高分子的基本概念

關(guān)于高分子的基本概念第1頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1高分子化合物的基本特征第2頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月分子似“一條鏈”，由許多相同的結(jié)構(gòu)單元組成，以共價(jià)鍵的形式重復(fù)連接而成。分子量很大且具有分散性。一、高分子的含義高分子,Macromolecule聚合物Polymer高聚物Highpolymer第3頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月通過不同的聚合反應(yīng)長徑比：103~105Polyamideimide/聚酰胺酰亞胺的立體示意圖分子似“一條長鏈”由許多相同的結(jié)構(gòu)單元組成，以共價(jià)鍵的形式重復(fù)連接而成。第4頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月小分子單體相互連接而成nCH2=CH(CH2CH)nCl(CH2－

CH)nCln

CH2=CH氯乙烯聚氯乙烯苯乙烯聚苯乙烯第5頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚合物鏈很長：多到增加或減少幾個單元不會影響本體性質(zhì)（玻璃化溫度、熱容、密度、熱脹系數(shù)、模量、拉伸強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、折光指數(shù)...）分子量大第6頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月HC烷烴性質(zhì)隨鏈長的變化甲C乙C丙C丁C戊C己C庚C辛C22C23C180C181C182C183第7頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月分子之間的作用力大,只有液態(tài)和固態(tài),不能汽化固體聚合物具有一定的力學(xué)強(qiáng)度可用作承力材料，能抽絲，能制膜高分子溶液：難溶，甚至不溶，溶解過程往往要經(jīng)過溶脹階段，溶液粘度比同濃度的小分子高得多第8頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月分子量多大才算是高分子？其實(shí)，并無明確界限，一般-----<1000<------------<10000<-----<1000000

低分子

過渡區(qū)（齊聚物）高聚物超高聚物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以上第9頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月高分子的強(qiáng)度與分子量密切相關(guān)A

點(diǎn)是初具強(qiáng)度的最低聚合度，A點(diǎn)以上強(qiáng)度隨分子鏈迅速增加B

點(diǎn)是臨界點(diǎn)，強(qiáng)度增加逐漸減慢C點(diǎn)以后強(qiáng)度不再明顯增加不同高分子初具強(qiáng)度的聚合度和臨界點(diǎn)的聚合度不同，如AB尼龍

40150纖維素

60250乙烯基

100400聚合物AC強(qiáng)度聚合度B第10頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月常用的聚合物的分子量（萬）塑料

分子量

纖維

分子量

橡膠

分子量聚乙烯6～30滌綸1.8～2.3天然橡膠20～40聚氯乙烯5～15尼龍-661.3～1.8丁苯橡膠15～20聚苯乙烯10～30維尼綸6～7.5順丁烯膠25～30第11頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月分子量具有多分散性（Polydispersity）

即使是一種“純粹”的高分子，也是由化學(xué)組成相同、分子量不等、結(jié)構(gòu)不同的同系聚合物的混合物所組成這種高分子的分子量不均一(即分子量參差不齊）的特性，就稱為分子量的多分散性

因此應(yīng)注意：一般測得的高分子的分子量都是平均分子量聚合物的平均分子量相同，但分散性不一定相同第12頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、分子結(jié)構(gòu)的多樣性第13頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)：長鏈、柔性、纏結(jié)、鏈段運(yùn)動第14頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月分子結(jié)構(gòu)的多樣性性能的多樣性不同原子組成的聚合物—性能不同相同分子式--因構(gòu)造不同而性能不同同一聚合物---因環(huán)境不同而性能不同

---因加工方法不同而性能不同第15頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2高分子基本概念第16頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月高分子

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(shí)際上或概念上是由相應(yīng)的小分子衍生而來。Polymer,Macromolecule根據(jù)IUPAC1996年之建議（

InternationalUnionofPureandAppliedChemistry

1996,68,2287–2311）聚氯乙烯聚乙烯醇實(shí)際上概念上水解第17頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月高分子小分子聚合反應(yīng)Polymerization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。Polymer第18頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月鏈原子ChainAtoms構(gòu)成高分子主鏈骨架的單個原子。聚丙烯聚乙二醇第19頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月重復(fù)組成高分子分子結(jié)構(gòu)的最小的單元。（重復(fù)）結(jié)構(gòu)單元ConstitutionalRepeatingUnit,CRU第20頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月單個聚合物分子所含單體單元的數(shù)目。聚合度DegreeofPolymerization，DP

聚合物單體聚合度聚對苯二甲酸乙二酯，滌綸，PETnn第21頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月由一種（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）單體聚合而成的聚合物。如：均聚物Homopolymer氯乙烯單體由對苯二甲酸和乙二醇反應(yīng)生成的“隱含單體”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH“假設(shè)單體”：乙烯醇生成均聚物的聚合反應(yīng)稱均聚反應(yīng)（Homopolymerization)。第22頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

由一種以上（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）單體聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反應(yīng)稱為共聚反應(yīng)。共聚物CopolymerHOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-隱含單體HOOC-Ph-COOCH2CH2OHHOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OHHO(CH2)3OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-(OC-Ph-COOCH2CH2CH2O)m-共聚物均聚物CH2=CH2CH2=CHCH3假設(shè)第23頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月均聚物嵌段接枝交替無規(guī)第24頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3高分子的分類第25頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月來源天然高分子：自然界天然存在的高分子。半天然高分子：經(jīng)化學(xué)改性后的天然高分子。主鏈元素（鏈原子）組成碳鏈高分子：主鏈（鏈原子）完全由C原子組成。雜鏈高分子：鏈原子除C外，還含O,N,S等雜原子。元素有機(jī)高分子：鏈原子由Si,B,Al,O,N,S,P等雜原子組成。合成高分子：由單體聚合人工合成的高分子。第26頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2聚乙烯聚四氟乙烯CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2(A)碳鏈高分子第27頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月尼龍CH2OCH2CH2CH2CH2OOOOO聚甲醛(B)雜鏈高分子（除C以外，還含N，O，S）＝COCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2NHC＝ONH第28頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月SiOOOOOOSiSiSiSiSiCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3聚二甲基硅氧烷(C)元素高分子（主鏈不含C）第29頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4高分子的命名第30頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月I.習(xí)慣命名法天然高分子一般有與其來源、化學(xué)性能與作用、主要用途相關(guān)的專用名稱。如纖維素（來源）、核酸（來源與化學(xué)性能）、酶（化學(xué)作用）。合成高分子（1）由一種單體合成的高分子：“聚”+單體名稱如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚異丁烯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等第31頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）由兩種單體通過縮聚反應(yīng)合成的高分子：表明或不表明產(chǎn)物類型表明產(chǎn)物類型：“聚”+兩單體生成的產(chǎn)物名稱，如對苯二甲酸和乙二醇的縮聚產(chǎn)物叫“聚對苯二甲酸乙二酯”己二酸和己二胺的縮聚產(chǎn)物叫“聚己二酸己二胺”不表明產(chǎn)物類型：兩單體名稱或簡稱加后綴“樹脂”，如苯酚和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫“酚醛樹脂”尿素和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫“脲醛樹脂”擴(kuò)充：聚氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂等（成型加工原料）第32頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）由兩種單體通過鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)合成的共聚物：

兩單體名稱或簡稱之間+“-”+“共聚物”：如乙烯和醋酸乙烯酯的共聚產(chǎn)物叫“乙烯-醋酸乙烯酯共聚物”（4）“聚”+高分子主鏈結(jié)構(gòu)中的特征功能團(tuán)：

指的是一類的高分子，而非單種高分子，如：

聚酯：聚酰胺：第33頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚丙烯

PP

Polypropylene聚乙烯

PE

Polyethylene聚苯乙烯PSpolystyrenn第34頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚氯乙烯

PVC PolyvinylChloride聚偏二氯乙烯

PVDCPolyvinylideneChloride聚四氟乙烯

PTFE

（商品名Teflon）Polytetrafluoroethylene聚丙烯腈

PANPolyacrylonitrile第35頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚醋酸乙烯酯 PVAc

Polyvinylacetate聚甲基丙烯酸甲酯PMMAPoly(methylmethacrylate)第36頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚甲醛

POM

Polyformaldehyde-CH=CH-n

聚乙炔

PApolyacetylene第37頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚氧化乙烯

PEOPolyethyleneoxide（聚環(huán)氧乙烷）聚己內(nèi)酰胺

Nylon6 Poly(-caprolactam)orcaprone

第38頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月LDPEHDPELLDPE聚乙烯（PE)第39頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚丙烯（PP)第40頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚氯乙烯（PVC)第41頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚苯乙烯第42頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚四氟乙烯（塑料王）第43頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）第44頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚丙烯腈纖維(腈綸、人造羊毛)第45頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚丁二烯

PB

Polybutadiene聚異戊二烯PIPPolyisoprene第46頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚異丁烯

PIB

Polyisobutylene第47頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月丁苯橡膠(SBR)順丁橡膠（BR)第48頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月丁基橡膠（IBR）第49頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月丁腈橡膠（NBR）乙丙橡膠(EPM和EPDM)SBS熱塑彈體第50頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月-[-OCH2CH2OOCPhCO-]-n對苯二甲酸乙二醇酯

PETPolyethylene

terephthalate對苯二甲酸丁二醇酯

PBT

Polybutylene

terephthalate-[-OCH2CH2CH2CH2OOCPhCO-]-n聚酯第51頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月聚碳酸酯PCpolycarbonate＋nCl－C－ClnNaO－－C－－ONaCH3CH3O［O－－C－－O］CH3CH3＋2nNaCln第52頁，課件共63頁，創(chuàng)作于