第一章：緒論

1、鄭軍峰2 2第一章：緒論1.1 聚合物的鏈結(jié)構(gòu)1.2 聚合反應(yīng)的分類(lèi)1.3 聚合物的分類(lèi)1.4 聚合物的命名蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次的套用：一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸(單體)的化學(xué)組成、構(gòu)型二級(jí)結(jié)構(gòu)：局部構(gòu)象三級(jí)結(jié)構(gòu)：整體構(gòu)象四級(jí)結(jié)構(gòu)：鏈的堆砌(聚集態(tài)結(jié)構(gòu))1.1聚合物的鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多層次性1.1.1 ：一級(jí)結(jié)構(gòu)，即鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)單元化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)單元的鏈接方式、共聚物序列結(jié)構(gòu)、構(gòu)型、構(gòu)造1.1.2：二級(jí)結(jié)構(gòu)，即整鏈結(jié)構(gòu)，分子鏈的長(zhǎng)度與形狀1.1.3：三級(jí)結(jié)構(gòu)，即鏈的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，包括無(wú)定型，結(jié)晶一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)性能聚乙烯 （PE）例n H2C CH2CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH

2、2 CH2 CH2 etcN個(gè)個(gè)化學(xué)反應(yīng)1、單體（monomers）能夠形成高分子化合物的小分子化合物。1.1.1 一級(jí)結(jié)構(gòu)化學(xué)組成確定結(jié)構(gòu)確定分子量確定H2C CH2CH2OOH單體小分子CH2 CHCH2 CHCH2 CHCH2 CHCH2 etc.H2C CHn聚苯乙烯 （PS）例N個(gè)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）例N個(gè)COOHH2OOC O CH2 CH2 OOCOC O CH2 CH2 OOC+n HOOCn HO CH2 CH2 OH單體結(jié)構(gòu)CH3OH2C CHRHOOC R COOHH3C C CH3H2N R NH2單體數(shù)量How manyH2C CH2H2C CHCH3H2C

3、 CH CH CH2H2C CH C CH2CH3H2C CCH3H2C CCH3CH3C OO CH3H2C CHOO C CH3H2C CH C CH2ClH2C CHC ONH2H2C CHCNCF2CF2H2C OClC ClOHOOH+O CNN C OOHH O+HOH2NOHNH2COOHCOOH+ HOOC+ HOOC2、高分子化合物聚合物、高分子、高聚物、大分子（polymer, macromolecule)a. 名稱(chēng)由許多由許多結(jié)構(gòu)相同的單元結(jié)構(gòu)相同的單元通過(guò)通過(guò)共價(jià)鍵共價(jià)鍵重復(fù)連接重復(fù)連接而成的相對(duì)而成的相對(duì)分子質(zhì)量很大分子質(zhì)量很大的化合物的化合物（三個(gè)特點(diǎn)）b. 定義C

4、H2 CHCH2CHCH2CHPS3 a. 結(jié)構(gòu)單元（structure unit ）單體分子通過(guò)聚合反應(yīng)進(jìn)入大分子鏈的基本單元3 b. 重復(fù)單元（ repeating unit）高分子鏈中可重復(fù)的最小單位結(jié)構(gòu)相同聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）例H2OOC O CH2 CH2 OOCOC O CH2 CH2 OOCCOOH +n HOOCn HO CH2 CH2 OH書(shū)寫(xiě)方法CH2 CHnOCOC O CH2 CH2 On重復(fù)單元化學(xué)式n書(shū)寫(xiě)原則：1、分子主鏈上可重復(fù)的最小部分；2、重復(fù)單元的分取必須遵守有機(jī)反應(yīng)規(guī)則；3、重復(fù)單元外加方括號(hào)；4、寫(xiě)出腳標(biāo)“n”和必要的端基CH2 CH2n聚合度

5、共聚物的寫(xiě)法？4.1 結(jié)構(gòu)單元化學(xué)結(jié)構(gòu)4.2 結(jié)構(gòu)單元序列結(jié)構(gòu)5. 共聚物序列結(jié)構(gòu)6. 構(gòu)型，即由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的排列6.1 旋光異構(gòu)體旋光異構(gòu)體6.2 幾何異構(gòu)體幾何異構(gòu)體6.1 旋光異構(gòu) l等規(guī)聚丙烯（等規(guī)聚丙烯（isotactic polyprolene），結(jié)晶高分子，為塑），結(jié)晶高分子，為塑料料l間規(guī)聚丙烯（間規(guī)聚丙烯（syndiotactic polyprolene），結(jié)晶高分子，），結(jié)晶高分子，為塑料為塑料l無(wú)規(guī)聚丙烯（無(wú)規(guī)聚丙烯（atactic polyprolene），無(wú)定型高分子，可），無(wú)定型高分子，可做增塑劑做增塑劑6.2 幾何異構(gòu)順式構(gòu)型CCCH2CH2HHCH

6、2CCCH2HHCH2CCCH2HHCCCH2CH2HHCCCH2CH2HHCH2CCCH2HH等同周期：0.816nm無(wú)定型高分子：橡膠反式構(gòu)型CH2CCCH2HHCH2CCCH2HHCH2CCCH2HHCH2CCCH2HH等同周期：0.48nm結(jié)晶高分子：塑料7 構(gòu)造一級(jí)結(jié)構(gòu)，即鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)，主要指聚合物鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)單元化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)單元的連接方式，共聚物序列結(jié)構(gòu)，構(gòu)型，構(gòu)造1.1聚合物的鏈結(jié)構(gòu)1.1.1 一級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.2 二級(jí)結(jié)構(gòu)，即整鏈結(jié)構(gòu)，鏈的長(zhǎng)度與形狀1、聚合度（degree of polymerization）重復(fù)單元的數(shù)目，記做DP.結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目，記做Xn.nOCCH

7、2 CHOC O CH2 CH2 OnXn = DPXn = 2DP力學(xué)性能聚合物分子量分子量很大CH2 CHn分子量不是一個(gè)確定的值平均相對(duì)分子質(zhì)量及其多分散性Mn、Xn 、 DP2、平均相對(duì)分子質(zhì)量（molecular weight）與聚合度CH2 CHnOCOnMn = DPM0 = XnM0C O CH2 CH2 OMn =2.1、數(shù)均分子量2.2、重均分子量2.3、聚合物分子量分布指數(shù)（polymer index, PDI）2.4、分子量分布曲線3. 構(gòu)象，即分子的空間形態(tài)，注：由C-C單鍵內(nèi)旋引起的異構(gòu)現(xiàn)象三級(jí)結(jié)構(gòu)（聚集態(tài)結(jié)構(gòu)），包括無(wú)定型，結(jié)晶等。直接影響聚合物的性能。一級(jí)結(jié)構(gòu)二

8、級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)性能40401.1.1 聚合物的鏈結(jié)構(gòu)小結(jié) 聚合物為長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，具有多層次性 一級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)象為聚合物鏈內(nèi)的結(jié)構(gòu)，主要指聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)單元的連接方式，共聚物序列結(jié)構(gòu)，構(gòu)造，構(gòu)型二級(jí)結(jié)構(gòu)，對(duì)象為聚合物整鏈，包括鏈的長(zhǎng)度和形狀，分子量的計(jì)算，分子量的多分散性三級(jí)結(jié)構(gòu)：無(wú)定型和結(jié)晶一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)4141第一章：緒論1.1 聚合物鏈的結(jié)構(gòu)1.2 聚合反應(yīng)的分類(lèi)1.3 聚合物的分類(lèi)1.4 聚合物的命名1.2 聚合反應(yīng)的分類(lèi) 聚合反應(yīng)Flory 分類(lèi)法：分類(lèi)法：反應(yīng)機(jī)理鏈?zhǔn)骄酆?（連鎖聚合）（chain-growth polymerization)單體轉(zhuǎn)

9、變成聚合物的反應(yīng)是以連鎖方式進(jìn)行。逐步聚合 (step-growth polymerization)單體轉(zhuǎn)變成聚合物的反應(yīng)是逐步進(jìn)行的。必要條件（1）鏈?zhǔn)骄酆嫌刑囟ǖ幕钚灾行?；有幾個(gè)基元反應(yīng)；一個(gè)聚合物分子鏈?zhǔn)窃谒查g形成的。載“-”陰離子聚合陽(yáng)離子聚合載“”載“”自由基聚合（2）逐步聚合沒(méi)有特定的活性中心沒(méi)有基元反應(yīng)聚合物分子鏈?zhǔn)侵鸩叫纬傻摹５谝徽拢壕w論1.1 聚合物鏈的結(jié)構(gòu)1.2 聚合反應(yīng)的分類(lèi)1.3 聚合物的分類(lèi)1.4 聚合物的命名來(lái)源于自然界來(lái)源于人工合成1.3 聚合物的分類(lèi)1.3.1 按照來(lái)源分類(lèi)天然高分子和合成高分子天然無(wú)機(jī)高分子云母、石棉、石墨天然有機(jī)高分子蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、R

10、NA、DNA合成高分子1.3.2 按照用途分類(lèi)橡膠、塑料、纖維、粘合劑、涂料、功能高分子七大膠：天然、順丁、氯丁、丁腈、乙丙、丁苯、丁基橡膠四大塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯聚酯纖維 聚丙烯纖維環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑 聚氨酯膠醇酸樹(shù)脂漆 丙烯酸酯外墻涂料光刻膠離子交換樹(shù)脂聚丙烯腈維尼綸1.4.3 按照性能分類(lèi)橡膠塑料結(jié)構(gòu)材料纖維功能高分子和功能材料1.4.4 按照高分子主鏈的元素組成分類(lèi)碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機(jī)高分子主鏈只有C、H主鏈有C、H，還有N、O、S等主鏈沒(méi)有C，有Si、B、Al、O、N、S、P等聚乙烯、聚丁二烯聚酯、聚酰胺硅橡膠1.4.5 按照聚合物主鏈結(jié)構(gòu)分類(lèi)聚烯烴、聚酯

11、、聚酰胺、聚氨酯、聚砜、環(huán)氧CH2 CH2OC OO HO C NH2C CH2OO HC NOSHC CH2Olinear polymerbranched polymerlapped polymer1.4.6 按照聚合物鏈結(jié)構(gòu)分類(lèi)線形、支化型、星型、梯形、體型、球型、樹(shù)枝狀Tri-star polymerdendrimeric polymercrosslinked polymers1.4.7按照聚合物受熱時(shí)的行為分類(lèi)熱塑性、熱固性1.3.8按照聚合物相對(duì)分子質(zhì)量分類(lèi)高聚物、低聚物、齊聚物、預(yù)聚物相對(duì)分子質(zhì)量小于合格聚合物的副產(chǎn)品或使用于某些特殊用途如涂料、膠粘劑等的聚合物低聚物。相對(duì)分子質(zhì)量

12、很低，根本不具有高分子特性的“縮合物”過(guò)去被稱(chēng)為齊聚物，現(xiàn)在多叫做低聚物。在特定條件下發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)的低聚物有時(shí)叫做預(yù)聚物。1.3.9按照聚合物中單體種類(lèi)分類(lèi)均聚物、共聚物5858第一章：緒論1.1 聚合物鏈的結(jié)構(gòu)1.2 聚合反應(yīng)的分類(lèi)1.3 聚合物的分類(lèi)1.4 聚合物的命名1.4聚合物的命名(原則：既要表明聚合物的結(jié)構(gòu)特征，又要反映其與原料單體的聯(lián)系）1、按單體來(lái)源命名“聚”“單體名稱(chēng)”命名法特例：聚乙烯醇適用于加聚物，不適用于縮聚物聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯2、按聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名OOC OH +COHOC O CH2 CH2 Onn HO Cn HO CH2 C

13、H2 OHOH + (2n-1) H2O聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯HNHC(CH2)4 COOHO(CH2)6 NCn H2N (CH2)6 NH2 + n HOOCH O(CH2)4nOH + (2n-1) H2O聚己二酰己二胺n HOCCH3CH3OC ClOH + n ClOCCH3CH3HO COCl+(2n-1)HCln聚碳酸酯(CH2)2 OHn O C NC N(CH2)6 N C O + n H OO HH O(CH2)6 N C O(CH2)2 On聚氨酯塑料橡膠聚苯乙烯（苯）酚（甲）醛（丙三）醇（鄰苯二甲）酸（酐）丁（二烯）苯（乙烯）丁（二烯）（丙烯）腈（2-）氯（代）?。ǘ┚郾揭蚁?shù)脂酚醛樹(shù)脂醇酸樹(shù)脂丁苯橡膠丁腈橡膠氯丁橡膠3、按商品名稱(chēng)命名單體簡(jiǎn)稱(chēng)聚合物用途或物性類(lèi)別纖維聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯聚丙烯腈聚丙烯聚乙烯醇縮甲醛滌綸腈綸丙綸維尼綸紡絲紡絲紡絲紡絲聚己二酰己二胺聚癸二酰癸二胺聚己內(nèi)酰胺尼龍66尼龍1010尼龍6（錦綸）CH2 C4、英文縮寫(xiě)CH3C OO CH3nC