材料化學(xué) 課件 -第十一章 高分子材料與制備-第1節(jié)-高分子基本概念

高等材料化學(xué)第十一章：高分子材料與制備高分子材料制備高分子基本概念高分子命名與分類(lèi)高分子發(fā)展歷史

高分子聚合反應(yīng)逐步聚合

連鎖聚合

活性聚合簡(jiǎn)介聚合實(shí)施方法

高分子材料分析與表征3目錄高分子基本概念4高分子材料與現(xiàn)代生活密不可分高分子基本概念5高分子化合物，又稱(chēng)高分子聚合物，簡(jiǎn)稱(chēng)高分子（polymer），一般是指一種由多種原子通過(guò)共價(jià)鍵連接而成的相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物。也稱(chēng)：大分子（Macromolecule）、高聚物（Highpolymer）等聚合反應(yīng)小分子Polymerization高分子

化合物單體Monomer什么是高分子？高分子基本概念6單體(monomer)：能夠形成聚合物的小分子化合物。烯烴環(huán)狀化合物多官能團(tuán)化合物高分子基本概念7i.結(jié)構(gòu)單元（structureunit），

由一種單體分子通過(guò)聚合進(jìn)入重復(fù)單元的部分。ii.重復(fù)單元（repeatingunit），

高分子鏈中可重復(fù)的最小單位。重復(fù)單元結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元重復(fù)單元結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元≠重復(fù)單元結(jié)構(gòu)單元=重復(fù)單元描述高分子結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ)高分子基本概念8聚合度（DegreeofPolymerization）：聚合物分子量大小的一個(gè)指標(biāo)，在聚合物的分子結(jié)構(gòu)式中以n表示，也稱(chēng)為鏈節(jié)數(shù)。聚合度有兩種表示法：1.以重復(fù)單元數(shù)目表示，記作2.以結(jié)構(gòu)單元數(shù)目表示，記作重復(fù)單元結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元描述高分子結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ)高分子基本概念9端基:連接在主鏈兩端上的原子或原子團(tuán)主鏈:貫穿整個(gè)大分子的分子鏈側(cè)鏈:連接在主鏈上具有足夠長(zhǎng)度的鏈側(cè)基:連接在主鏈上除氫原子以外的原子或原子團(tuán)mainchainsidechainsidegroupendgroupXBAYXY描述高分子鏈結(jié)構(gòu)的常用術(shù)語(yǔ)高分子基本概念10高分子材料特點(diǎn)一：相對(duì)分子量大（通常103/104-106）塑料

分子量

纖維

分子量橡膠

分子量

低壓聚乙烯6～30滌綸1.8～2.3天然橡膠20～40聚氯乙烯5～15尼龍-661.2～1.8丁苯橡膠15～20聚苯乙烯10～30維尼綸6～7.5順丁烯膠25～30常用的聚合物的分子量（萬(wàn)）超高分子量聚乙烯（UHMWPE），分子量超過(guò)150萬(wàn)直鏈聚合物。高分子基本概念11聚合物機(jī)械強(qiáng)度—分子量關(guān)系綜合考慮機(jī)械物料性能和成型加工性能，確定合成高分子的分子量。AB尼龍40150纖維素60250不同高分子初具強(qiáng)度的聚合度和臨界點(diǎn)的聚合度不同低分子量的化合物：氣體、液體或脆性固體聚合物--作為結(jié)構(gòu)材料，必須具有優(yōu)良的機(jī)械性能。只有分子量很高的聚合物才具有高的機(jī)械強(qiáng)度，所以分子量是聚合物的最重要結(jié)構(gòu)指標(biāo)之一。A點(diǎn)：最低聚合度，低于此值時(shí)，聚合物完全沒(méi)有強(qiáng)度，許多乙烯類(lèi)聚合物在100以上。當(dāng)超過(guò)此值時(shí)，強(qiáng)度急劇上升，達(dá)到臨界點(diǎn)B后，強(qiáng)度上升又變緩慢。B點(diǎn)：臨界聚合度，許多乙烯類(lèi)聚合物約為400以上高分子基本概念12高分子材料特點(diǎn)二：共價(jià)鍵連接聚氯乙烯（PVC）一般包括：?jiǎn)捂I：共用1對(duì)電子，以“－”表示，如C－C、C－O等，如PVC雙鍵：共用2對(duì)電子，以“＝”表示，如C＝C等，如：丁苯橡膠高分子基本概念13高分子材料特點(diǎn)三：組成簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)有規(guī)盡管高分子種類(lèi)繁多，但是組成高分子的元素非常有限，以C、H、O、N四種最為普遍，S、Cl、F、Si也存在于一些高分子中聚酰胺：聚噻吩衍生物：聚二甲基硅氧烷：高分子的主鏈多由重復(fù)結(jié)構(gòu)單元以共價(jià)鍵形式相連接聚乙烯：高分子基本概念14高分子材料特點(diǎn)四：分子形態(tài)多樣（長(zhǎng)鏈線型,三維網(wǎng)狀,星型等）絕大多數(shù)聚合物呈長(zhǎng)鏈線型，因此有“分子鏈”之稱(chēng)。線形支化交聯(lián)超支化樹(shù)枝狀梳形星形高分子基本概念15高分子特點(diǎn)五：相對(duì)分子質(zhì)量具有多分散性聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子組成，這些同系物高分子之間的分子量差為重復(fù)(結(jié)構(gòu))單元分子量的倍數(shù)，這種同種聚合物分子長(zhǎng)短不一的特征稱(chēng)為聚合物的多分散性（polydispersity）。聚合物的分子量及分子量分布平均分子量高分子基本概念16高分子分子量不是一個(gè)確定的值，而是統(tǒng)計(jì)計(jì)算平均值?。?！數(shù)均分子量重均分子量其他：粘均分子量（Mη）等∑niMi

Mn=∑NiMi==w/n∑ni∑wiMi∑niMi

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Mw=∑WiMi==∑wi∑niMiWi=wi/wwi=niMi按質(zhì)量統(tǒng)計(jì)平均，定義為聚合物中分子量為Mi的分子所占的重量分?jǐn)?shù)Wi與其分子量Mi的乘積的總和，以Mw表示。按分子數(shù)統(tǒng)計(jì)平均，定義為聚合物中分子量為Mi的分子的數(shù)量分?jǐn)?shù)Ni與其分子量Mi乘積的總和,以Mn以表示。高分子基本概念17分子量分布（MolecularWeightDistribut