高分子化学课件1.ppt

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1、高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学教材教材教材教材：潘祖仁主编：潘祖仁主编：潘祖仁主编：潘祖仁主编高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学1.1.绪 论qq高分子的基本概念高分子的基本概念高分子的基本概念高分子的基本概念qq高分子化合物的基本特征高分子化合物的基本特征高分子化合物的基本特征高分子化合物的基本特征qq高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类qq聚合反应聚合反应聚合反应聚合反应1l l高分子科学是当代发展最迅速的学高分子科学是当代发展最迅速的学高分子科学是当代发展最迅速的学高分子科学是当代发展最迅速的学科之一科之一科之一

2、科之一l l高分子科学既是一门应用科学，又高分子科学既是一门应用科学，又高分子科学既是一门应用科学，又高分子科学既是一门应用科学，又是一门基础科学是一门基础科学是一门基础科学是一门基础科学l l高分子科学已经发展成高分子科学已经发展成高分子科学已经发展成高分子科学已经发展成高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学和和和和高分子物理高分子物理高分子物理高分子物理两个主要分支两个主要分支两个主要分支两个主要分支本本本本章章章章内内内内容容容容1.1 高分子的基本概念高分子的基本概念高分子高分子也叫也叫高分子化合高分子化合物物，是指分，是指分子量很高并子量很高并由共价键连由共价键连接的一类化接的一类

3、化合物合物高分子化合物、大分子化合物、高高分子化合物、大分子化合物、高高分子化合物、大分子化合物、高高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物分子、大分子、高聚物、聚合物分子、大分子、高聚物、聚合物分子、大分子、高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用这些术语一般可以通用这些术语一般可以通用这些术语一般可以通用Macromolecules,High Polymer,Polymer高常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，高常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，高常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，高常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，甚至上百万，范围在甚至上百万，

4、范围在甚至上百万，范围在甚至上百万，范围在10104 410106 6什么是高分子？什么是高分子？什么是高分子？什么是高分子？l l合成聚合物的起始原料称为合成聚合物的起始原料称为合成聚合物的起始原料称为合成聚合物的起始原料称为单体单体单体单体（MonomerMonomer）l l在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为为为为结构单元结构单元结构单元结构单元（Structure unitStructure unit）聚合聚合一个大分子往往是由许多相同的、简单

5、的结构单元一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。通过共价键重复连接而成。通过共价键重复连接而成。通过共价键重复连接而成。例如：聚苯乙烯例如：聚苯乙烯例如：聚苯乙烯例如：聚苯乙烯1.1.由一种结构单元组成的高分子由一种结构单元组成的高分子缩写成缩写成l ln n 表示重复单元数，也称为链节数表示重复单元数，也称为链节数表示重复单元数，也称为链节数表示重复单元数，也称为链节数,在此等于在此等于在此等于在此等于聚合度聚合度聚合度聚合度l l聚合度聚合度聚合度聚合度（Degree of

6、 polymerizationDegree of polymerization）聚合度是衡量高分子大小的一个指标。聚合度是衡量高分子大小的一个指标。聚合度是衡量高分子大小的一个指标。聚合度是衡量高分子大小的一个指标。有两种表示法：有两种表示法：有两种表示法：有两种表示法：oo以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的结构单元数目表示，记作oo以大分子链中的重复单元数目表示，记作以大分子链中的重复单元数目表示，记作以大分子链中的重复单元数目表示，记作以大分子链中的重复单元数目表示，记作结构单元单体单元重复单元链节结构

7、单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节l l结构单元有时也称为结构单元有时也称为结构单元有时也称为结构单元有时也称为单体单元单体单元单体单元单体单元（Monomer unitMonomer unit）重重重重复单元复单元复单元复单元(Repeating unit(Repeating unit）,链节链节链节链节(Chain element(Chain element）在这里在这里在这里在这里,两种聚合度相等，都等于两种聚合度相等，都等于两种聚合度相等，都等于两种聚合度相等，都等于 n nl l另一种情况另一种情况另一种情况另一种情况：式中式中式中式中:

8、M M 是高分子的分子量是高分子的分子量是高分子的分子量是高分子的分子量 MM0 0 是结构单元的分子量是结构单元的分子量是结构单元的分子量是结构单元的分子量由聚合度可计算出高分子的分子量：由聚合度可计算出高分子的分子量：由聚合度可计算出高分子的分子量：由聚合度可计算出高分子的分子量：结构单元重复单元链节结构单元重复单元链节结构单元重复单元链节结构单元重复单元链节 单体单元单体单元单体单元单体单元此时此时此时此时 ，两种结构单元构成一个重复结构单元两种结构单元构成一个重复结构单元两种结构单元构成一个重复结构单元两种结构单元构成一个重复结构单元结构单元结构单元结构单元结构单元 结构单元结构单元结

9、构单元结构单元重复结构单元重复结构单元重复结构单元重复结构单元2.2.由两种结构单元组成的高分子由两种结构单元组成的高分子合成尼龙合成尼龙合成尼龙合成尼龙-66-66-66-66则具有另一特征：则具有另一特征：则具有另一特征：则具有另一特征：3.由无规排列的结构单元组成的高分子由无规排列的结构单元组成的高分子 由一种单体聚合而成的高分子称为由一种单体聚合而成的高分子称为由一种单体聚合而成的高分子称为由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物均聚物均聚物均聚物结构单元结构单元结构单元结构单元 重复单元重复单元重复单元重复单元 单体单元单体单元单体单元单体单元l l单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子

10、单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 但但,重复单元链节重复单元链节重复单元链节重复单元链节注意：注意：注意：注意：MMo o两种结构单元的平均分子量两种结构单元的平均分子量两种结构单元的平均分子量两种结构单元的平均分子量 x,yx,y为任意值，故在分子链上结构单元的排为任意值，故在分子链上结构单元的排为任意值，故在分子链上结构单元的排为任意值，故在分子链上结构单元的排列是任意的：列是任意的：列是任意的：列是任意的：M1M2M1M1M2M1M2M2M2 在这种情况下，无法确定它的重复单元，仅在这种情况下，无法确定它的

11、重复单元，仅在这种情况下，无法确定它的重复单元，仅在这种情况下，无法确定它的重复单元，仅 结构单元单体单元结构单元单体单元结构单元单体单元结构单元单体单元 由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为称为称为称为共聚物共聚物共聚物共聚物 例如：丁苯橡胶例如：丁苯橡胶例如：丁苯橡胶例如：丁苯橡胶1.21.2 高分子化合物的基本特征高分子化合物的基本特征l l分子量大是高分子的根本性质分子量大是高分子的根本性质分子量大是高分子的根本性质分子量大是高分子的根本性质 高分子的许多特殊

12、性质都与分子量大有关，如：高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如：高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如：高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如：高分子的溶液性质：高分子的溶液性质：高分子的溶液性质：高分子的溶液性质：难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段 溶液粘度比同浓度的小分子高得多溶液粘度比同浓度的小分子高得多溶液粘度比同浓度的小分子高得多溶液粘度比同浓度的小分子高得多 分子之间的作用力大分子之间的作用力大分子之间的作用力大分子之间的作用力大,只有液态和

13、固态只有液态和固态只有液态和固态只有液态和固态,不能汽化不能汽化不能汽化不能汽化 固体聚合物具有一定的力学强度固体聚合物具有一定的力学强度固体聚合物具有一定的力学强度固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜可抽丝、能制膜可抽丝、能制膜可抽丝、能制膜1.1.分子量大分子量大l l分子量多大才算是高分子？分子量多大才算是高分子？分子量多大才算是高分子？分子量多大才算是高分子？其实，并无明确界限，一般其实，并无明确界限，一般其实，并无明确界限，一般其实，并无明确界限，一般l l高分子的强度与分子高分子的强度与分子高分子的强度与分子高分子的强度与分子量密切相关量密切相关量密切相关量密切相关-100

14、0 -10000 -1000 -10000 MMw w MMv v MMn n，MMv v略低于略低于略低于略低于MMw wBBMMn n靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量部分对量部分对量部分对量部分对MMn n影响较大影响较大影响较大影响较大BBMMw w靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量部分对量部分对量部分对量部分对MMw w影响较大影响较大影响较大影响较大BB一般用一

15、般用一般用一般用MMw w来表征聚合物比来表征聚合物比来表征聚合物比来表征聚合物比MMn n更恰当，因为聚更恰当，因为聚更恰当，因为聚更恰当，因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子样品中较大的分子样品中较大的分子样品中较大的分子讨论讨论：l l高分子分子量多分散性的表示方法高分子分子量多分散性的表示方法高分子分子量多分散性的表示方法高分子分子量多分散性的表示方法 单独一种平均分子量不足以表征聚合物的性能，单独一种平均分子量不足以表征聚合物的性能，单独一种平均分

16、子量不足以表征聚合物的性能，单独一种平均分子量不足以表征聚合物的性能，还需要了解分子量多分散性的程度还需要了解分子量多分散性的程度还需要了解分子量多分散性的程度还需要了解分子量多分散性的程度 以以以以分子量分布指分子量分布指分子量分布指分子量分布指数表示数表示数表示数表示 即重均分子量与数均分子量的比值，即重均分子量与数均分子量的比值，即重均分子量与数均分子量的比值，即重均分子量与数均分子量的比值，MMw w/MMn n MwMw/MnMn 分子量分布情况分子量分布情况分子量分布情况分子量分布情况 1 1 均一分布均一分布均一分布均一分布 接近接近接近接近 1 (1.5 21 (1.5 2）分

17、布较窄分布较窄分布较窄分布较窄 远离远离远离远离 1 (20 50)1 (20 50)分布较宽分布较宽分布较宽分布较宽 以以以以分子量分布曲线分子量分布曲线分子量分布曲线分子量分布曲线表示表示表示表示 将高分子样品分成不同将高分子样品分成不同将高分子样品分成不同将高分子样品分成不同分子量的级分，这一分子量的级分，这一分子量的级分，这一分子量的级分，这一实验操作称为实验操作称为实验操作称为实验操作称为分级分级分级分级重重量量分分率率平均分子量平均分子量高聚物的分子量分布曲线高聚物的分子量分布曲线高聚物的分子量分布曲线高聚物的分子量分布曲线以被分离的各级分的以被分离的各级分的以被分离的各级分的以被

18、分离的各级分的重量分率对平均分子重量分率对平均分子重量分率对平均分子重量分率对平均分子量作图，得到量作图，得到量作图，得到量作图，得到分子量分子量分子量分子量重量分率分布曲线重量分率分布曲线重量分率分布曲线重量分率分布曲线。可通过曲线形状，直可通过曲线形状，直可通过曲线形状，直可通过曲线形状，直观判断分子量分布的观判断分子量分布的观判断分子量分布的观判断分子量分布的宽窄宽窄宽窄宽窄分级的实验方法分级的实验方法 逐步沉淀分级逐步沉淀分级 逐步溶解分级逐步溶解分级 GPC(凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱l l分子量分布是影响聚合物性能的因素之一分子量分布是影响聚合物性能的因素之一分子量分布是影响聚合物性

19、能的因素之一分子量分布是影响聚合物性能的因素之一 分子量过高的部分使聚合物强度增加，但加工分子量过高的部分使聚合物强度增加，但加工分子量过高的部分使聚合物强度增加，但加工分子量过高的部分使聚合物强度增加，但加工成型时塑化困难成型时塑化困难成型时塑化困难成型时塑化困难 低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工 不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布:合成纤维合成纤维

20、合成纤维合成纤维 分子量分布易窄分子量分布易窄分子量分布易窄分子量分布易窄 塑料薄膜塑料薄膜塑料薄膜塑料薄膜 橡胶橡胶橡胶橡胶分子量分布可较宽分子量分布可较宽分子量分布可较宽分子量分布可较宽 线形高分子线形高分子线形高分子线形高分子 其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，取决其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，取决其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，取决其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，取决于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团 适当溶剂可溶解，加热可以熔融，即适当溶剂可溶解，加热

21、可以熔融，即适当溶剂可溶解，加热可以熔融，即适当溶剂可溶解，加热可以熔融，即可溶可熔可溶可熔可溶可熔可溶可熔l l 高分子的链结构高分子的链结构高分子的链结构高分子的链结构oo 高分子链的几何形状大致有三种：高分子链的几何形状大致有三种：高分子链的几何形状大致有三种：高分子链的几何形状大致有三种：线形线形线形线形、支链形支链形支链形支链形、体形体形体形体形3.3.高分子的结构复杂高分子的结构复杂 支链高分子支链高分子支链高分子支链高分子 线形高分子上带有侧枝线形高分子上带有侧枝线形高分子上带有侧枝线形高分子上带有侧枝,侧枝的长短和数量可不同侧枝的长短和数量可不同侧枝的长短和数量可不同侧枝的长短

22、和数量可不同 高分子上的支链，有的是聚合中自然形成的；有高分子上的支链，有的是聚合中自然形成的；有高分子上的支链，有的是聚合中自然形成的；有高分子上的支链，有的是聚合中自然形成的；有的则是人为的通过反应接枝上去的的则是人为的通过反应接枝上去的的则是人为的通过反应接枝上去的的则是人为的通过反应接枝上去的 可溶解在适当溶剂中可溶解在适当溶剂中可溶解在适当溶剂中可溶解在适当溶剂中,加热可以熔融，即加热可以熔融，即加热可以熔融，即加热可以熔融，即可溶可熔可溶可熔可溶可熔可溶可熔 体形高分子体形高分子体形高分子体形高分子 可看成是线形或支链形大分子间以化学键交联而可看成是线形或支链形大分子间以化学键交联

23、而可看成是线形或支链形大分子间以化学键交联而可看成是线形或支链形大分子间以化学键交联而成，许多大分子键合成一个整体，已无单个大分成，许多大分子键合成一个整体，已无单个大分成，许多大分子键合成一个整体，已无单个大分成，许多大分子键合成一个整体，已无单个大分子可言子可言子可言子可言 交联程度浅的交联程度浅的交联程度浅的交联程度浅的,受热可软化，适当溶剂可溶胀受热可软化，适当溶剂可溶胀受热可软化，适当溶剂可溶胀受热可软化，适当溶剂可溶胀 交联程度深的交联程度深的交联程度深的交联程度深的,既不溶解既不溶解既不溶解既不溶解,又不熔融，即又不熔融，即又不熔融，即又不熔融，即不溶不熔不溶不熔不溶不熔不溶不熔

24、序列结构序列结构序列结构序列结构 具有取代基的乙烯基单体可能存在头尾或具有取代基的乙烯基单体可能存在头尾或具有取代基的乙烯基单体可能存在头尾或具有取代基的乙烯基单体可能存在头尾或头头或尾尾连接头头或尾尾连接头头或尾尾连接头头或尾尾连接p 高分子链的微结构复杂高分子链的微结构复杂高分子链的微结构复杂高分子链的微结构复杂在高分子链中，结构单元的化学组成相同时，连接在高分子链中，结构单元的化学组成相同时，连接在高分子链中，结构单元的化学组成相同时，连接在高分子链中，结构单元的化学组成相同时，连接方式和空间排列也会不同方式和空间排列也会不同方式和空间排列也会不同方式和空间排列也会不同头头-尾结构尾结构

25、头头-头、尾头、尾-尾结构尾结构有取代基的碳原子为头，无取代基的碳原子为尾有取代基的碳原子为头，无取代基的碳原子为尾有取代基的碳原子为头，无取代基的碳原子为尾有取代基的碳原子为头，无取代基的碳原子为尾聚氯乙烯分子中的头头结构多达聚氯乙烯分子中的头头结构多达聚氯乙烯分子中的头头结构多达聚氯乙烯分子中的头头结构多达1616 立体异构立体异构立体异构立体异构 当高分子链当高分子链当高分子链当高分子链中含有不对称碳中含有不对称碳中含有不对称碳中含有不对称碳原子时，则会形原子时，则会形原子时，则会形原子时，则会形成立体异构体成立体异构体成立体异构体成立体异构体 全同立构全同立构全同立构全同立构Isota

26、cticIsotactic间同立构间同立构间同立构间同立构SyndiotacticSyndiotactic高分子链的立构规整性高分子链的立构规整性无规立构无规立构无规立构无规立构AtacticAtactic连有四个不相同的原连有四个不相同的原连有四个不相同的原连有四个不相同的原子或基团的碳原子称子或基团的碳原子称子或基团的碳原子称子或基团的碳原子称为不对称碳原子为不对称碳原子为不对称碳原子为不对称碳原子 高分子链上高分子链上高分子链上高分子链上有取代基的碳原有取代基的碳原有取代基的碳原有取代基的碳原子可以看成是不子可以看成是不子可以看成是不子可以看成是不对称碳原子对称碳原子对称碳原子对称碳原子

27、 将锯齿形碳将锯齿形碳将锯齿形碳将锯齿形碳链排在一个平面链排在一个平面链排在一个平面链排在一个平面上，取代基在空上，取代基在空上，取代基在空上，取代基在空间有不同的排列间有不同的排列间有不同的排列间有不同的排列方式方式方式方式顺反异构顺反异构顺反异构顺反异构 大分子链中存在双键时，会存在顺、反异构体大分子链中存在双键时，会存在顺、反异构体大分子链中存在双键时，会存在顺、反异构体大分子链中存在双键时，会存在顺、反异构体 分子链中的结构差异，对聚合物的性能影响很大分子链中的结构差异，对聚合物的性能影响很大分子链中的结构差异，对聚合物的性能影响很大分子链中的结构差异，对聚合物的性能影响很大 顺式聚丁

28、二烯是性能很好的橡胶顺式聚丁二烯是性能很好的橡胶顺式聚丁二烯是性能很好的橡胶顺式聚丁二烯是性能很好的橡胶 反式聚丁二烯则是塑料反式聚丁二烯则是塑料反式聚丁二烯则是塑料反式聚丁二烯则是塑料顺式（天然橡胶）顺式（天然橡胶）反式（古塔波胶）反式（古塔波胶）l 高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构高分子的聚集态结构 高分子的聚集态结构，是指高聚物材料整体的高分子的聚集态结构，是指高聚物材料整体的高分子的聚集态结构，是指高聚物材料整体的高分子的聚集态结构，是指高聚物材料整体的内部结构，即高分子链与链之间的排列和堆砌内部结构，即高分子链与链之间的排列和堆砌内部结构，即高分子链与链之间的排

29、列和堆砌内部结构，即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。分为：结构。分为：结构。分为：结构。分为：oo非晶态结构非晶态结构非晶态结构非晶态结构 高聚物可以是完全的非晶态高聚物可以是完全的非晶态高聚物可以是完全的非晶态高聚物可以是完全的非晶态 非晶态高聚物的分子链处于无规线团状态非晶态高聚物的分子链处于无规线团状态非晶态高聚物的分子链处于无规线团状态非晶态高聚物的分子链处于无规线团状态 这种缠结、混杂的状态存在着一定程度的有序这种缠结、混杂的状态存在着一定程度的有序这种缠结、混杂的状态存在着一定程度的有序这种缠结、混杂的状态存在着一定程度的有序 非晶态高分子没有熔点，在比容非晶态高分子没有熔点，在

30、比容非晶态高分子没有熔点，在比容非晶态高分子没有熔点，在比容-温度曲线上有温度曲线上有温度曲线上有温度曲线上有一转折点，此点对应的温度称为一转折点，此点对应的温度称为一转折点，此点对应的温度称为一转折点，此点对应的温度称为玻璃化转变温度玻璃化转变温度玻璃化转变温度玻璃化转变温度，用用用用TgTg表示表示表示表示 温 度 比 容非晶态高聚物的温度比容曲线非晶态高聚物的温度比容曲线非晶态高聚物的温度比容曲线非晶态高聚物的温度比容曲线将将将将一一一一非非非非态态态态晶晶晶晶高高高高聚聚聚聚物物物物试试试试样样样样，施施施施一一一一恒恒恒恒定定定定外外外外力力力力，记记记记录录录录试试试试样样样样的的

31、的的形形形形变变变变随随随随温温温温度度度度的的的的变变变变化化化化，可可可可得得得得到到到到温温温温度度度度形形形形变变变变曲曲曲曲线线线线或或或或热机械曲线热机械曲线热机械曲线热机械曲线TgTf 温 度 形 变 玻 璃 态 高 弹 态 粘 流 态非晶态高聚物的温度形变曲线非晶态高聚物的温度形变曲线非晶态高聚物的温度形变曲线非晶态高聚物的温度形变曲线玻璃态玻璃态高弹态高弹态粘流态粘流态玻璃化转变温度，Tg粘流温度，TfT Tg g 是非晶态高聚物的主要热是非晶态高聚物的主要热是非晶态高聚物的主要热是非晶态高聚物的主要热转变温度转变温度转变温度转变温度oo晶态结构晶态结构晶态结构晶态结构 高聚

32、物可以高度结晶，但不能达到高聚物可以高度结晶，但不能达到高聚物可以高度结晶，但不能达到高聚物可以高度结晶，但不能达到100100，即结晶高聚物可处于晶态和非晶态两相共存即结晶高聚物可处于晶态和非晶态两相共存即结晶高聚物可处于晶态和非晶态两相共存即结晶高聚物可处于晶态和非晶态两相共存的状态的状态的状态的状态 结晶熔融温度，结晶熔融温度，结晶熔融温度，结晶熔融温度，T Tmm，是结晶高聚物的主要热是结晶高聚物的主要热是结晶高聚物的主要热是结晶高聚物的主要热转变温度转变温度转变温度转变温度o液晶态结构液晶态结构o取向态结构取向态结构1.4 高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类1 1 1

33、1 命名命名l l以单体名称为基础，在前面加以单体名称为基础，在前面加以单体名称为基础，在前面加以单体名称为基础，在前面加“聚聚聚聚”字字字字 乙烯乙烯乙烯乙烯 丙烯丙烯丙烯丙烯 氯乙烯氯乙烯氯乙烯氯乙烯 甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯 聚乙烯聚乙烯聚乙烯聚乙烯 聚丙烯聚丙烯聚丙烯聚丙烯 聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯l l取单体简名，在后面加取单体简名，在后面加取单体简名，在后面加取单体简名，在后面加“树脂树脂树脂树脂”、“橡胶橡胶橡胶橡胶”二字二字二字二字 如如如如 苯苯苯苯酚酚酚酚 甲甲甲甲醛醛

34、醛醛 酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂酚醛树脂 尿尿尿尿素素素素 甲甲甲甲醛醛醛醛 脲醛树脂脲醛树脂脲醛树脂脲醛树脂 甘油甘油甘油甘油 邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐 醇酸树脂醇酸树脂醇酸树脂醇酸树脂 丁丁丁丁二烯二烯二烯二烯 苯苯苯苯乙烯乙烯乙烯乙烯 丁苯橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶l l商品名商品名商品名商品名 合成纤维最普遍，我国以合成纤维最普遍，我国以合成纤维最普遍，我国以合成纤维最普遍，我国以“纶纶纶纶”作为合成纤维的后作为合成纤维的后作为合成纤维的后作为合成纤维的后缀缀缀缀 涤纶涤纶涤纶涤纶 聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚

35、酯）聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）丙纶丙纶丙纶丙纶 聚丙烯聚丙烯聚丙烯聚丙烯 锦纶锦纶锦纶锦纶 聚酰胺（尼龙），后面加数字区别聚酰胺（尼龙），后面加数字区别聚酰胺（尼龙），后面加数字区别聚酰胺（尼龙），后面加数字区别聚酰胺聚酰胺聚酰胺聚酰胺 聚酯聚酯聚酯聚酯 聚氨酯聚氨酯聚氨酯聚氨酯 聚醚聚醚聚醚聚醚l 以高分子链的结构特征命名以高分子链的结构特征命名 第一个数字表示二元胺的碳原子数第一个数字表示二元胺的碳原子数第一个数字表示二元胺的碳原子数第一个数字表示二元胺的碳原子数第二个数字表示二元酸的碳原子数第二个数字表示二元酸的碳原子数第二个数字表示二元酸的碳原子数第二个数字表示二元酸的碳原子数只附一

36、个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数数字含义数字含义数字含义数字含义l lIUPACIUPAC命名命名命名命名命名程序：命名程序：命名程序：命名程序：确定重复单元结构确定重复单元结构确定重复单元结构确定重复单元结构排出次级单元（排出次级单元（排出次级单元（排出次级单元（subunitsubunit）的次序，两个原则的次序，两个原则的次序，两个原则的次序，两个原则:对乙烯基聚合物，先写有取代基的部分对乙烯基聚合物，先写有取代基的部分对乙烯基聚合物，先写有取代基的部分对乙烯基聚合物

37、，先写有取代基的部分 连接元素最少的次级单元写在前面连接元素最少的次级单元写在前面连接元素最少的次级单元写在前面连接元素最少的次级单元写在前面给重复单元命名，在前面加给重复单元命名，在前面加给重复单元命名，在前面加给重复单元命名，在前面加“聚聚聚聚”字字字字例子例子例子例子:聚聚(1苯基乙烯苯基乙烯)Poly(1-phenylethylene)聚聚1-(甲氧基羰基甲氧基羰基)-1-甲基乙烯甲基乙烯 Poly1-(methoxycarbonyl)-1-methyl ethylene 聚聚(亚胺基六次甲基亚胺基己二酰）亚胺基六次甲基亚胺基己二酰）Poly(iminohexamethylene im

38、ino adipoyl)聚聚(氧羰基氧氧羰基氧-1,4-1,4-苯撑苯撑异丙叉异丙叉-1,4-1,4-苯撑苯撑)Poly(oxycarbonyloxy-1,4-phenylene-isopropylidene-1,4-phenylene)2.分类分类l l根据材料的性能和用途分类根据材料的性能和用途分类根据材料的性能和用途分类根据材料的性能和用途分类 功能高分子功能高分子是指在高分子主是指在高分子主是指在高分子主是指在高分子主链和侧枝上带有反应性功能链和侧枝上带有反应性功能链和侧枝上带有反应性功能链和侧枝上带有反应性功能基团，并具有可逆或不可逆基团，并具有可逆或不可逆基团，并具有可逆或不可逆基

39、团，并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性的一的物理功能或化学活性的一的物理功能或化学活性的一的物理功能或化学活性的一类高分子类高分子类高分子类高分子塑料塑料塑料塑料橡胶橡胶橡胶橡胶纤维纤维纤维纤维涂料涂料涂料涂料 胶粘剂胶粘剂胶粘剂胶粘剂功能高分子功能高分子功能高分子功能高分子产量最大，与国民经济、人民生活关系密切产量最大，与国民经济、人民生活关系密切产量最大，与国民经济、人民生活关系密切产量最大，与国民经济、人民生活关系密切故称为故称为故称为故称为“三大合成材料三大合成材料三大合成材料三大合成材料”涂料涂料是涂布于物体表面能结是涂布于物体表面能结是涂布于物体表面能结是涂布于物体表面能结成坚

40、韧保护膜的涂装材料成坚韧保护膜的涂装材料成坚韧保护膜的涂装材料成坚韧保护膜的涂装材料胶粘剂胶粘剂是指具有良好的粘是指具有良好的粘是指具有良好的粘是指具有良好的粘合性能，可将两种相同或合性能，可将两种相同或合性能，可将两种相同或合性能，可将两种相同或不相同的物体粘接在一起不相同的物体粘接在一起不相同的物体粘接在一起不相同的物体粘接在一起的连接材料的连接材料的连接材料的连接材料 通常所说的塑料、橡胶，正是按照通常所说的塑料、橡胶，正是按照通常所说的塑料、橡胶，正是按照通常所说的塑料、橡胶，正是按照T Tmm和和和和 T Tg g在在在在室温室温室温室温之上或室温之下划分的之上或室温之下划分的之上或

41、室温之下划分的之上或室温之下划分的大部分纤维是晶态高聚物大部分纤维是晶态高聚物大部分纤维是晶态高聚物大部分纤维是晶态高聚物 T Tmm应高于室温应高于室温应高于室温应高于室温150150以上以上以上以上也有非晶态高聚物也有非晶态高聚物也有非晶态高聚物也有非晶态高聚物 分子排列要有一定规则和取向分子排列要有一定规则和取向分子排列要有一定规则和取向分子排列要有一定规则和取向塑料塑料塑料塑料晶态高聚物晶态高聚物晶态高聚物晶态高聚物 处于部分结晶态处于部分结晶态处于部分结晶态处于部分结晶态 ，TmTmTmTm是使用的上限温度是使用的上限温度是使用的上限温度是使用的上限温度非晶态高聚物非晶态高聚物非晶态

42、高聚物非晶态高聚物 处于玻璃态，处于玻璃态，处于玻璃态，处于玻璃态，TgTgTgTg是使用的上限温度是使用的上限温度是使用的上限温度是使用的上限温度橡胶橡胶橡胶橡胶 只能是非晶态高聚物，处于高弹态只能是非晶态高聚物，处于高弹态只能是非晶态高聚物，处于高弹态只能是非晶态高聚物，处于高弹态 TgTgTgTg是使用的下限温度，是使用的下限温度，是使用的下限温度，是使用的下限温度，TgTgTgTg应低于室温应低于室温应低于室温应低于室温70707070以上以上以上以上 T T T Tf f f f 是使用的上限温度是使用的上限温度是使用的上限温度是使用的上限温度纤维纤维纤维纤维l l根据高分子的主链结

43、构分类根据高分子的主链结构分类根据高分子的主链结构分类根据高分子的主链结构分类oo碳链聚合物碳链聚合物碳链聚合物碳链聚合物 大分子主链完全由碳原子组成大分子主链完全由碳原子组成大分子主链完全由碳原子组成大分子主链完全由碳原子组成 绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类 如：如：如：如：PEPE，PPPP，PSPS，PVCPVCoo杂链聚合物杂链聚合物杂链聚合物杂链聚合物 大分子主链中除碳原子外，还有大分子主链中除碳原子外，还有大分子主链中除碳原子外，还有大分子主链中除碳原子外，还有OO、N

44、 N、S S等杂原子等杂原子等杂原子等杂原子 如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚oo元素有机聚合物元素有机聚合物元素有机聚合物元素有机聚合物 大分子主链中没有碳原子，主要由大分子主链中没有碳原子，主要由大分子主链中没有碳原子，主要由大分子主链中没有碳原子，主要由SiSi、B B、AlAl、OO、N N、S S、P P 等原子组成，侧基则由有机基团组成等原子组成，侧基则由有机基团组成等原子组成，侧基则由有机基团组成等原子组成，侧基则由有机基团组成 如：硅橡胶如：硅橡胶如：硅橡胶如：硅橡胶1.5 聚合反应聚合反应

45、 由低分子单体合成聚合物的反应称为由低分子单体合成聚合物的反应称为由低分子单体合成聚合物的反应称为由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应聚合反应聚合反应聚合反应1.按反应机理分类按反应机理分类l l连锁聚合反应连锁聚合反应连锁聚合反应连锁聚合反应（Chain PolymerizationChain Polymerization）也称也称也称也称 链式链式链式链式 反应反应反应反应，反应需要活性中心。，反应需要活性中心。，反应需要活性中心。，反应需要活性中心。反应中一旦形成单体活性中心，就能很快传递下反应中一旦形成单体活性中心，就能很快传递下反应中一旦形成单体活性中心，就能很快传递下反应中一旦

46、形成单体活性中心，就能很快传递下去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的生成时去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的生成时去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的生成时去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的生成时间很短（零点几秒到几秒）间很短（零点几秒到几秒）间很短（零点几秒到几秒）间很短（零点几秒到几秒）连锁聚合反应的特征：连锁聚合反应的特征：连锁聚合反应的特征：连锁聚合反应的特征：自由基聚合：活性中心为自由基自由基聚合：活性中心为自由基自由基聚合：活性中心为自由基自由基聚合：活性中心为自由基阳离子聚合：活性中心为阳离子阳离子聚合：活性中心为阳离子阳离子聚合：活性中心为阳离子阳离子聚合：活性中心为阳离子

47、阴离子聚合：活性中心为阴离子阴离子聚合：活性中心为阴离子阴离子聚合：活性中心为阴离子阴离子聚合：活性中心为阴离子配位离子聚合：活性中心为配位离子配位离子聚合：活性中心为配位离子配位离子聚合：活性中心为配位离子配位离子聚合：活性中心为配位离子oo聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反应组成，各步反应速率和活化能差别很大应组成，各步反应速率和活化能差别很大应组成，各步反应速率和活化能差别很大应组成，各步反应速率和活化能差别很大oo反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂

48、反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂oo进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化合物合物合物合物oo根据活性中心不同，连锁聚合反应又分为根据活性中心不同，连锁聚合反应又分为根据活性中心不同，连锁聚合反应又分为根据活性中心不同，连锁聚合反应又分为：l l逐步聚合逐步聚合逐步聚合逐步聚合（Step PolymerizationStep Polymerization）在低分子转变成聚合物的过

49、程中反应是逐步进行的在低分子转变成聚合物的过程中反应是逐步进行的在低分子转变成聚合物的过程中反应是逐步进行的在低分子转变成聚合物的过程中反应是逐步进行的oo反应早期反应早期反应早期反应早期,单体很快转变成二聚体、三聚体、四聚体单体很快转变成二聚体、三聚体、四聚体单体很快转变成二聚体、三聚体、四聚体单体很快转变成二聚体、三聚体、四聚体等中间产物，以后反应在这些低聚体之间进行等中间产物，以后反应在这些低聚体之间进行等中间产物，以后反应在这些低聚体之间进行等中间产物，以后反应在这些低聚体之间进行oo聚合体系由单体和分子量递增的中间产物所组成聚合体系由单体和分子量递增的中间产物所组成聚合体系由单体和分

50、子量递增的中间产物所组成聚合体系由单体和分子量递增的中间产物所组成oo大部分的缩聚反应（反应中有低分子副产物生成）大部分的缩聚反应（反应中有低分子副产物生成）大部分的缩聚反应（反应中有低分子副产物生成）大部分的缩聚反应（反应中有低分子副产物生成）都属于逐步聚合，都属于逐步聚合，都属于逐步聚合，都属于逐步聚合，oo单体通常是含有官能团的化合物单体通常是含有官能团的化合物单体通常是含有官能团的化合物单体通常是含有官能团的化合物两种聚合机理的区别：两种聚合机理的区别：两种聚合机理的区别：两种聚合机理的区别：主要反映在平均每一个主要反映在平均每一个主要反映在平均每一个主要反映在平均每一个分子链增长所需