高分子化学复习笔记
中南大学高分子化学笔记
高分子化学笔记一.若干自由基聚合产物 1.低密度聚乙烯 (LDPE )1)关于聚乙烯(PE ),目前世界上约有38个国家,135家公司建有164个生产装置,生产能力约1461~1995万吨/年。
2) PE 的工业产品有:LDPE ,HDPE ,LLDPE ,UHMWPE3)LDPE 的合成方法:高压本体聚合,压力98~343MPa ,温度150~3300C ,引发剂微量氧气。
4)LDPE 的性能:乳白色、无毒、无味、无臭的蜡状颗粒。
相对密度0.916~0.930。
LDPE 分子主链上带有长短不一的支链,每1000个碳原子上有20~30个乙基、丁基或更长的支链。
与HDPE 相比,结晶度低,透明性较好。
但机械强度、耐候性较差。
5)制品:薄膜、管材、中空容器。
2.聚氯乙烯(PVC )1)PVC 是目前世界上仅次于PE 的第二大塑料品种。
2) PVC 的性能 一般使用温度-15~600C ,具有难燃、抗化学药品性等。
最大的不足:热稳定性差。
根据增塑剂添加与否:软质制品(添加30%左右增塑剂)、硬质制品。
3)合成方法:悬浮聚合—— 占总产量的80~85%。
——制品:紧密型树脂,得硬质制品;疏松型树脂,得软质制品 乳液聚合—— 加增塑剂,得PVC 糊状树脂。
——制品: 人造革、墙纸、干法纺丝 3.聚苯乙烯(PS )1)PS 是目前世界上产量居第三位的塑料品种。
2) PS 的性能 无定形聚合物,质硬,透明。
最大的不足:脆。
改性PS 品种:苯乙烯与丁苯橡胶接枝共聚获得高抗冲PS, ABS 树脂。
3)合成方法: 悬浮聚合 本体聚合。
4) 制品: 仪器仪表零件, 泡沫塑料和日常用品等. 4.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA ) 1)俗称: 有机玻璃。
2) PMMA 的性能 无定形聚合物,透明性可与无机玻璃媲美,但密度仅为无机玻璃的一半。
最大的不足:耐磨性差。
3)合成方法: 本体聚合4) 制品: 光学镜片, 设备标牌, 仪器仪表盘等.二、几种典型的线型缩聚产物1.聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET ,俗称:涤纶)合成纤维的第一大品种1)、优点:机械强度好,耐磨性好,经多次洗涤,无须烫熨;与棉混纺后,手感好,透水汽适宜。
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(绪论)【圣才出品】
圣才电子书
差别很大;
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
b.链引収是活性种的形成,活性种不单体加成,使链迅速增长,活性种的破坏就是链
终止;
c.除微量引収剂外,体系始终由单体和高分子聚合物组成,没有分,但转化率随时间而增大,单体则相应减少。活性
圣才电子书
间的相互关系和区别。
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
答:(1)单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节的含义
①单体是指合成聚合物的低分子化合物,如加成聚合中的乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯,
缩合聚合中的己二酸和己二胺、乙二醇和对苯二甲酸等。
②单体单元是指不单体中原子种类及个数相同,仅电子结构有所改变的单元。
(2)连锁聚合
①定义
连锁聚合是指由活性中心引収单体迅速连锁增长的聚合反应。
②类型
连锁聚合从活性种开始,活性种可以是自由基、阴离子或阳离子,根据活性种的丌同,
连锁聚合可以分为自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。
②特征
a.聚合过程由链引収、链增长、链终止等基元反应组成,各基元反应的速率和活化能
4 / 19
M Xn M0 2DP M0
式中 M0 是两种结构单元的平均分子量。 5.三大合成材料 (1)合成树脂和塑料; (2)合成纤维; (3)合成橡胶。
二、聚合物的分类和命名 1.分类 (1)按单体来源 天然高分子、合成高分子、改性高分子。 (2)按材料性能和用递 合成树脂和塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂、功能高分子。 (3)按高分子主链结构 ①碳链聚合物 大分子主链完全由碳原子组成。 ②杂链聚合物 大分子主链中除碳原子外,还有氧、氮、硫等杂原子。 ③元素有机聚合物 大分子主链中没有碳原子,主要有硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子,但侧基多半是
高分子化学 复习
高分子化学复习材料一.名词概念1.高分子化合物高分子化学物系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化学物。
2.高聚物由多个单体通过化学反应合成的高分子化学物,高聚物具有重复性。
3.单体形成高分子结构单元的低分子化学物。
如CH2=CH24.链节高分子像条链,组成此链的单元称链节。
如-CH2-CH2-5.聚合度高分子中重复的单元数目。
如 -(CH2CH2)n-D 的n或Dp6.三大合成材料塑料、橡胶、纤维涂料胶黏剂功能高分子7.平均官能度体系中可能反应的官能团总数与体系分子数之比称平均官能度。
8.平均相对分子质量一般合成聚合物是由许多相对分子质量大小不等的同系物分子组成的混合物。
因此,高分子化合物的相对分子质量只是这些同系物相对分子质量的统计平均值。
9. 根据主链结构,聚合物分类可分为碳链、杂链、元素有机聚合物。
10. 热塑性和热固性树脂具有可溶可熔性的树脂称为热塑性树脂,而不溶不熔的则称为热固性树脂。
11.平衡缩聚反应具有平衡可逆特性的缩聚反应12.界面缩聚两种单体分别溶于两互不相溶的溶剂中。
反应在界面上进行的反应。
13.凝胶化体形缩聚反应进行到一定程度,系统的黏度突然增加,出现具有弹性的凝胶壮物质的现象。
14.平均官能度体系中可能反应的官能团总数与体系分子数之比称平均官能度。
15.反应程度已经参加反应的官能团与起始官能团的物质的量的比值即为反应程度。
16.无规预聚物和结构预聚物聚合物链端的未反应官能团的种类和分布完全无规的预聚物叫做无规预聚物;分子链端的未反应官能团完全相同的预聚物叫做结构预聚物。
17.转化率已经参加了反应的反应物(单体)与起始反应物(单体)的物质的量的比值即为转化率。
18.引发剂效率和笼蔽效应引发聚合的部分引发剂占引发分解或消耗一总量的分率。
19.笼蔽效应笼蔽效应是指溶液聚合中,引发剂分子受溶剂分子与单体分子包围,部分初级自由基无法与单体分子接触而发生向引发剂或溶剂转移的现象。
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(配位聚合)【圣才出品】
第7章配位聚合7.1 复习笔记一、基本概念1.配位聚合单体与引发剂以配位方式进行的聚合反应。
采用具有配位(或络合)能力的引发剂,单体先在活性种的空位上配位(络合)并活化,然后插入烷基-金属键中,实现链增长(有时包括链引发)。
配位聚合又有络合聚合、插入聚合、定向聚合等名称。
2.定向聚合任何聚合过程(包括自由基、阳离子、阴离子、配位聚合)或任何聚合方法(如本体、悬浮、乳液和溶液等),只要它是以形成有规立构聚合物为主,都是定向聚合。
定向聚合等同于立构规整聚合。
3.构型和构象构型是指由原子(或取代基)在手性中心或双键上的空间排布顺序不同而产生的立体异构;构象是指由C-C单键内旋转而产生的原子或基团在空间排列的无数特定的形象。
有伸展型、无规线团、螺旋型和折叠链等几种构象。
4.立体异构(1)定义立体异构是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。
(2)分类①光学异构:光学异构又称对映异构或手性异构,是由手性中心产生的,分R(右)型和S(左)型;②几何异构:又称顺反异构,是由双键引起的顺式(Z)和反式(E)的几何异构,两种构型不能互变。
5.光学活性聚合物聚合物不仅含有手性碳原子,而且能使偏振光的偏振面旋转,真正具有旋光性,这种聚合物称为光学活性聚合物。
6.立构规整聚合物(1)定义立构规整聚合物是指由一种或两种构型的结构单元(手性中心)以单一顺序重复排列的聚合物。
(2)分类①全同立构聚合物:取代基处于平面的同侧或相邻手性中心的构型相同的聚合物;②间同立构聚合物:取代基交替地处在平面的两侧或相邻手性中心的构型相反并交替排列的聚合物;③无规立构聚合物:取代基在平面两侧或手性中心的构型呈无规则排列的聚合物。
7.顺式(Z)构型和反式(E)构型当双键的两个碳原子各连接两个不同基团时,由于双键不能自由旋转,就有可能生成两种不同的由空间排列所产生的异构体。
两个相同基团处于双键同侧的叫做顺式,反之叫做反式。
8.立构规整度立构规整度是指立构规整聚合物占聚合物总量的百分数。
高分子化学期末复习要点
高分子化学期末复习要点1.单体、结构单元、重复单元合成聚合物的原料称做单体;在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。
在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。
在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。
如果用两种单体缩聚成缩聚物,则由两种结构单元构成重复单元。
2.玻璃化温度无定型和结晶热塑性聚合物低温时都呈玻璃态,受热至某一较窄温度(2~5℃),则转变成橡胶态或柔韧的可塑态,这一转变温度特称做玻璃化温度Tg。
3.聚合反应分类(机理、单体—聚合物结构变化)(1).按单体聚合物结构变化分类:①.缩聚,是官能团单体多次缩合成聚合物的反应,除形成聚合物外,还有水、醇、氨、氯化氢等低分子副产物产生。
②.加聚,是烯类单体π键断裂而后加成聚合起来的反应。
③.开环聚合,是环状单体σ键断裂而后聚合成线性聚合物的反应。
(2).按聚合机理分类:①.逐步聚合多数缩聚和聚加成反应属于逐步聚合,由单体逐步形成二、三、四聚体等低聚物(齐聚物)。
②.连锁聚合多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合,连锁聚合从活性种(可以是自由基、阳离子、阴离子)开始,有自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合,经链引发、链增长、链终止等基元反应形成聚合物。
4.高分子聚合物的特征分子量大多分散性5.线性缩聚机理的特征①逐步特性②可逆平衡6.官能度、平均官能度、凝胶点化合物分子中官能团的个数为官能度f单体混合物的平均官能度定义为,每一份子平均带有的基团数:f平均=ΣNifi/ΣNi开始出现凝胶化时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点,用Pc表示。
7.Carothers法预测该聚合体系的凝胶点(P31、32)8.逐步聚合实施方法:实施逐步聚合有熔融聚合、溶液聚合、界面缩聚、固相缩聚等四种方法。
需考虑下列原则和措施:①.原料要尽可能纯净;②.单体按化学计量配制加微量单官能团物质或某双官能团单体微过量来控制分子量;③.尽可能提高反应程度;④.采用减压或其他手段去除副产物,使反应向聚合物方向移动。
高分子化学复习重点
⾼分⼦化学复习重点聚合过程:本体聚合,溶液聚合,沉淀聚合,悬浮聚合,分散聚合,乳液聚合⼀.本体聚合:不加其它介质,只有单体本⾝,在引发剂、热、光等作⽤下进⾏的聚合反应。
1.基本组分:单体————包括⽓态、液态和固态单体引发剂——⼀般为油溶性2.助剂:⾊料,增塑剂,润滑剂3.聚合场所:本体内4.本体聚合的优缺点:优点:产品纯净,不存在介质分离问题,可直接制得透明的板材、型材,聚合设备简单,可连续或间歇⽣产。
缺点:体系很粘稠,聚合热不易扩散,温度难控制,轻则造成局部过热,产品有⽓泡,分⼦量分布宽;重则温度失调,引起爆聚。
5.解决办法:预聚——在反应釜中进⾏,转化率达10~40%,放出⼀部分聚合热,有⼀定粘度。
后聚——在模板中聚合,逐步升温,使聚合完全⼆.溶液聚合:将单体和引发剂溶于适当溶剂进⾏的聚合反应1.基本组分单体,引发剂和溶剂2. 聚合场所在溶液内3.优点散热控温容易,可避免局部过热,体系粘度较低,能消除凝胶效应。
缺点溶剂回收⿇烦,设备利⽤率低,聚合速率慢,分⼦量不⾼。
4;溶剂对聚合的影响:(1)溶剂的加⼊可能影响聚合速率、分⼦量分布,溶剂的加⼊降低了[M],使 Rp降低;向溶剂链转移的结果使分⼦量降低;溶剂导致笼蔽效应使引发剂效率f 降低。
(2) 溶剂对聚合物的溶解性能与凝胶效应有关良溶剂,为均相聚合,[M]不⾼时,可消除凝胶效应沉淀剂,凝胶效应显著,Rp ,Mn劣溶剂,介于两者之间三、沉淀聚合:单体溶于⽔⽽聚合物不溶于⽔四、悬浮聚合:将不溶于⽔的单体以⼩液滴状悬浮在⽔中进⾏的聚合单体液滴含⽔,加⼊油溶性引发剂,聚合反应在液滴内进⾏1.基本组分: 单体,引发剂,⽔,悬浮剂2. 悬浮剂: 将油溶性单体分散在⽔中形成稳定悬浮液的物质。
a.⽔溶性⾼分⼦物质:聚⼄烯醇,聚丙烯酸钠,明胶,纤维素淀粉类。
吸附在液滴表⾯,形成⼀层保护膜。
b. 不溶于⽔的⽆机物:碳酸盐,硫酸盐,滑⽯粉,⾼岭⼟。
吸附在液滴表⾯,起机械隔离作⽤。
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(缩聚和逐步聚合)【圣才出品】
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
单体分子通过反复加成,使分子间形成共价键,逐步生成高分子质量的聚合物,聚合物 形成的同时没有小分子析出。
(2)按聚合物链结构 ①线形缩聚 参加反应的单体都只有两个官能团,聚合过程中,分子链在两个方向上增长,分子量逐 步增大,最后形成高分子的聚合反应。 ②体形缩聚 参加聚合反应的单体至少有一个含有两个以上的官能团,反应过程中,除按线形方向缩 聚外,侧基也能缩聚,先形成支链,迚一步形成体形结构。 (3)按单体种类 ①均缩聚(自缩聚); ②杂缩聚; ③共缩聚。 3.实施方法 (1)熔融缩聚 在单体和聚合物熔点以上迚行的聚合,相当于本体聚合,只有单体和少量催化剂,产物 纯净。 (2)溶液缩聚 在适当的溶剂和催化条件下单体迚行的聚合反应。所用单体需要具有高活性。 (3)界面缩聚 两单体分别溶于两丌互溶的溶剂,形成两种互丌相溶的溶液,聚合反应在两种溶液界面 处迚行的缩聚。
3 2
3
kc0 2t
1
①水未排出时 ②水部分排出时 6.凝胶化
dp dt
k1 1
p2
p2 K
dp dt
k1 1
p2
pnw K
(1)凝胶化现象
体型缩聚反应迚行到一定程度时,体系粘度将急剧增大,迅速转发成丌溶的交联网状结
构的弹性凝胶,即出现凝胶化现象。此时的反应程度称为凝胶点。
(2)预聚物
5 / 53
Af
A NB
NC fC) NC
(4)凝胶点的计算
①Carothers 法
6 / 53
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
2 / 53
圣才电子书
(4)固相缩聚
高分子化学复习重点
1. 自由基聚合按引发剂的分解方式:热分解型与氧化还原型2.热分解引发a.偶氮类引发剂:代表品种:偶氮二异丁腈(AIBN):分解只形成一种自由基,无诱导分解,常温下稳定,贮存安全。
80℃以上会剧烈分解分解速度与取代基有关:烯丙基、苄基>叔烷基>仲烷基>伯烷基b.过氧化类引发剂——最简单的过氧化物:过氧化氢活化能较高,一般不单独用作引发剂。
过氧化类引发剂的典型代表:过氧化二苯甲酰(BPO)。
分解温度:60~80℃,BPO 的分解分两步:第一步分解成苯甲酰自由基,第二步分解成苯基自由基,放出CO2c.无机过氧化类引发剂代表品种为过硫酸盐,如过硫酸钾(K2S2O8)和过硫酸铵[(NH4)2S2O8]。
水溶性引发剂,主要用于乳液聚合和水溶液聚合。
分解温度:60~80℃5.氧化—还原引发体系优点:活化能低(40~60kJ/mol);引发温度低(0~50℃),聚合速率大◆水溶性氧化—还原引发体系, 用于乳液聚合和水溶液聚合◆油溶性氧化—还原引发体系, 溶液聚合和本体聚合。
最常用的油溶性氧化—还原引发体系:过氧化二苯甲酰(BPO)—N, N二甲基苯胺(DMBA)。
6.电荷转移络合物引发:富电子分子和缺电子分子之间反应,可以生成电荷转移络合物(CTC),电荷转移络合物可以自发地或在光、热的作用下分解,产生自由基引发烯类单体进行自由基聚合。
本质:氧化--还原体系。
特点是体系活化能低(40kJ/mol)、可在低温下进行。
7.热引发:单体在没有引发剂的条件下,受热发生的聚合反应。
8.光引发:在紫外光作用下引起单体聚合特点:引发聚合活化能低,易控制,产物纯,结果重复性高9.光敏剂的光分解引发:在光的作用下,光引发剂发生光分解,产生两个自由基而引发聚合10辐射引发:在高能射线辐照下引起单体聚合反应11.等离子体引发:机理主要是自由基聚合反应12.引发剂分解动力学a. 初级自由基的生成:引发剂分解(均裂)形成自由基,为吸热反应,活化能高,反应速度慢。
高分子化学知识点总结
高分子化学知识点总结
基本概念:
单体:构成高分子链的基本单元。
高分子:由许多单体通过化学键连接而成的大分子。
聚合物:由高分子链通过化学键连接而成的物质。
低聚物:聚合度较低的高分子。
结构单元、重复单元、链节:构成高分子链的基本单元。
主链、侧链、端基、侧基:高分子链的组成部分。
聚合度:高分子链中单体单元的数量。
相对分子质量:高分子的分子量。
聚合反应类型:
加成聚合与缩合聚合:两种主要的聚合反应类型。
连锁聚合与逐步聚合:两种常见的聚合反应机制。
聚合物的分类:
根据不同的标准(如来源、结构、性能等)对聚合物进行分类。
常用聚合物的命名、来源、结构特征:
了解常见聚合物的命名规则、来源和结构特征。
聚合物的相对分子质量及其分布:
了解聚合物相对分子质量的测定方法及其分布特征。
高分子化学的研究范围:
涉及天然高分子和合成高分子。
天然高分子存在于天然材料中,如棉、麻、毛、丝等;合成高分子包括塑料、合成纤维、合成橡胶等。
高分子化学的发展历史:
从天然高分子的利用与加工、天然高分子的改性、合成高分子的生产到高分子科学的建立,经历了四个主要时期。
高分子化学反应动力学、化学热力学、结构化学、高分子物理等相关分支学科的基础知识。
高分子化学在实际应用中的重要性:高分子材料在现代社会中的广泛应用,如塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等。
总之,高分子化学涉及众多知识点,需要系统学习和理解。
通过掌握这些基础知识,可以更好地理解高分子材料的性质和应用。
高分子化学知识点总结
高分子化学知识点总结高分子化学是一门研究高分子材料的合成、结构、性质、加工和应用的学科,其内容涉及有机化学、物理化学、材料科学等多个学科领域。
下面是关于高分子化学的一些常见知识点的总结。
1. 高分子的定义和分类:高分子是由多个结构相似的重复单元组成的巨大分子。
根据高分子的来源可以分为天然高分子和合成高分子;按照化学结构可以分为线性高分子、支化高分子、网络高分子和共聚高分子等。
2. 高分子的合成方法:高分子合成方法主要包括聚合反应和缩聚反应。
聚合反应是指在单体之间发生共价键的形成,从而形成高分子;缩聚反应是指两个或多个单体通过失去一个小分子而结合成高分子。
3. 高分子的聚合反应:聚合反应可以分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和离子聚合等几种类型。
其中,自由基聚合是最常见的一种聚合反应,其原理是利用自由基引发剂引发单体之间的自由基反应,从而形成高分子。
4. 高分子的物理性质:高分子的物理性质受到其分子结构的主导。
常见的高分子物理性质包括玻璃化转变温度、熔融温度、热膨胀系数、力学性能等。
另外,高分子的物理性质还与其分子量、分子量分布、聚合度和晶形等因素有关。
5. 高分子的结构性质:高分子的结构性质是指高分子链的空间构型和排列方式。
高分子的结构性质直接影响其力学性能、热学性能和电学性能等。
常见的高分子结构性质包括晶体结构、无规共聚物和嵌段共聚物等。
6. 高分子的应用:高分子材料是一类重要的工程材料,广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂、管材、包装材料、电子材料、医疗材料等领域。
高分子材料具有重量轻、力学性能好、耐高温、绝缘性能好等优点。
7. 高分子的改性:由于高分子的一些性能和应用方面的限制,科学家通过添加助剂、共混物、交联等方式对高分子进行了改性。
改性可以改变高分子的力学性能、热学性能、电学性能等,并且使其能够满足特定应用的要求。
8. 高分子的可持续发展:随着环境问题的日益突出,高分子化学也在朝着可持续发展的方向发展。
高分子化学知识要点
高分子化学知识要点一、高分子的基本概念高分子化合物,简称高分子,是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物。
生活中常见的高分子材料有塑料、橡胶、纤维等。
高分子与小分子化合物相比,具有独特的性能。
例如,高分子材料通常具有较好的韧性、弹性和机械强度。
这是因为高分子的长链结构能够有效地分散和承受外力。
高分子的相对分子质量是一个重要的参数。
它不是一个确定的值,而是具有一定的分布范围。
这是由于聚合反应过程中的随机性导致的。
相对分子质量的大小和分布会显著影响高分子材料的性能。
二、高分子化合物的分类高分子化合物的分类方法有多种。
按照来源,可分为天然高分子和合成高分子。
天然高分子如纤维素、蛋白质等,是自然界中原本就存在的;合成高分子则是通过人工化学反应合成的,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
根据高分子主链的结构,又可分为碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子。
碳链高分子的主链全部由碳原子组成,像聚乙烯、聚丙烯就属于此类;杂链高分子的主链除了碳原子,还含有氧、氮、硫等杂原子,如聚酯、聚酰胺;元素有机高分子的主链中不含碳原子,而是由硅、磷、铝等元素组成,不过侧基一般是有机基团。
另外,还可以根据用途将高分子分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
不同类型的高分子在性能和应用方面有着很大的差异。
三、高分子的合成方法高分子的合成方法主要包括加聚反应和缩聚反应。
加聚反应是指由不饱和单体通过加成反应相互结合形成高分子的过程。
在这个过程中,没有小分子副产物生成。
例如,乙烯在引发剂的作用下发生加聚反应生成聚乙烯。
缩聚反应则是由具有两个或两个以上官能团的单体,通过官能团之间的缩合反应逐步形成高分子,同时会产生小分子副产物,如水、醇、氨等。
聚酯的合成就是一个典型的缩聚反应。
此外,还有开环聚合、逐步加成聚合等合成方法。
开环聚合是指环状单体通过开环形成线性高分子的反应;逐步加成聚合则是通过逐步的加成反应形成高分子。
高分子化学复习资料
高分子化学复习资料一、解释名词1.自加速效应:随着聚合反应的进行,单体转化率(c%)逐步提高,[I]、[M]逐步下降,聚合反应速率Rp理应下降,但在许多聚合体系中,Rp不但不下降,反而显著上升,这种现象是没有任何外界因素影响,在反应过程中自动发生的,因而称为自动加速现象。
2.反应程度:把在缩聚反应中参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值称作反应程度,以P表示,则:P=Pa=Pb=(N0-N)/N0=1-N/N03.聚合度:聚合物大分子中重复结构单元的数目称为聚合度。
6.结构单元与重复单元:在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元。
聚合物大分子中以共价键相互连接的、重复出现的、小而简单的结构单位称为重复单元。
4.竞聚率:令r1=k11/k12,r2=k22/k21,表示两种链增长速率常数之比,称为竞聚率。
5.平均官能度:单体混合物的平均官能度f是每一个分子所含有的官能团数目的加和平均。
f??Nf?N 式iii中,Ni为单体i的分子数;i为单体i的官能度。
7.理想恒比共聚:聚合的竞聚率r1=r2=1,这种聚合不论配比和转化率如何,共聚物组成和单体组成完全相同,F1=f1,并且随着聚合的进行,F1、f1,的值保持恒定不变。
8.官能团等活性:不同链长的端基官能团,具有相同的反应能力和参加反应的机会,即官能团的活性与分子链长无关。
9.引发效率与笼蔽效应、诱导分解:引发剂效率:用于引发聚合的引发剂量占引发剂分解或损耗总量的比例,以f表示。
诱导分解:实际上是自由基(包括初级自由基、单体自由基、链自由基等)向引发剂分子的链转移反应。
笼蔽效应:聚合体系中引发剂浓度很低,引发剂分解出的初级自由基常被溶剂分子所形成的“笼子”包围着,初级自由基必须扩散出笼子,才有机会引发单体聚合。
如来不及扩散出去,初级自由基之间有可能发生反应而终止或形成较为稳定的自由基不易引发单体聚合,这样就是消耗引发剂分子而不能引发聚合,使得引发剂效率f减小,这种效应称为笼蔽效应。
高分子化学知识点总结
第一章绪论1.1 高分子的基本概念高分子化学:研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学。
单体:能通过相互反应生成高分子的化合物。
高分子或聚合物(聚合物、大分子):由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。
相对分子质量低于1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。
主链:构成高分子骨架结构,以化学键结合的原子集合。
侧链或侧基:连接在主链原子上的原子或原子集合,又称支链。
支链可以较小,称为侧基;也可以较大,称为侧链。
端基:连接在主链末端原子上的原子或原子集合。
重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元,可简称重复单元,又可称链节。
结构单元:单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。
(构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~)。
单体单元:聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。
聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应。
连锁聚合:活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。
绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。
加聚反应:即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。
加聚反应无副产物。
缩聚反应:缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。
该反应常伴随着小分子的生成。
1.2 高分子化合物的分类1) 按高分子主链结构分类:可分为:①碳链聚合物:大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
②杂链聚合物:聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧、氮,硫等杂原子。
③元素有机聚合物:聚合物的大分子主链中没有碳原子孙,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。
④无机高分子:主链与侧链均无碳原子的高分子。
高分子化学知识点
2. 名词解释交替共聚物:两种单体在大分子链上严格交替相间排列。
嵌段聚合:两种或两种以上单体分别聚合成链节(或链段)生成嵌段共聚物的一类共聚合反应。
活性聚合:阴离子聚合由链引发、链增长和链终止三个基元反应组成,如聚合体系纯净、无质子供体,阴离子聚合可控制其终止反应,这种无终止;无链转移的聚合反应即为活性聚合。
特征为(1)无链终止;(2)无链转移;(3)引发反应比增长反应快,反应终了时聚合链仍是活的。
异构化聚合:指在链增长反应过程中常常发生原子或原子团的重排过程的反应。
反应程度:高分子缩聚反应中用以表征高分子聚合反应反应深度的量。
计算方法为参加反应的官能团数占起始官能团数的比例。
转化率:进入共聚物的单体量占起始单体量M 的百分比。
笼蔽效应:在溶液聚合反应中,浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基始终处于含大量溶剂分子的高黏度聚合物溶液的包围之中,一部分初级自由基无法与单体分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应,从而使引发剂效率降低。
诱导分解:诱导分解(Induced Decomposition )自由基向引发剂转移的反应为诱导分解。
自由基发生诱导分解反应将使引发剂的效率降低,同时也使聚合度降低平均官能度:有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段,反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。
(每一份子平均带的官能度)凝胶点:开始出现凝胶瞬间的临界反应程度Pc。
高分子:由许多结构相同的简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物。
由于对大多数高分子而言,其均由相同的化学结构重复连接而成,故也成为聚合物或高聚物。
计量聚合:指链引发速率在阴离子聚合反应中严格控制条件,以得到接近单分散的聚合物为目的的聚合反应。
配位聚合:单体分子首先在活性种的空位处配位,形成某些形式(σ-π)的配位络合物。
随后单体分子插入过渡金属(Mt )-碳(C)链中增长形成大分子的过程。
中南大学高分子化学笔记
一.若干自由基聚合产物 1.低密度聚乙烯 (LDPE )1)关于聚乙烯(PE ),目前世界上约有38个国家,135家公司建有164个生产装置,生产能力约1461~1995万吨/年。
2) PE 的工业产品有:LDPE ,HDPE ,LLDPE ,UHMWPE3)LDPE 的合成方法:高压本体聚合,压力98~343MPa ,温度150~3300C ,引发剂微量氧气。
4)LDPE 的性能:乳白色、无毒、无味、无臭的蜡状颗粒。
相对密度0.916~0.930。
LDPE 分子主链上带有长短不一的支链,每1000个碳原子上有20~30个乙基、丁基或更长的支链。
与HDPE 相比,结晶度低,透明性较好。
但机械强度、耐候性较差。
5)制品:薄膜、管材、中空容器。
2.聚氯乙烯(PVC )1)PVC 是目前世界上仅次于PE 的第二大塑料品种。
2) PVC 的性能 一般使用温度-15~600C ,具有难燃、抗化学药品性等。
最大的不足:热稳定性差。
根据增塑剂添加与否:软质制品(添加30%左右增塑剂)、硬质制品。
3)合成方法:悬浮聚合—— 占总产量的80~85%。
——制品:紧密型树脂,得硬质制品;疏松型树脂,得软质制品 乳液聚合—— 加增塑剂,得PVC 糊状树脂。
——制品: 人造革、墙纸、干法纺丝 3.聚苯乙烯(PS )1)PS 是目前世界上产量居第三位的塑料品种。
2) PS 的性能 无定形聚合物,质硬,透明。
最大的不足:脆。
改性PS 品种:苯乙烯与丁苯橡胶接枝共聚获得高抗冲PS, ABS 树脂。
3)合成方法: 悬浮聚合 本体聚合。
4) 制品: 仪器仪表零件, 泡沫塑料和日常用品等. 4.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA ) 1)俗称: 有机玻璃。
2) PMMA 的性能 无定形聚合物,透明性可与无机玻璃媲美,但密度仅为无机玻璃的一半。
最大的不足:耐磨性差。
3)合成方法: 本体聚合4) 制品: 光学镜片, 设备标牌, 仪器仪表盘等.二、几种典型的线型缩聚产物1.聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET ,俗称:涤纶)合成纤维的第一大品种1)、优点:机械强度好,耐磨性好,经多次洗涤,无须烫熨;与棉混纺后,手感好,透水汽适宜。
高分子化学复习资料
《高分子化学复习资料》第一章——绪论第一节高分子的根本概念1.高分子化学:是研究聚合反响机理和动力学,聚合反响与聚合物的分子量和分子量分布,以与聚合物结构之间关系的一门学科;研究高分子化合物合成和化学反响的一门科学。
2.高分子化合物:所谓高分子化合物,系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
3.单体:能通过聚合反响形成高分子化合物的低分子化合物,即合成聚合物的原料.4.结构单元:在大分子链中出现的以单体结构为根底的原子团(由一种单体分子通过聚合反响而进入聚合物重复单元的那一局部).5.重复单元:聚合物中组成和结构一样的最小单位称为~,又称为链节。
重复单元或结构单元类似大分子链中的一个环节,故俗称链节6.单体单元:与单体的化学组成完全一样,只是化学结构不同的结构单元〔电子结构有所改变〕.第二节高分子化合物的分类和命名1、分类〔1〕单体来源分类:天然高分子〔纤维素、蛋白质、淀粉等〕;合成高分子〔聚酯、聚酰胺等〕;半天然高分子〔改性淀粉、乙酸纤维素〕等.〔2〕根据材料的性能和用途分类:橡胶〔丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等〕;纤维〔涤纶、腈纶、锦纶、维尼纶等〕;塑料〔热塑性塑料:线型或支化聚合物,如聚乙烯、聚氯乙烯等;热固性塑料:体型聚合物,如酚醛树脂、不饱和聚酯等〕;涂料;粘合剂;功能高分子. 〔3〕根据高分子的主链结构分类:a.碳链聚合物: 大分子主链完全由碳原子组成绝大局部烯类、二烯类聚合物属于这一类.b.杂链聚合物: 大分子主链中除碳原子外,还有O、N、S等杂原子.: 大分子主链中没有碳原子,主要由Si、B、Al、O、N、S、P 等原子组成,侧基如此由有机基团组成。
如:硅橡胶 .〔4〕按分子的形状分:线形高分子、支化高分子、交联(或称网状)高分子〔5〕按单体分:均聚物、共聚物、高分子共混物(又称高分子合金)〔6〕按聚合反响类型分:缩聚物、加聚物〔7〕按热行为分:热塑性聚合物:聚合物大分子之间以物理力聚集而成,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章绪论1.1 高分子的基本概念、特点高分子化学:是研究聚合反应机理和动力学,聚合反应与聚合物的分子量和分子量分布,以及聚合物结构之间关系的一门学科。
单体:能通过相互反应生成高分子的化合物。
高分子或聚合物:由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。
相对分子质量低于1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。
主链:构成高分子骨架结构,以化学键结合的原子集合。
侧链或侧基:连接在主链原子上的原子或原子集合,又称支链。
支链可以较小,称为侧基;也可以较大,称为侧链。
聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应称做~.重复单元:聚合物中组成和结构相同的最小单位称为~,又称为链节。
结构单元:构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~单体单元:聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。
连锁聚合(Chain Polymerization):活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
逐步聚合(Step Polymerization):无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。
绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。
加聚反应(Addition Polymerization):即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。
加聚反应无副产物。
缩聚反应(Condensation Polymerization):即缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。
该反应常伴随着小分子的生成。
聚合反应(Polymerization):由低分子单体合成聚合物的反应。
线型聚合物:指许多重复单元在一个连续长度上连接而成的高分子.热塑性塑料(Thermoplastics Plastics):是线型可支链型聚合物,受热即软化或熔融,冷却即固化定型,这一过程可反复进行。
聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)等均属于此类。
热固性塑料(Thermosetting Plastics):在加工过程中形成交联结构,再加热也不软化和熔融。
酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等均属于此类。
1.2高分子化合物的分类1) 按高分子主链结构分类:可分为:①碳链聚合物(Carbon-chain Polymer):大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
②杂链聚合物(Hetero-chain Polymer):聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧、氮,硫等杂原子。
③元素有机聚合物(Element Organic Polymer) :聚合物的大分子主链中没有碳原子孙,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。
④无机高分子(Inorganic Polymer):主链与侧链均无碳原子的高分子。
2)按用途分可分为:塑料、橡胶、纤维三大类,如果再加上涂料、粘合剂和功能高分子则为六大类。
塑料(Plastics):具有塑性行为的材料,所谓塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。
塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间,受力能发生一定形变。
软塑料接近橡胶,硬塑料接近纤维。
橡胶(Rubber):具有可逆形变的高弹性聚合物材料。
在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。
橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(T g)低,分子量往往很大,大于几十万。
纤维(Fiber):聚合物经一定的机械加工(牵引、拉伸、定型等)后形成细而柔软的细丝,形成纤维。
纤维具有弹性模量大,受力时形变小,强度高等特点,有很高的结晶能力,分子量小,一般为几万。
3)按来源分可分为:天然高分子、合成高分子、半天然高分子(改性的天然高分子)4)按分子的形状分:线形高分子、支化高分子、交联(或称网状)高分子5)按单体分:均聚物、共聚物、高分子共混物(又称高分子合金)6)按聚合反应类型分:缩聚物、加聚物7)按热行为分:热塑性聚合物(Thermoplastics Polymer):聚合物大分子之间以物理力聚集而成,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。
热塑性聚合物受热时可塑化,冷却时则固化成型,并且可以如此反复进行。
热固性聚合物(Thermosetting Polymer):许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物,许多大分子键合在一起,已无单个大分子可言。
这类聚合物受热不软化,也不易被溶剂所溶胀。
8)按相对分子质量分:高聚物、低聚物、齐聚物、预聚物。
1.3相对分子质量及其分布1)相对分子质量平均相对分子质量:相对于一般低分子化合物都具有确定的相对分子质量而言,一般合成聚合物都不是由具有相同相对分子质量的大分子组成,而是由许多相对分子质量大小不等的同系物分子组成的混合物。
因此,高分子化合物的相对分子质量只是这些同系物相对分子质量的统计平均值。
数均分子量:/i i i n i i i i i in M m m M x M n n m M ====∑∑∑∑∑∑,i i w x 为i-聚体的分子分率和质量分率。
某体系的总质量m 为分子总数所平均。
.质均分子量:采用光散射法测得: 2ii i iw i i i i in m m M M w M m n M ===∑∑∑∑∑粘均分子量(Viscosity-average Molecular Weight ):用粘度法测得的聚合物的分子量。
1/1/1i aa a a i i i i i i n m m M M m n M η+⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑∑∑ 2)聚合度 聚合度(DP ):即高分子链中重复单元的重复次数,以n X 表示;衡量聚合物分子大小的指标。
聚合度DP 与相对分子质量的关系为n M DP M =⋅式中M 为重复单元的相对分子质量.由于共聚物和混缩聚物的重复单元由两个或两个以上结构单元组成,如果采用聚合度DP 往往会带来计算上的不便,因此大部分情况下,将聚合度定义为每个大分子链所含结构单元数目的平均值,通常以n X 表示。
聚合度n X 与相对分子质量的关系为0n n M X M =⋅,0M 为结构单元的平均相对分子质量。
特别强调:聚合度的计算最好以结构单元数目而不以重复单元数目为基准,即通常采用的是n X 表示聚合度。
3)相对分子质量分布多分散性(Polydispersity ):聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性。
多分散性有三种表示法:①多分散系数;②分级曲数;③分布函数。
多分散系(指)数可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示,这一比值称为多分散指数,其符号为/(/)w n z w D M M M M =或,对于完全单分散的聚合物D=1,其数值大小表征聚合物相对分子质量大小悬殊的程度。
分子量分布(Molecular Weight Distribution, MWD ):由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布,分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。
第二章逐步聚合2.1 逐步聚合反应的基本概念1 逐步的特征逐步聚合(Step Polymerization):通常是由单体所带的两种不同的官能团之间发生化学反应而进行的。
无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。
绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。
其特征为:①逐步聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的。
在反应初期,聚合物远未达到实用要求的高分子量(>5000——10000)时,单体就已经消失了。
②逐步聚合反应的速率是不同大小分子间反应速率的总和。
③聚合产物的相对分子质量随转化率增高而逐步增大的。
④在高转化率才能生成高分子量的聚合物。
2逐步聚合反应的分类1)按反应机理分类逐步缩聚反应:带有两个或两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应,即缩掉小分子而进行的聚合。
反应过程中,不小分子副产物生成。
逐步加成聚合:单体分子通过反复加成,使分子间形成共价键,逐步生成高相对分子质量聚合物的过程,其聚合物形成的同时没有小分子析出,如聚氨酯的合成。
逐步聚合反应的所有中间产物分子两端都带有可以继续进行约定缩合反应的官能团,而且都是相对稳定的。
当某种单体所含有官能团的物质的量多于另一种单体时,聚合反应就无法再继续下去。
2)按聚合物链结构分类线形逐步聚合反应:参加反应的单体都只带有两个官能团,聚合过程中,分子链在两个方向上增长,分子量逐步增大,体系的粘度逐渐上升,最后形成高分子的聚合反应。
支化、交联聚合反应(体型聚合):参加聚合反应的单体至少有一个含有两个以上官能团时,反应过程中,分子链从多个方向增长。
调节两种单体的配比,可以生成支化聚合物或交联聚合物(体型聚合物)3)按参加反应的单体种类分类(1)逐步均聚反应:只有一种或两种单体参加聚合反应,生成的聚合物只含有一种重复单元。
(2)逐步共聚反应:两种或两种以上单体参加聚合反应,生成的聚合物含有两种或两种以上的重复单元。
3. 缩聚反应缩聚反应:是缩合聚合的简称,是多次缩合重复结果形成缩聚物的过程。
缩合和缩聚都是基团间的反应,两种不同基团可以分属于两种单体分子,也可能同在一种单体分子上。
官能度f (Functionality):一分子聚合反应原料中能参与反应的官能团数称为官能度。
1-1、1-2、1-3体系缩合,将形成低分子物;2-2或2-官能度体系缩聚,形成线形缩聚物;2-3、2-4或3-3体系则形成体形缩聚物。
4. 线形缩聚机理线形缩聚机理的特征有:逐步和可逆。
1)线型缩聚反应的逐步性缩聚大分子的生长是由于官能团相互反应的结果。
缩聚早期,单体很快消失,转变成二聚体、三聚体、四聚体等低聚物,转化率很高,以后的缩聚反应则在低聚物之间进行。
缩聚反应就是这样逐步进行下去的,聚合度随时间或反应程度而增加。
延长聚合时间的主要目的在于提高产物相对分子质量,而不在于提高转化率。
缩聚早期,单体的转化率就很高,而相对分子质量却很低。
转化率:是指转变成聚合物的单体部分占起始单体量的百分数。
逐步特性是所有缩聚反应所共有的。
2)线型缩聚反应的平衡性许多缩聚反应是可逆的,其可逆的程度可由平衡常数来衡量。
根据其大小,可将线型缩聚大致分成三类:①平衡常数小,如聚酯化反应,K≈4,低分子副产物水的存在对聚合物相对分子质量影响很大,应除去。
②平衡常数中等,如聚酰胺化反应,K≈300~500,水对聚合物相对分子质量有所影响。
③平衡常数很大或看作不可逆,如聚碳酸酯和聚砜一类的缩聚,平衡常数总在几千以上。