材料化學 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高分子發(fā)展歷史

高分子聚合反應逐步聚合

連鎖聚合

活性聚合簡介聚合實施方法

高分子材料分析與表征3目錄高分子基本概念4高分子材料與現代生活密不可分高分子基本概念5高分子化合物，又稱高分子聚合物，簡稱高分子（polymer），一般是指一種由多種原子通過共價鍵連接而成的相對分子質量很大的化合物。也稱：大分子（Macromolecule）、高聚物（Highpolymer）等聚合反應小分子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)狀化合物多官能團化合物高分子基本概念7i.結構單元（structureunit），

由一種單體分子通過聚合進入重復單元的部分。ii.重復單元（repeatingunit），

高分子鏈中可重復的最小單位。重復單元結構單元結構單元重復單元結構單元結構單元≠重復單元結構單元=重復單元描述高分子結構的術語高分子基本概念8聚合度（DegreeofPolymerization）：聚合物分子量大小的一個指標，在聚合物的分子結構式中以n表示，也稱為鏈節(jié)數。聚合度有兩種表示法：1.以重復單元數目表示，記作2.以結構單元數目表示，記作重復單元結構單元結構單元描述高分子結構的術語高分子基本概念9端基:連接在主鏈兩端上的原子或原子團主鏈:貫穿整個大分子的分子鏈側鏈:連接在主鏈上具有足夠長度的鏈側基:連接在主鏈上除氫原子以外的原子或原子團mainchainsidechainsidegroupendgroupXBAYXY描述高分子鏈結構的常用術語高分子基本概念10高分子材料特點一：相對分子量大（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）超高分子量聚乙烯（UHMWPE），分子量超過150萬直鏈聚合物。高分子基本概念11聚合物機械強度—分子量關系綜合考慮機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不同高分子初具強度的聚合度和臨界點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--作為結構材料，必須具有優(yōu)良的機械性能。只有分子量很高的聚合物才具有高的機械強度，所以分子量是聚合物的最重要結構指標之一。A點：最低聚合度，低于此值時，聚合物完全沒有強度，許多乙烯類聚合物在100以上。當超過此值時，強度急劇上升，達到臨界點B后，強度上升又變緩慢。B點：臨界聚合度，許多乙烯類聚合物約為400以上高分子基本概念12高分子材料特點二：共價鍵連接聚氯乙烯（PVC）一般包括：單鍵：共用1對電子，以“－”表示，如C－C、C－O等，如PVC雙鍵：共用2對電子，以“＝”表示，如C＝C等，如：丁苯橡膠高分子基本概念13高分子材料特點三：組成簡單、結構有規(guī)盡管高分子種類繁多，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結構單元以共價鍵形式相連接聚乙烯：高分子基本概念14高分子材料特點四：分子形態(tài)多樣（長鏈線型,三維網狀,星型等）絕大多數聚合物呈長鏈線型，因此有“分子鏈”之稱。線形支化交聯超支化樹枝狀梳形星形高分子基本概念15高分子特點五：相對分子質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(結構)單元分子量的倍數，這種同種聚合物分子長短不一的特征稱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確定的值，而是統(tǒng)計計算平均值！??！數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

2

Mw=∑WiMi==∑wi∑niMiWi=wi/wwi=niMi按質量統(tǒng)計平均，定義為聚合物中分子量為Mi的分子所占的重量分數Wi與其分子量Mi的乘積的總和，以Mw表示。按分子數統(tǒng)計平均，定義為聚合物中分子量為Mi的分子的數量分數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