潘祖仁 高分子化学
潘祖仁《高分子化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(聚合方法)【圣才出品】
如温度降到三相平衡点以下,将有凝胶枂出,乳化能力减弱。
(5)浊点
非离子型乳化剂水溶液随温度升高而分相的温度,称为浊点。在浊点以上,非离子型表
面活性剂将沉枂出来。
3.乳液聚合机理
(1)成核机理
①胶束成核
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在经典乳液聚合体系中,由于胶束的表面积大,更有利于捕捉水相中的初级自由基和短 链自由基,自由基迚入胶束,引収其中单体聚合,形成活性种,这就是胶束成核。
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(1)临界胶束浓度
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在一定温度下,乳化剂开始形成胶束的浓度,称为临界胶束浓度(CMC)。CMC 值越
小的乳化剂,乳化能力越强。
(2)增溶
①定义
乳化剂的存在,将使单体的溶解度增加,这称为增溶作用。
②增溶的原因
a.单体伴随乳化剂分子的疏水部分增溶在水中;
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五、乳液聚合 1.乳液聚合概述 (1)定义 乳液聚合是指单体在水中分散成乳液状态的聚合。传统乳液聚合的基本配斱由单体、水、 水溶性引収剂和水溶性乳化剂四组分极成。 (2)特点 ①优点 a.以水作介质,环保安全,胶乳粘度低,便于混合传热、管道输送和连续生产; b.聚合速率快,产物分子量高,可在低温下聚合; c.胶乳可直接使用。 ②缺点 a.需要固体产品时,胶乳需经凝聚、洗涤、脱水、干燥等工序,成本高; b.产品中留有乳化剂,有损电性能等。 (3)乳化剂和乳化作用 ①传统乳液聚合中主要选用阴离子乳化剂,非离子型表面活性剂则配合使用。另外还有 阳离子乳化剂和两性乳化剂。 ②乳化剂的作用 a.降低表面张力,使单体分散成细小液滴; b.在液滴或胶粒表面形成保护层,防止凝聚,使乳液稳定; c.形成胶束,使单体增溶。 2.基本概念
潘祖仁高分子化学第五版评价
潘祖仁高分子化学第五版评价
【原创实用版】
目录
1.潘祖仁高分子化学第五版的概述
2.潘祖仁高分子化学第五版的特点
3.潘祖仁高分子化学第五版的适用对象
4.潘祖仁高分子化学第五版的评价
5.结论
正文
一、潘祖仁高分子化学第五版的概述
《潘祖仁高分子化学第五版》是潘祖仁教授编著的一本关于高分子化学的经典教材。
此书自首次出版以来,已经过数次修订,第五版是最新版本,体现了当前高分子化学领域的最新研究成果和发展动态。
二、潘祖仁高分子化学第五版的特点
1.内容全面:本书系统地介绍了高分子化学的基本概念、原理和方法,涵盖了聚合物的合成、结构、性能、应用等方面的内容。
2.层次分明:第五版在编排上更加注重层次分明,使得读者能够更好地理解和掌握高分子化学的知识体系。
3.实例丰富:书中提供了大量实例,帮助读者加深对高分子化学理论的理解,同时提高了读者解决实际问题的能力。
4.注重实践:本书强调实际应用,紧密结合科研与生产实际,为读者提供了实用的高分子化学知识。
三、潘祖仁高分子化学第五版的适用对象
本书适用于高等院校高分子化学及相关专业的本科生、研究生,同时
也可供从事高分子化学研究、生产的工程技术人员参考。
四、潘祖仁高分子化学第五版的评价
1.学术价值:潘祖仁教授是我国高分子化学领域的著名专家,此书凝聚了其丰富的教学经验和研究成果,具有很高的学术价值。
2.实用性:本书注重理论与实践相结合,为读者提供了实用的高分子化学知识,具有很高的实用性。
3.影响力:作为一本经典的高分子化学教材,潘祖仁高分子化学第五版在学术界和产业界具有广泛的影响力。
高分子化学潘祖仁复习资料
第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。
答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
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2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以x n表示。
2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。
答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecul® 的同义词,也曾使用large or big molecule 的术语。
从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。
选择其常用分子量,计算聚合度。
潘祖仁高分子化学第五版评价
潘祖仁高分子化学第五版评价摘要:一、潘祖仁高分子化学第五版的概述1.书名:《潘祖仁高分子化学》2.作者:潘祖仁3.出版时间:第五版(2019 年)4.出版社:化学工业出版社二、潘祖仁高分子化学第五版的内容介绍1.第五版的主要更新内容2.书籍的结构和章节安排3.理论与实践相结合的特点三、潘祖仁高分子化学第五版的评价1.学术界和工业界的认可2.对我国高分子科学发展的贡献3.适用人群和应用领域四、与其他高分子化学教材的比较1.与国外经典教材的对比2.国内其他教材的优势和不足正文:【提纲】一、潘祖仁高分子化学第五版的概述《潘祖仁高分子化学》是我国高分子化学领域的一部经典教材,由潘祖仁教授编著。
自首次出版以来,该书已更新至第五版(2019 年),受到广泛关注和好评。
【提纲】二、潘祖仁高分子化学第五版的内容介绍第五版《潘祖仁高分子化学》在保持前四版优点的基础上,进行了全面的修订和更新。
全书共分为二十章,涵盖了高分子的基本概念、合成方法、结构与性能、功能化等方面的内容。
第五版重点加入了高分子科学的新进展、新技术和新应用,以适应时代发展的需求。
【提纲】三、潘祖仁高分子化学第五版的评价《潘祖仁高分子化学》第五版得到了学术界和工业界的广泛认可,被誉为我国高分子化学领域的“百科全书”。
该书内容丰富,既注重理论研究,又强调实践应用,为我国高分子科学的发展做出了巨大贡献。
【提纲】四、与其他高分子化学教材的比较与国外经典高分子化学教材相比,《潘祖仁高分子化学》更注重结合我国实际情况,突出我国在高分子科学领域的特色和优势。
在国内其他教材中,该书在内容全面性、系统性和实用性方面具有明显优势,成为高分子化学教育领域的重要参考书。
第二章高分子化学 潘祖仁
聚醚化反应:二元醇与二元醇反应, 聚醚化反应:二元醇与二元醇反应,
n HO-R-OH + n HO-R’-OH H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
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第二章 逐步聚合反应
缩聚反应常用的官能团: 缩聚反应常用的官能团:—OH、—COOH、 、 、 —NH2、—COX(酰卤)、 )、—COOR(酯基)、 (酰卤)、 (酯基)、 —OCOCO—(酸酐)、 )、—H、—X、—SO3H、 (酸酐)、 、 、 、 —SO2Cl等。 等
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第二章 逐步聚合反应
基本特征: 基本特征: 聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的 反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的; (1)聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的; 每步反应的机理相同,因而反应速率和活化能相同; (2)每步反应的机理相同,因而反应速率和活化能相同; (3)反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物 组成,单体及任何中间产物两分子间都能发生反应; 组成,单体及任何中间产物两分子间都能发生反应; 聚合产物的分子量是逐步增大的, (4)聚合产物的分子量是逐步增大的, 反应中有小分子脱出。 (5)反应中有小分子脱出。
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第二章 逐步聚合反应
2 缩聚反应
2.1 缩合反应
在有机化学中, 在有机化学中,典型的缩合反应如醋酸和乙醇的酯化 反应。除了得到主产物醋酸乙酯外,还有副产物水。 反应。除了得到主产物醋酸乙酯外,还有副产物水。
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
反应物分子中能参与反应的官能团数称为官能度。 反应物分子中能参与反应的官能团数称为官能度。醋 酸和乙醇中都只有一个能参与反应的官能团,因此都是单 酸和乙醇中都只有一个能参与反应的官能团,因此都是单 官能团物质。上述体系称为1 1官能度体系。 官能团物质。上述体系称为1—1官能度体系。
潘祖仁高分子化学各章名词解释——高分子化学资料文档
第二章自由基聚合(Free-Radical Polymerization)活性种(Reactive Species):打开单体的π键,使链引发和增长的物质,活性种可以是自由基,也可以是阳离子和阴离子。
均裂(Homolysis):化合物共价键的断裂形式,均裂的结果,共价键上一对电子分属两个基团,使每个基团带有一个独电子,这个带独电子的基团呈中性,称为自由基。
异裂(Heterolysis):化合物共价键的断裂形式,异裂的结果,共价键上一对电子全部归属于其中一个基团,这个基团形成阴离子,而另一缺电子的基团,称为阳离子。
自由基聚合(Radical Polymerization):以自由基作为活性中心的连锁聚合。
离子聚合(Ionic Polymerization):活性中心为阴、阳离子的连锁聚合。
阳离子聚合(Cationic Polymerization):以阳离子作为活性中心的连锁聚合。
阴离子聚合(Anionic Polymerization):以阳离子作为活性中心的连锁聚合。
诱导效应(Induction Effect):单体的取代基的供电子、吸电子性。
共轭体系(Resonance System):在某些有机化合物分子中,由于双键、p电子或空的p轨道的相互影响与作用,使得电子云不能仅仅局限在某个碳原子上,而是分散在一定范围内多个原子上的离域体系中,这种离域体系就是共扼体系。
共轭效应(Resonance Effect):共扼效应存在于共扼体系中,它是由于轨道相互交盖而引起共扼体系中各键上的电子云密度发生平均化的一种电子效应。
共扼效应使体系的键长趋于平均化,体系能量降低,分子趋于稳定。
可分为σ-π共轭、p-π共轭、π-π共轭、σ-p共轭。
空间位阻效应(Steric Effect):由取代基的体积、数量、位置所引起的效应,它对单体聚合能力有显著的影响,但它不涉及对活性种的选择。
链引发(Chain Initiation):形成单体自由基活性种的反应。
潘祖仁《高分子化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)
潘祖仁《高分子化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)目录内容简介目录第1章绪论1.1复习笔记1.2课后习题详解1.3名校考研真题详解第2章缩聚和逐步聚合2.1复习笔记2.2课后习题详解2.3名校考研真题详解第3章自由基聚合3.1复习笔记3.2课后习题详解3.3名校考研真题详解第4章自由基共聚合4.1复习笔记4.2课后习题详解4.3名校考研真题详解第5章聚合方法5.1复习笔记5.2课后习题详解5.3名校考研真题详解第6章离子聚合6.1复习笔记6.2课后习题详解6.3名校考研真题详解第7章配位聚合7.1复习笔记7.2课后习题详解7.3名校考研真题详解第8章开环聚合8.1复习笔记8.2课后习题详解8.3名校考研真题详解第9章聚合物的化学反应9.1复习笔记9.2课后习题详解9.3名校考研真题详解第第1章绪论1.1复习笔记【通关提要】通过本章的学习,了解聚合反应的机理特征,掌握聚合度、数均分子量、重均分子量和分子量分布指数的计算。
【知识框架】【重点难点归纳】一、高分子的基本概念1聚合度(见表1-1-1)表1-1-1聚合度的基本知识2三大合成材料(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(见表1-1-2)表1-1-2聚合物的分类2命名(见表1-1-3)表1-1-3聚合物的命名三、聚合反应1按单体-聚合物结构变化分类分为缩聚反应、加聚反应和开环聚合。
2按聚合机理和动力学分类分为:逐步聚合和连锁聚合。
四、分子量及其分布1平均分子量(见表1-1-4)表1-1-4平均分子量2分子量分布分子量分布有两种表示方法:(1)分子量分布指数(2)分子量分布曲线如图1-1-1所示,、、依次增大。
数均分子量接近于最可几分子量。
平均分子量相同,其分布可能不同,因为同分子量部分所占百分比不一定相等。
分子量分布也是影响聚合物性能的重要因素。
图1-1-1分子量分布曲线五、大分子微结构1大分子和结构单元关系大分子具有多层次微结构,由结构单元及其键接方式引起,包括结构单元的本身结构、结构单元相互键接的序列结构、结构单元在空间排布的立体构型等。
潘祖仁高分子化学(共89张PPT)
聚酰胺 –R1CONH-R2CONH-R1CONH聚氨酯 –R1-OCONHR2NHCOO-R1-0聚脲(己二胺+己二异氰酸 见后面) 聚砜(砜+双酚A 见后面)
1.2 聚合物的分类和命名
1.2.2 聚合物的命名
系统命名法较严谨,但往往名称很长,使用 不太方便。
在这种情况下,无法确定它的重复单元,仅 结构单元=单体单元
例1 聚乙烯
n C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 n
单体单元=结构单元= 重复单元 =链节
例2 尼龙66
单体单元重复单元结构单元 H2N(CH2)6NH2
HOOC-(CH2)4COOH
1.2 聚合物的分类和命名
1.2.1 聚合物的分类
缩合聚合(缩聚反应)1234
乙烯 丙烯 氯乙烯 甲基丙烯酸甲酯
结构单元=重复单元 =链节
分加子成量 聚大合是(高加分聚子反的应通根)本过性质单体分子中的某些官能团之间的缩合聚合成高分子的
反应称为缩合反应。 加聚产物的结构单元中元素组成与其单体相同,仅是电子结构发生变化。
IUPAC不反对在一般场合使用习惯命名法和 其他能反映聚合物特征的命名法,但在学术性 较强的论文中鼓励使用系统命名法。
IUPAC不提倡采用商品名和俗称。
高分子化合物的命名
1 命名
以单体名称为基础,在前面加“聚”字
乙烯 丙烯 氯乙烯 甲基丙烯酸甲酯
聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯
取单体简名,在后面加“树脂” 、“橡胶”二字
共聚物(由两种或两种以上单体进行聚合) 无规共聚物 嵌段共聚物 交替共聚物 接枝共聚物
无规共聚、交替共聚、接枝共聚、嵌段共聚
潘祖仁高分子化学第五版评价
潘祖仁高分子化学第五版评价
摘要:
一、潘祖仁高分子化学第五版的概述
二、潘祖仁高分子化学第五版的优点
1.内容全面且系统
2.理论与实践相结合
3.注重科学研究的最新进展
三、潘祖仁高分子化学第五版的不足
1.部分内容过于专业
2.篇幅较大,阅读难度较高
四、结论
正文:
潘祖仁高分子化学第五版是一本关于高分子化学的经典教材。
本书系统地介绍了高分子化学的基本概念、理论和应用,是高分子化学研究和教学的重要参考书。
本书的优点主要体现在以下几个方面:
首先,内容全面且系统。
潘祖仁高分子化学第五版从高分子化学的基本原理入手,详细阐述了高分子化学的各个领域,包括高分子合成、高分子物理、高分子溶液、高分子材料等。
这些内容既包括基本理论,也包括实际应用,为读者提供了全面的高分子化学知识。
其次,理论与实践相结合。
本书在介绍理论知识的同时,注重与实际应用
的结合,提供了丰富的实例。
这不仅有助于读者理解和掌握理论知识,也有助于培养读者的实际操作能力。
最后,注重科学研究的最新进展。
潘祖仁高分子化学第五版反映了高分子化学研究的最新成果,使读者能够了解和掌握高分子化学的前沿动态。
然而,本书也存在一些不足。
首先,部分内容过于专业,需要读者具备一定的专业背景。
其次,由于篇幅较大,阅读难度较高,对于初学者来说可能存在一定的挑战。
总的来说,潘祖仁高分子化学第五版是一本高质量的高分子化学教材。
高分子化学第五版潘祖仁版课后习题答案
第一章绪论思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以与它们之间的相互关系和区别。
答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
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2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以X表示。
n2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以与它们之间的关系和区别。
答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物()可以看作是高分子()的同义词,也曾使用的术语。
从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。
选择其常用分子量,计算聚合度。
聚合物结构式(重复单元)聚氯乙烯-[2]- n聚苯乙烯-[2(C6H5)-]n涤纶-[22O6H4]n尼龙66(聚酰胺-66)-[(2)6(2)4]n聚丁二烯-[22 -]n天然橡胶-[2(3)2-]n聚合物分子量/万结构单元分子量/万特征塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~3062.5104800~240960~290(962~2885)足够的聚合度,才能达到一定强度,弱极性要求较高聚合度。
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潘祖仁教授在高分子化学领域的贡献
1、创新理论:潘祖仁教授主要贡献在高分子化学理论方面,他就高分子的结构与性质的联系问题,提出了一般新的主轴性理论,他把高分子结构分解为具有成分共轭基团的总轴和侧轴,开拓了垂直分析法研究高分子结构,发展了分子量、等离子体荷电量、热重分析及热分解分析方法。
2、推动实验技术:潘祖仁教授还推动了高分子的实验技术的发展,为高分子的配合反应提供了新的分析方法,他提出了金属前体在高分子链中的假设,开启了簇结构(桥联反应簇的研究)的基础,也为高分子的热聚变提供理论支持。
3、创新应用:在高分子应用方面,潘祖仁教授提出了复合聚合物胶水再生利用技术、可降解高分子物质技术等创新应用,给我们的现代社会带来无限科技发展前景。
总之,潘祖仁教授为高分子化学的理论研究和应用创新做出了巨大的贡献,被誉为有“高分子化学之父”之称,他的工作一直都是让我们未来的高分子化学发展有了重要的指引和感受。
高分子化学潘祖仁第四版全书共55页
1)共轭单体能按三种机理聚合 2)带有吸电子基团的单体可自由基和阴离子聚合 3)带有供电子基团的单体则只能阳离子聚合 4)记住特殊的聚合方式(带烷基取代基的单体、VC、烷基乙烯基醚等)
p61 表3-1
半衰期(t1/2 , half time)
连锁聚合的条件
活性种R*(reactive species)的存在(外因) -- 自由基 (free radical) -- 阴离子(anion) -- 阳离子(cation) 单体中存在接受活性种进攻的弱键,如-C=C-(内因)
单体聚合机理的判别
热力学可能( △G < 0) -- 单烯类、共轭双烯类、炔类、羰基化合物等一般都属于热力学可能 的单体。
引发剂的选择原则
根据聚合方法选择:
-- 本体、悬浮和溶液聚合 偶氮类和过氧类等油溶性引发剂
常采用高-低(中)活性引发剂 复合使用的方法
-- 乳液、水溶液聚合
过硫酸盐等水溶性引发剂或氧化还原体系
根据聚合温度选择:
-- 选择t1/2与聚合时间同数量级或相当的引发剂 聚合温度高,选用低活性或中等活性的引发剂
n = N*t = Rp/Rt 稳态时Rt =Ri,
ν = kp[M]/2(fktkd[I])1/2
动力学链长与平均聚合度的关系
➢ 无链转移反应时,每一条增长链都是由一个初级自由基引发而成,
因而ν =平均每条增长链所含的单体单元数: ➢ 当发生歧化终止时, 两条增长链生成两个聚合物分子,因而聚合产物 的 DP = ν; ➢ 当发生偶合终止时,两条增长链结合生成一个聚合物分子,因而聚合 产物的DP = 2ν 。 ➢ 链转移时,
高分子化学(潘祖仁)名词解释
高分子化学(潘祖仁主编)名词解释第一章绪论?逐步聚合,是指聚合过程中低分子转变成高分子是缓慢逐步进行的,每步的反应速率和活化能大致相同。
聚合早期,单体很快聚合成低分子量的齐聚物,短期内单体转化率很高,反应程度却很低。
?连锁聚合,是指从自由基、阴阳离子等活性种开始,经历链引发、链增长、链终止等基元反应的,各基元反应的速率和活化能差别很大的一类聚合反应。
?数均分子量,是指按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量,等于高分子样品中所以分子的总质量除以总的摩尔分数;质均分子量,是指按聚合物中含有的分子质量统计平均的分子量;黏均分子量,是指用粘度法测得的高分子的平均分子量。
?热塑性弹性体:通常的弹性体如橡胶是通过化学反应使聚合物分子链发生交联才具有弹性,而热塑弹性体的弹性来自于聚合物分子链间的物理交联,如氢键等分子间相互作用。
普通橡胶不能二次加工,而热塑弹性既具有橡胶的弹性,又具有塑料的可塑性,可以多次进行成型加工。
?线形或支链形大分子以物理力聚集成聚合物,可溶于适当溶剂中,加热时可熔融塑化,冷却时固化成型,此类聚合物称作热塑性聚合物。
?酚醛树脂,醇酸树脂等在树脂合成阶段,需控制原料配比和反应条件,使其停留在线形或少量支链的低分子预聚物阶段。
成型时,经加热,再使其中潜在的官能团继续反应成交联结构而固化。
此类聚合物称作热固性聚合物。
第二章缩聚和逐步聚合?均聚是指系统中只由一种单体构成的聚合反应,如氯乙烯的缩聚;共聚是指聚合物是由两种或多种单体共同聚合而成的聚合反应,如尼龙-66的聚合;混缩聚是指类如aAb的单体进行的聚合反应。
?反应程度的定义为参与反应的基团数占起始基团数的分数,将大分子的结构单元数(不是重复单元数)定义为聚合度。
?官能团等活性理论提出,不同的链长的端基官能团,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的大小无关。
此理论适用于一般的聚合度不太高的、体系粘度不太大的缩聚体系;不适用于聚合反应后期,因为聚合反应后期,聚合度较大、粘度大,链段活动受到阻碍,端基活性降低。
浙江大学高分子化学(潘祖仁)名词解释
第一章绪论(Introduction)高分子化合物(High Molecular Compound):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。
单体(Monomer):合成聚合物所用的-低分子的原料。
如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。
重复单元(Repeating Unit):在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。
如聚氯乙烯的重复单元为。
单体单元(Monomer Unit):结构单元与原料相比,除了电子结构变化外,其原子种类和各种原子的个数完全相同,这种结构单元又称为单体单元。
结构单元(Structural Unit):单体在大分子链中形成的单元。
聚氯乙烯的结构单元为。
聚合度(DP、X n)(Degree of Polymerization) :衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以表示。
聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成,因此聚合度是一统计平均值,一般写成、。
聚合物分子量(Molecular Weight of Polymer):重复单元的分子量与重复单元数的乘积;或结构单元数与结构单元分子量的乘积。
数均分子量 (Number-average Molecular Weight):聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。
,N i:相应分子所占的数量分数。
重均分子量(Weight-average Molecular Weight):聚合物中用不同分子量的分子重量平:相应的分子所占的重量分数。
均的统计平均分子量。
,W粘均分子量(Viscosity-average Molecular Weight):用粘度法测得的聚合物的分子量。
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。
潘祖仁第五版高分子化学知识点
第一章:绪论一、基本概念高分子、高分子化合物单体结构单元重复结构单元单体单元聚合度全同立构高分子间同立构高分子立构规整性高分子无规立构高分子遥爪高分子:含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。
均聚物:由一种(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物。
共聚物:由一种以上(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物。
生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。
逐步聚合反应:是指在反应过程中,聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。
链式聚合反应:是指在聚合反应过程中,聚合物链是仅由单体和聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成,并且在新的聚合物链上再生反应活性点。
聚合物的多分散性:聚合物是由一系列分子量不等的同系物高分子组成,这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数,这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性。
平均分子量:聚合物的分子量或聚合度是统计的,是一个平均值,叫平均分子量或平均聚合度。
数均分子量和重均分子量及多分散系数二、基本理论1、聚合物的分类:来源:天然高分子、半天然高分子和合成高分子主链元素组成:碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子性质和用途:塑料、纤维和橡胶,以及功能高分子、胶粘剂和涂料2、聚合物的命名:习惯命名和IUPAC命名第二章缩聚及逐步聚合反应一、基本概念缩合聚合和逐步加成聚合,线形逐步聚合反应和非线形逐步聚合反应,平衡线形逐步聚合反应和不平衡线形逐步聚合反应,单体功能度和平均功能度,均缩聚和混缩聚,熔融缩聚、界面缩聚和固态缩聚,凝胶化现象和凝胶点,无规预聚体和确定结构预聚体。
二、基本理论1.逐步聚合反应的特征:a. 反应是逐步进行的;b. 每一步反应的速率和活化能大致相同;c. 反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组,单体以及任何中间产物两分子间都能发生反应;d. 聚合产物的分子量是逐步增大的。
2. 线形逐步聚合反应聚合产物分子量的控制与稳定(1)数均聚合度与功能基摩尔比、反应程度的关系rP2-r 1r 1X n ++= 若r ≠1, P 指量少功能基的反应程度 (2)反应程度的影响因素:平衡常数(3)单功能基化合物的作用:a. 分子量调节剂,[r = N A /(N B +2N B ’)]; b. 单功能基化合物对聚合物进行封端,起稳定分子量的作用(分子量稳定剂)。
高分子化学 潘祖仁版 课件
n CH2=CH + mCH2=CH
Cl
OCOCH3
[ ] ( CH2 CH ) x ( CH2 CH )y
Cl
OCOCH3
共聚物(Copolymer):共聚合所形成的产物:含有两 种或多种结构单元。
共聚合中结构单元的特点:结构单元与各自单体的元素 组成相同。
RM
• 1
Ri1 = ki1[R• ][M1]
R•
+
M2
⎯⎯ki2 →
RM
• 2
Ri 2 = ki 2 [ R • ][ M 2 ]
23
下标中的第一个数字表示某自由 基,第二个数字表示某单体。
2)链增长(Propagation):
L
M
• 1
+
M1
⎯⎯k11 →
L
M
1
M
• 1
L
M
• 1
+
M2
⎯⎯k12 →
f
2 2
30
(2)共聚行为-共聚物组成曲线
19
理论方面应用 利用共聚合反应测定单体及自由基的活性(本章第七 节) 并进一步了解单体活性与反应能力的关系,控制共聚 物组成和结构,预测合成新型聚合物的可能性。
20
4.2 二元共聚物组成(Copolymer Composition)
共聚单体化学结构不同,活性不同
进入共聚物链中的单体比例(即共聚物组成)不同,并导 致单体配比发生变化
L
M
• 1
+
M
• 1
⎯k⎯t⎯t11→LM 1M1 L
L
M
• 2
+
潘祖仁高分子化学化学方程式汇总
潘祖仁高分子化学化学方程式汇总在高分子化学领域,潘祖仁是一位著名的学者,他在高分子化学领域做出了杰出的贡献。
在他的研究中,有许多重要的化学方程式被提出并得到广泛应用。
本文将对潘祖仁高分子化学化学方程式进行汇总和解读,以帮助读者更深入地理解这一领域。
1.乙烯-醋酸乙烯酯共聚反应乙烯和醋酸乙烯酯是两种重要的单体,它们可以进行共聚反应得到聚乙烯醋酸乙烯酯。
这是一种重要的高分子材料,具有良好的柔韧性和耐化学性,被广泛用于包装和涂料行业。
其化学方程式如下:\[ CH_2\ = \ CH_2 + CH_3COO(CH_2)_nOCOCH_3 \rightarrowCH_3COO(CH_2)_nOCOCH_2CH_3 \]2.苯乙烯聚合反应苯乙烯是一种重要的芳香烃单体,它可以进行聚合反应制备聚苯乙烯。
聚苯乙烯具有高强度和优异的绝缘性能,被广泛用于电子、建筑等领域。
其化学方程式如下:\[ nC_6H_5CH\ = \ CH_2 \rightarrow (C_6H_5CH_2)_n \]3.丙烯酸甲酯乳液聚合反应丙烯酸甲酯可以进行乳液聚合反应制备丙烯酸甲酯乳液聚合物。
这种高分子材料具有良好的抗拉强度和耐候性,被广泛用于涂料和粘合剂。
其化学方程式如下:\[ CH_2 = CHCOOCH_3 \rightarrow (CH_2 = CHCOOCH_3)_n \]4.氯乙烯聚合反应氯乙烯可以进行聚合反应制备聚氯乙烯。
聚氯乙烯是一种重要的塑料材料,具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,被广泛用于管道、包装等领域。
其化学方程式如下:\[ nClCH_2CHCl \rightarrow (ClCH_2CHCl)_n \]总结回顾:通过对潘祖仁高分子化学化学方程式的汇总和解读,我们了解到了不同单体进行聚合反应所形成的高分子材料。
这些高分子材料在日常生活和工业生产中有着重要的应用,为人们的生活提供了便利。
在未来的研究中,我们可以进一步深入探讨高分子材料的性能和应用,推动这一领域的发展。
潘祖仁版高分子化学各章名词解释
第一章绪论(Introduction)高分子化合物(High Molecular Compound):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。
单体(Monomer):合成聚合物所用的-低分子的原料。
如聚氯乙烯的CH2=CH单体为氯乙烯CI。
重复单元(Repeating Unit):在聚合物的大分子链上重复出现的、-CH2CH-组成相同的最小基本单元。
如聚氯乙烯的重复单元为CI 。
单体单元(MonomerUnit):结构单元及原料相比,除了电子结构变化外,其原子种类和各种原子的个数完全相同,这种结构单元又称为单体单元。
结构单元(Structural Unit):单体在大分子链中形成的单元。
聚-CH2CH-氯乙烯的结构单元为CI 。
聚合度(DP、X n) (Degree of Polymerization):衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以"表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以应表示。
聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成,因此聚合度是一统计平均值,一般写成丽、石。
聚合物分子量(Molecular Weight of Polymer):重复单元的分子量及重复单元数的乘积;或结构单元数及结构单元分子量的乘积。
数均分子量(Number-average Molecular Weight):聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。
叽=工塑,呱:相应分子所占的数量分数。
重均分子量(Weight-average Molecular Weight):聚合物中用不同分:相应的分子所占的子量的分子重量平均的统计平均分子量。
臥/屁,W1重量分数。
粘均分子量(Viscosity-average Molecular Weight):用粘度法测得的聚合物的分子量。
潘祖仁第五版高分子化学知识点
潘祖仁第五版高分子化学知识点各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢篇一:高分子化学第五版潘祖仁第一章思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。
答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
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2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以表示。
2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。
答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。
聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。
从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式(重复单元)。
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4
二. 连锁聚合的单体(内因)
1.单体聚合的可能性 热力学可能性 (thermodynamic feasibility) △G=G2-G1 (free energy difference)<0 单烯类、共轭双烯类、炔类、羰基化合物等一般都 属于热力学可能的单体。 动力学可能性 (kinetics feasibility) 引发剂、温度等动力学条件
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烷基乙烯基醚(Alkyl vinyl ether) 诱导效应:烷氧基(alkoxy)具有吸电子性,使双键电子云 密度降低。 共轭效应:氧上未共用电子对和双键形成P-π共轭,使双 键电子云密度增加。
H CH2=CH O R CH2 C O R
共轭效应占主导,所以 只能进行阳离子聚合。
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氯乙烯 中氯原子的诱导效应是吸电子性,但 P-π共轭 效应却有供电性,两者均较弱,所以VC(vinyl chloride) 只能自由基聚合。 带共轭体系的烯类单体 如苯乙烯(styrene)、甲基苯 乙烯(methyl styrene)、丁二烯(butadiene)及异戊二烯 (isoprene),π-π共轭,易诱导极化(polarization),能 按三种机理进行聚合。
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空间位阻效应(steric effect) 由取代基的体积、数量及位置等引起的,在动力学 上对聚合能力有显著影响,但不涉及对活性种的选择。 取代基Y的电子效应决定了: 单体接受活性种的进攻的方式 单体的聚合机理
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1, 1双取代烯类单体(CH2=CXY) 结构不对称,极化程度增加,比单取代更易聚合,如偏 二氯乙烯、偏二氟乙烯。若两个取代基均体积较大(如1,12苯基乙烯),只能形成二聚体(dimer) 1,2 双取代单体(XCH=CHY ) 一般不能均聚,如马来酸酐。 三、四取代 一般不能聚合,但氟代乙烯例外。
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初级自由基的形成:引发剂的分解
kd
特点:
I
2R
吸热反应(endothermal reaction); Ed(activation energy)高,约105-150KJ/mol; Rd小,kd: 10-4-10-6S-1。
d[R• ] Rd = = 2k d [ I ] dt k d = k d 0 exp(− Ed / RT )
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供电基团使-C=C-电子云密度增加,有利于阳离子的进攻; 供电基团使碳阳离子增长种(cationic propagating species)电子云分散而共振稳定。
ACH2
C Y
带供电取代基的单体有利于阳离子聚合
11
取代基为烷基 供电性较弱,丙烯(propylene)、丁烯(butylene)通过阳 离子聚合只能得到低分子油状物。
结构对称,无诱导效应和共轭效应,须在高温高压 等条件下才能进行自由基聚合。
C2 H 2 ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ → ⎯
1500 ~ 2000 atm ,180 ~ 200 o C
[C2 H 2 ]n
CH 2 =CH Y
2)供电取代基 (electron-donating substituent):如 烷基alkyl、苯基phenyl、乙烯基vinyl
18
k p = 3700 L ⋅ mol −1 ⋅ s −1
k p = 2090 L ⋅ mol −1 ⋅ s −1
k p = 367 L ⋅ mol −1 ⋅ s −1
19
小
结
热力学可能性的单体首先从取代基的空间位阻效应来 判断单体能否聚合; 然后通过电子效应来判断属于哪一类的聚合。 1)共轭单体能按三种机理聚合; 2)带有吸电子基团的单体可自由基和阴离子聚合; 3)带有供电子基团的单体则只能阳离子聚合; 4)记住特殊的聚合方式(带烷基取代基的单体、VC、 烷基乙烯基醚等) 。 P18 表2-1
终止方式与单体种类、聚合条件有关 St:偶合终止为主; MMA: > 60℃,歧化终止为主, < 60℃,两种终止方式均有。 链终止的特点: Et很低,8-21KJ/mol,甚至为零; Rt极高; 双基终止受扩散控制 P22 表2-3
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链终止和链增长是一对竞争反应 终止速率常数远大于增长速率常数,但从整个 聚合体系宏观来看,反应速率还与反应物的浓 度成正比, 单体浓度[M] >>自由基浓度[M.] (1-10mol/l) (10-7-10-9mol/l) Rp (增长总速率) > >Rt(终止总速率)
ktd • i • j
•
•
26
偶合终止(coupling):两链自由基独电子相互 结合成共价键的终止反应。
CH 2CH + CHCH 2 X X CH 2CH X CHCH 2 X
偶合终止的结果: 大分子的聚合度DP为两个链自由基重复单元数之和。 引发剂引发且无链转移时,大分子两端均为引发剂残基。
2
活性中心(活性种):能打开烯类单体的π键,使链引 发和增长的物质。
1. 连锁聚合的条件
R∗ CH2=CH ⎯⎯→ -[CH2-CH ] n| | X X
活性种 R ∗ (reactive species) 的存在(外因)
R∗
自由基(Free radical ) 阳离子(Cation) 阴离子(Anion)
第二章
自由基聚合
Free-radical polymerization
1
一. 引 言
连锁聚合 按活性中心
自由基聚合(Free –radical polymerization)
阳离子聚合(cationic polymerization) 阴离子聚合(anionic polymerization)
现代合成高分子材料70%是按连锁聚合反应合成的,如PE、 PP、PVC、PTFE、PMMA、PAN、ABS、SBS、SBR、丁 腈橡胶和氯丁橡胶等。
单体中存在接受活性种进攻的弱键,如-C=C-(内因)
3
2. 活性种的形成 ——共价键(covalent bond)的断裂 均裂(homolysis)
R
R
2R
均裂结果:共价键上一对电子分属两个基团,带独电子的 基团呈中性,称为自由基。 异裂(heterolysis)
A
B
A
+B
异裂结果:共价键上一对电子全部归属于某一基团,形成 阴离子;另一缺电子的基团则成为阳离子。
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1. 4 链转移(chain transfer):
CH2CH + YS X CH2CHY +S X
单体(monomer)
链自由基
夺取原子
溶剂(solvent) 引发剂(initiator) 大分子 (macromolecule)
失去原子的分子成为自由基,继续新链增长(链转移) 链转移反应不仅将影响聚合物的分子量,也常常形成支链。
5
2. 单体对聚合机理的选择性 2.1 连锁聚合单体
乙烯基单体(vinyls):如苯乙烯,氯乙烯等 C=C 双键既可以均裂也可异裂,因此可以进行自由 基聚合或离子聚合。
C C C= C C C
6
羰基(carbonyl)化合物:如醛aldehyde 、酮ketone、 酸acid、酯ester
C=O 双键具有极性,羰基的π键异裂后具有类似 离子的特性,可由阴离子或阳离子引发剂来引发聚合,不 能进行自由基聚合。
头——尾
1. 3 链终止(chain termination): 自由基活性高,有相互作用终止而失去活性的倾向。链自 由基失去活性形成稳定聚合物的反应称为链终止反应 。 链终止反应一般为双基终止 双基终止可分为:偶合终止和歧化终止
M i + M j ⎯ktc M i + j ⎯→ M +M ⎯ ⎯→ M i + M j
电子效应决定了单体接受活性种的进攻的 方式和聚合机理的选择。
诱导效应(induction effect):取代基的供、吸电子性 共轭效应(resonance effect):由于轨道相互交盖而引 起共轭体系中各键上的电子云密度发生平均化的一种 电子效应
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1)无取代基:乙烯(ethylene)
CH2=CH2
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(3)在聚合过程中,单体浓度逐步降低,聚合物浓度相应 提高。延长聚合时间主要是提高转化率,对分子量影响较 小。 (4)链转移反应有可能减小聚合反应的速度,少量阻聚剂 (0.01~0.1%)则足以使自由基聚合反应终止。
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四. 链引发反应
——控制聚合速率的关键
主要内容: 引发剂的类型及其活性; 引发剂分解动力学; 引发剂的选用原则; 其它引发作用(热、光、辐射)。
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Chain Transfer
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Branching –Cont’d
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2.自由基聚合特征 (1)在微观上可区分为链引发、增长、终止、转移等基元 反应,并可概括为:慢引发、快增长、速终止。引发速率 最小,所以引发速率是控制聚合速率的关键。 (2)只有链增长反应才使聚合度增加。一个单体自由基从 引发、经增长和终止(或链转移),转变成大分子,时间 极短,不能停留在中间阶段,反应混合物主要由单体和聚 合物组成。在聚合过程中,聚合度变化较小。
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引发剂(initiator):分子结构上具有弱键、易分 解产生自由基、而后引发单体聚合的物质。 引发剂 在聚合过程中逐渐被消耗、残基成为大分子末端、不 能再还原成原来的物质。 催化剂(catalyst) 仅在反应中起催化作用、加快反应速度、不参与反应、 反应结束仍以原状态存在于体系中的物质。
RCH 2 CH +CH 2 =CH X X RCH 2 CHCH 2 CH ...... X X
RCH 2 CH CH 2 CH n CH 2 CH X X
• 2 • 3
X
RM RM M RM
• • 2
p1 + M ⎯⎯→ RM