第二章高分子化學(xué)基礎(chǔ)

1、醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子材料Medical Polymer Materials 第二章第二章 高分子化學(xué)基礎(chǔ)高分子化學(xué)基礎(chǔ)22.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分類高分子的分類2.5 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)3 Macromolecules, High Polymer, PolymerIUPAC1996IUPAC1996年建議的定義年建議的定義: :具有具有高的相對(duì)分子量高的相對(duì)分子量，其結(jié)構(gòu)必須是由，其結(jié)構(gòu)必須是由多個(gè)多個(gè)重復(fù)單元重復(fù)單元所組成，并且這些重復(fù)單所組成，并且這些重復(fù)單元實(shí)際上或概念上是由相應(yīng)的小

2、分子衍元實(shí)際上或概念上是由相應(yīng)的小分子衍生而來。生而來。一般定義：一般定義：由眾多原子或原子團(tuán)由由眾多原子或原子團(tuán)由共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物分子質(zhì)量很大的化合物2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念4主鏈主鏈ACH2-CH-CH2-CH-CH2-CHB-側(cè)基側(cè)基端基端基2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念5聚合物如何描述？聚合物如何描述？高高 分分 子子小小 分分 子子聚聚 合合 反反 應(yīng)應(yīng)Polymerization1、單體（、單體（Monomer)：能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高能夠進(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。是合成聚合物的原分

3、子基本結(jié)構(gòu)組成單元的小分子。是合成聚合物的原料。料。例如：聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯的單體？例如：聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯的單體？2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念62 2、有關(guān)聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)組成的概念、有關(guān)聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)組成的概念 重復(fù)單元（重復(fù)單元（ repeating unit），鏈節(jié)），鏈節(jié)(chain element） 高分子鏈中可重復(fù)的最小單位高分子鏈中可重復(fù)的最小單位 b. 結(jié)構(gòu)單元（結(jié)構(gòu)單元（structure unit ） 由一種單體分子通過聚合進(jìn)入重復(fù)單元的部分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（單體單元（monomer unit） 當(dāng)結(jié)

4、構(gòu)單元與單體相比，除了電子結(jié)構(gòu)變化外，其原子當(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(gè)數(shù)完全相同時(shí)，結(jié)構(gòu)單元又稱為單體單種類和各種原子的個(gè)數(shù)完全相同時(shí)，結(jié)構(gòu)單元又稱為單體單元。元。 當(dāng)單體形成聚合物時(shí)有小分子生成，單體單元不存在。當(dāng)單體形成聚合物時(shí)有小分子生成，單體單元不存在。2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念7CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHn例1：CH2 CHn單體？單體？聚合物？聚合物？主鏈、側(cè)基？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、重復(fù)單元、單體單元？2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念8例2：?jiǎn)误w？單體？聚合物？聚

5、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、單體單元?H-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHnH2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念93 3、聚合度、聚合度重復(fù)單元n聚合物書寫的一般形式聚合物書寫的一般形式nxDP2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念1000nMDPMxM nDPxna.a.CH2 CHn11b.b.nDPxn22002MDPMxMn122.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分類高分子的分類2.5 聚合

6、反應(yīng)聚合反應(yīng)13特點(diǎn)一、相對(duì)分子量很大特點(diǎn)一、相對(duì)分子量很大2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征142.2 高分子的基本特征高分子的基本特征152.2 高分子的基本特征高分子的基本特征16172.2 高分子的基本特征高分子的基本特征18192.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分類高分子的分類2.5 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)20（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）2.3 高分子的命名高分子的命名21 特殊的情況：特殊的情況：（1 1）有些聚合物若按單體名稱來命名容易引起歧義。例）有些聚合物若按

7、單體名稱來命名容易引起歧義。例如，具有以下結(jié)構(gòu)的聚合物如，具有以下結(jié)構(gòu)的聚合物 OCH2CH2n可以從環(huán)氧乙烷、乙二醇、氯乙醇或氯甲醚聚合得到?？梢詮沫h(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，稱為通常采用結(jié)構(gòu)命名法，稱為“聚氧（化）乙烯（聚氧（化）乙烯（PEO）（2 2）按習(xí)慣命名法，聚乙烯醇的單體應(yīng)為乙烯醇。）按習(xí)慣命名法，聚乙烯醇的單體應(yīng)為乙烯醇。 CH2CH nOH乙烯醇不穩(wěn)定，不能單獨(dú)存在。乙烯醇不穩(wěn)定，不能單獨(dú)存在。乙烯醇只是一種假想的單體。乙烯醇只是一種假想的單體。2.3 高分子的命名高分子的命名22（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）共聚物：共

8、聚物： 從參與共聚的兩種單體名稱中間加連接線組成基從參與共聚的兩種單體名稱中間加連接線組成基本名稱，然后在其后面加上本名稱，然后在其后面加上“共聚物共聚物”三字。三字。 如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，稱為如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，稱為“乙乙烯烯丙烯共聚物丙烯共聚物”等。等。2.3 高分子的命名高分子的命名232.3 高分子的命名高分子的命名24聚酰胺：聚酰胺：聚酯：聚酯：2.3 高分子的命名高分子的命名252.3 高分子的命名高分子的命名2 商品名商品名262.3 高分子的命名高分子的命名27(1) 確定重復(fù)結(jié)構(gòu)單元；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(jí)單元循序：按

9、規(guī)定排出重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中的二級(jí)單元循序：規(guī)定主規(guī)定主鏈上帶取代基的鏈上帶取代基的C原子寫在前，含原子最少的基團(tuán)先寫；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：給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名：按小分子有機(jī)化合物的按小分子有機(jī)化合物的IUPAC命名規(guī)則給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名；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，并冠以前綴給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的命名加括弧，并冠以前綴“聚聚”。3 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法 系統(tǒng)命名法是由國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)系統(tǒng)命名法是由國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì) 提出提出的規(guī)范方法。其步驟為：的規(guī)范方法。其步驟為：括弧必不可少括弧必不可少2.3 高分子的命名高分

10、子的命名28結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)式式CHCH2ClCHCH2CH2CHFCHCH2O習(xí)習(xí)慣慣寫寫法法ClCH2CHCH2CH CHCH2OCH2CHF系系統(tǒng)統(tǒng)命命名名法法習(xí)習(xí)慣慣命命名名法法聚聚氯氯乙乙烯烯聚聚丁丁二二烯烯聚聚氧氧化化氟氟乙乙烯烯聚（聚（1氯代乙烯）氯代乙烯） 聚（聚（1次丁烯基）次丁烯基）聚氧化（聚氧化（1氟代乙烯）氟代乙烯）295) 5) 英文縮寫英文縮寫2.3 高分子的命名高分子的命名30312.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分類高分子的分類2.5 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)322.4 涂料涂料332

11、.4 CHHCHHCHHCHHCHHCHHCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HPEPP2 2）根據(jù)高分子的主鏈結(jié)構(gòu)分類）根據(jù)高分子的主鏈結(jié)構(gòu)分類根據(jù)主鏈元根據(jù)主鏈元素組成素組成碳鏈高分子碳鏈高分子雜鏈高分子雜鏈高分子元素有機(jī)高分子元素有機(jī)高分子34CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHOPEONHCHHCHHCHHCHHCHHCOnylon62.4 35聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3OSiCH3CH3SiCH3CH3O2.4 363 3）根據(jù)高分子受熱后的形態(tài)變化分類）根據(jù)高分子受熱后的形態(tài)變化分類熱塑性熱塑性( (thermalplastic)高分子高分子熱固

12、性熱固性( (thermalsetting) )高分子高分子受熱后會(huì)從固體狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)。這種轉(zhuǎn)變理論上可重復(fù)無窮受熱后會(huì)從固體狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(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。多次。熱塑性塑料是可以再生的。線形線形(linear)或支鏈形或支鏈形(branched) ，可熔可溶。，可熔可溶。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯(polypropylene)等，等，受熱后先轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)，進(jìn)一步加熱則轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)。這種轉(zhuǎn)變是受熱后先轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(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。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。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。如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂等。2.4 372.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分類高分子的分類2.5 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)38聚合反應(yīng)的分類聚合反應(yīng)的分類按單體和聚合物的按單體和聚合物的組成結(jié)構(gòu)變化分類組成結(jié)構(gòu)變化分類 按聚合機(jī)理分類按聚合機(jī)理分類 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) 逐步聚合逐步聚合 連鎖聚合連鎖聚合或按反應(yīng)過程中有或按反應(yīng)過程中有無小分子生成分類無小分子生成分類自由基聚