合度聚合度（Degreeofpolymerization）聚合度是衡量高分子大小的一個指標(biāo)。有兩種表示法：以大分子鏈中的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目表示，記作以大分子鏈中的重復(fù)單元數(shù)目表示，記作2.1

高分子的基本概念兩種聚合度相等，都等于n式中:M是高分子的分子量

M0是結(jié)構(gòu)單元的分子量由聚合度可計算出高分子的分子量：

a.由一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子b.由兩種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子注意：Mo兩種結(jié)構(gòu)單元的平均分子量,不是單體的分子量2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分類2.5

聚合反應(yīng)特點一、相對分子量很大分子量多大才算是高分子？

其實，并無明確界限，一般一般高分子的分子量在104～106范圍超高分子量的聚合物的分子量高達(dá)106以上2.2

高分子的基本特征2.2

高分子的基本特征其長鏈可能比較伸展，也可能卷曲成團(tuán)，取決于鏈的柔順性和外部條件，一般為無規(guī)線團(tuán)。適當(dāng)溶劑可溶解，加熱可以熔融，即可溶可熔線形高分子上帶有側(cè)枝,側(cè)枝的長短和數(shù)量可不同；可溶解在適當(dāng)溶劑中,加熱可以熔融，即可溶可熔可看成是線形或支鏈形大分子間以化學(xué)鍵交聯(lián)而成；交聯(lián)程度淺的,受熱可軟化，適當(dāng)溶劑可溶脹；交聯(lián)程度深的,既不溶解,又不熔融，即不溶不熔2.2

高分子的基本特征

這種高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、參差不齊）的特性，就稱為分子量的多分散性2.2

高分子的基本特征分子量分布是影響聚合物性能的因素之一分子量過高的部分使聚合物強度增加，但加工成型時塑化困難低分子量部分使聚合物強度降低，但易于加工不同用途的聚合物應(yīng)有其合適的分子量分布:

合成纖維分子量分布易窄塑料薄膜橡膠分子量分布可較寬2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分類2.5

聚合反應(yīng)均聚物Homopolymer由一種單體（真實的、隱含的或假設(shè)的）聚合而成的聚合物1、習(xí)慣命名法：1）以單體名稱為基礎(chǔ)命名2.3高分子的命名

特殊的情況：（1）有些聚合物若按單體名稱來命名容易引起歧義。例如，具有以下結(jié)構(gòu)的聚合物可以從環(huán)氧乙烷、乙二醇、氯乙醇或氯甲醚聚合得到。通常采用結(jié)構(gòu)命名法，稱為“聚氧（化）乙烯（PEO）（2）按習(xí)慣命名法，聚乙烯醇的單體應(yīng)為乙烯醇。乙烯醇不穩(wěn)定，不能單獨存在。乙烯醇只是一種假想的單體。2.3高分子的命名共聚物Copolymer由兩種以上單體（真實的、隱含的或假設(shè)的）共聚而成的聚合物共聚物：

從參與共聚的兩種單體名稱中間加連接線組成基本名稱，然后在其后面加上“共聚物”三字。如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，稱為“乙烯—丙烯共聚物”等。2.3高分子的命名取單體簡名，在后面加“樹脂”、“橡膠”二字2.3高分子的命名聚酰胺：聚酯：2.3高分子的命名2.3高分子的命名2商品名2.3高分子的命名(1)確定重復(fù)結(jié)構(gòu)單元；(2)按規(guī)定排出重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中的二級單元循序：規(guī)定主鏈上帶取代基的C原子寫在前，含原子最少的基團(tuán)先寫；(3)給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名：按小分子有機化合物的IUPAC命名規(guī)則給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名；(4)給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的命名加括弧，并冠以前綴“聚”。3系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法是由國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會提出的規(guī)范方法。其步驟為：括弧必不可少2.3高分子的命名結(jié)構(gòu)式CHCH2ClCHCH2CH2CHFCHCH2O習(xí)慣寫法ClCH2CHCH2CH

CHCH2OCH2CHF系統(tǒng)命名法習(xí)慣命名法聚氯乙烯聚丁二烯聚氧化氟乙烯聚（1－氯代乙烯）聚（1－次丁烯基）聚氧化（1－氟代乙烯）5)英文縮寫2.3高分子的命名2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分類2.5

聚合反應(yīng)2.4

高分子的分類

功能高分子是指在高分子主鏈和側(cè)枝上帶有反應(yīng)性功能基團(tuán)，并具有可逆或不可逆的物理功能或化學(xué)活性的一類高分子塑料橡膠纖維涂料膠粘劑功能高分子產(chǎn)量最大，與國民經(jīng)濟(jì)、人民生活關(guān)系密切故稱為“三大合成材料”涂料是涂布于物體表面能結(jié)成堅韌保護(hù)膜的涂裝材料膠粘劑是指具有良好的粘合性能，可將兩種相同或不相同的物體粘接在一起的連接材料2.4

高分子的分類PEPP2）根據(jù)高分子的主鏈結(jié)構(gòu)分類根據(jù)主鏈元素組成碳鏈高分子雜鏈高分子元素有機高分子PEOnylon—62.4

高分子的分類聚二甲基硅氧烷2.4

高分子的分類3）根據(jù)高分子受熱后的形態(tài)變化分類熱塑性(thermalplastic)高分子熱固性(thermalsetting)高分子受熱后會從固體狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)。這種轉(zhuǎn)變理論上可重復(fù)無窮多次。熱塑性塑料是可以再生的。線形(linear)或支鏈形(branched)，可熔可溶。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯(polypropylene)等，受熱后先轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)，進(jìn)一步加熱則轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)。這種轉(zhuǎn)變是不可逆的。即熱固性塑料是不可再生的。交聯(lián)結(jié)構(gòu)，不溶不熔。如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂等。2.4

高分子的分類2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分類2.5

聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)的分類按單體和聚合物的組成結(jié)構(gòu)變化分類

按聚合機理分類

加聚反應(yīng)

縮聚反應(yīng)

逐步聚合

連鎖聚合或按反應(yīng)過程中有無小分子生成分類自由基聚合陽離子聚合陰離子聚合配位離子聚合

開環(huán)聚合2.5

聚合反應(yīng)由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱為聚合反應(yīng)2.5

聚合反應(yīng)如水、醇、胺等縮聚物中往往留有官能