高分子化学课件
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高分子化学--绪论 ppt课件
国家级精品课程──高分子化学
第一章 绪论 Prolegomenon
ppt课件
11
高分子材料的创生虽只有100多年， 但其发展速度远远快于金属和无机材料。 究其原因，是合成高分子的结构具有几乎 无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力 远胜于其它物质。
ppt课件
22
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
本例特点： 因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复
结构单元。
重复单元（链节） 结构单元
因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分 子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。
ppt课件
11 13
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
n
5）聚合度（Degree of Polymerization）：聚合物分子量大 小的一个指标，在聚合物的分子结构式中以n 表示，也称 为链节数。有两种表示方法：
n 重复单元
结构单元
结构单元
3）结构单元（Structure Unit）：单体分子通过聚合反应进入 大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素 组成相同，也可以不同。
ppt课件
10 12
4）单体单元（Monomer Unit）：单体分子通过聚合反应形 成的元素组成与单体完全相同的结构单元。
式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20 分别为 两种结构单元的“分子量”，且
M 0 M 10 +M 20
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13 15
Case 2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元 的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：
第一章 绪论 Prolegomenon
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11
高分子材料的创生虽只有100多年， 但其发展速度远远快于金属和无机材料。 究其原因，是合成高分子的结构具有几乎 无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力 远胜于其它物质。
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22
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
本例特点： 因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复
结构单元。
重复单元（链节） 结构单元
因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分 子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。
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H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
n
5）聚合度（Degree of Polymerization）：聚合物分子量大 小的一个指标，在聚合物的分子结构式中以n 表示，也称 为链节数。有两种表示方法：
n 重复单元
结构单元
结构单元
3）结构单元（Structure Unit）：单体分子通过聚合反应进入 大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素 组成相同，也可以不同。
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4）单体单元（Monomer Unit）：单体分子通过聚合反应形 成的元素组成与单体完全相同的结构单元。
式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20 分别为 两种结构单元的“分子量”，且
M 0 M 10 +M 20
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Case 2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元 的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：
《高分子化学》PPT课件
纤维增强效果
纤维增强可以显著提高高分子材料的拉伸强度、弯曲强度 、冲击强度等力学性能，同时还可以改善材料的耐塑料、复合材料等领域，如 玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP） 等。
加工成型技术
加工成型方法
高分子材料的加工成型方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。这些方 法各有特点，适用于不同形状和尺寸的高分子制品的生产。
高分子催化剂
高分子催化剂在石油化工、有机合成 等领域具有催化效率高、选择性好等 优点。
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料如人工器官、药 物载体、生物传感器等在医疗卫生领 域具有广泛应用前景。
发展趋势
向高性能、高功能化、智能化方向发 展，同时注重环保和可持续发展。
06
实验部分：高分子化学实验操作与注意事 项
汽车工业
轮胎、密封件、减震件等是汽车橡胶制品的 主要应用领域。
医疗卫生
医用手套、输液管、医用胶布等橡胶制品在 医疗卫生领域具有广泛应用。
日常生活
橡胶鞋、橡胶管、橡胶带等橡胶制品在日常 生活中随处可见。
发展趋势
向高性能、高耐磨、环保型橡胶方向发展， 如绿色轮胎、热塑性弹性体等。
纤维领域应用及发展趋势
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经 历了漫长的岁月，随着科技的进 步，高分子化学得到了迅速的发 展。
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高 分子；根据性能可分为塑料、橡胶、 纤维等。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、 分子链长、多分散性、物理和化学性 质独特等特点。
高分子化学研究意义
《高分子化学》PPT 课件
目录
• 高分子化学概述 • 高分子化合物合成方法 • 高分子化合物结构与性能 • 高分子材料改性与加工技术 • 高分子材料应用领域及发展趋势 • 实验部分：高分子化学实验操作与注意事
纤维增强可以显著提高高分子材料的拉伸强度、弯曲强度 、冲击强度等力学性能，同时还可以改善材料的耐塑料、复合材料等领域，如 玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP） 等。
加工成型技术
加工成型方法
高分子材料的加工成型方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。这些方 法各有特点，适用于不同形状和尺寸的高分子制品的生产。
高分子催化剂
高分子催化剂在石油化工、有机合成 等领域具有催化效率高、选择性好等 优点。
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料如人工器官、药 物载体、生物传感器等在医疗卫生领 域具有广泛应用前景。
发展趋势
向高性能、高功能化、智能化方向发 展，同时注重环保和可持续发展。
06
实验部分：高分子化学实验操作与注意事 项
汽车工业
轮胎、密封件、减震件等是汽车橡胶制品的 主要应用领域。
医疗卫生
医用手套、输液管、医用胶布等橡胶制品在 医疗卫生领域具有广泛应用。
日常生活
橡胶鞋、橡胶管、橡胶带等橡胶制品在日常 生活中随处可见。
发展趋势
向高性能、高耐磨、环保型橡胶方向发展， 如绿色轮胎、热塑性弹性体等。
纤维领域应用及发展趋势
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经 历了漫长的岁月，随着科技的进 步，高分子化学得到了迅速的发 展。
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高 分子；根据性能可分为塑料、橡胶、 纤维等。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、 分子链长、多分散性、物理和化学性 质独特等特点。
高分子化学研究意义
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目录
• 高分子化学概述 • 高分子化合物合成方法 • 高分子化合物结构与性能 • 高分子材料改性与加工技术 • 高分子材料应用领域及发展趋势 • 实验部分：高分子化学实验操作与注意事
高分子化学-1绪论课件.ppt
*对于杂原子或含有杂原子非环次级单位的次序: O>S>Se>Te>N>P>As>Sb>Bi>Si>Ge,Sn,Pb,B,Hg任何杂原子都比 碳排在前面 *对于碳环: 多环>单环 *随不饱和度的增加, 越排在前面 *取代基的部分位于最低位置处, 所连接的侧基元素最少的先写
(3) 给重复单元命名 (4) 在重复单元名称前加“聚”
Cellulose
OH
n
+ nCH2O
Glucose
OH CH2
OH CH2 OH
n-1
phenol-formaldehyde
+ (n-1) H2O
缩聚物：（1）合成中有小分子被消除;
（ 2）含有功能基（-OCO-， -NHCO-， -S-， -OCONH-，-O-， -SO2-， -OCOO-等）为聚 合物主链的一部分;
在中等聚合度阶段。
在聚合过程中，单体逐 渐减少，聚合转化率相应 增加。
延长聚合时间，主要 提高转化率，对分子量影 响较小。
聚合初期，单体几乎全 部缩聚成低聚物，以后在 由低聚物转化成高聚物， 转化率变化甚微，反应程 度逐步增加。
延长聚合时间，主要 提高分子量，而转化率变 化较少。
反应混合物仅由单体、 任何阶段，都由聚合度 高聚物及微量引发剂组成。 不等的同系物组成。
树形分子具有完美结构的聚合物。 超支化聚合物分子中存在较多缺陷， 结构完美程度差。
3、几何对称性
树形分子具有高度的几何对称性。 超支化聚合物几何对称性差。
4、端基官能团
树形分子具有大量的端基官能团，赋予树形分子具有 多功能性。 超支化聚合物也具有大量的端基官能团，但其端基官能团 并不全位于超支化聚合物的最外层。
(3) 给重复单元命名 (4) 在重复单元名称前加“聚”
Cellulose
OH
n
+ nCH2O
Glucose
OH CH2
OH CH2 OH
n-1
phenol-formaldehyde
+ (n-1) H2O
缩聚物：（1）合成中有小分子被消除;
（ 2）含有功能基（-OCO-， -NHCO-， -S-， -OCONH-，-O-， -SO2-， -OCOO-等）为聚 合物主链的一部分;
在中等聚合度阶段。
在聚合过程中，单体逐 渐减少，聚合转化率相应 增加。
延长聚合时间，主要 提高转化率，对分子量影 响较小。
聚合初期，单体几乎全 部缩聚成低聚物，以后在 由低聚物转化成高聚物， 转化率变化甚微，反应程 度逐步增加。
延长聚合时间，主要 提高分子量，而转化率变 化较少。
反应混合物仅由单体、 任何阶段，都由聚合度 高聚物及微量引发剂组成。 不等的同系物组成。
树形分子具有完美结构的聚合物。 超支化聚合物分子中存在较多缺陷， 结构完美程度差。
3、几何对称性
树形分子具有高度的几何对称性。 超支化聚合物几何对称性差。
4、端基官能团
树形分子具有大量的端基官能团，赋予树形分子具有 多功能性。 超支化聚合物也具有大量的端基官能团，但其端基官能团 并不全位于超支化聚合物的最外层。
中科大高分子化学PPT课件
第一节 链式聚合概述
二、链式聚合反应类别
根据活性种（活性中心）的种类，链式聚合分为
1. 自由基聚合（radical polymerization） ：多为碳自 由基；
2. 阳离子聚合（cationic polymerization）：多为碳 阳离子；
3. 阴离子聚合（anionic polymerization）：碳阴离子 居多，也有氧负离子；
H
CH2 C Z + 活性的物种
Y
R*
---F3-1d
思考题 链终止和链转移有什么异同？
2021/4/11
4
第4页/共109页
第一节 链式聚合概述
三、链式聚合反应的特点 1. 反应历程：几个基元反应； 2. 分子量与转化率的关系：基本与转化率无关； 3. 链的生长：活性种和增长链对单体的加成反应；
2021/4/11
8
第8页/共109页
五、单体聚合类型的分析
2. 烯烃单体的取代基的电子效应
• 给电子性：烷基、氨基、烷氧基、酰氧基；
氧和氮有孤对电子，可发生p-p共轭，使碳碳双键电子
云密度增加，利于亲电试剂进攻；同时可分散碳正离
H
H
CH2 C+ 子的电荷密度CH2，C增加碳正离子的稳定性---F。2-3a
还会与碳正离子、碳负离子反应，使这些单体的聚合反 应变得复杂。
3. 位阻效应
2021/4/11
2021/4/11 3. 羰基化合物：醛、酮
6
第6页/共109页
a-
四、烯类单体可进行的聚合反应（返回）
含含含 烯共给吸 烃轭电电 ：取子子 配代取取 位基代代 聚的基基 合：的的 、三：： 自者自自 由皆由由 基可基基 乙 、、 烯 阳阴
二、链式聚合反应类别
根据活性种（活性中心）的种类，链式聚合分为
1. 自由基聚合（radical polymerization） ：多为碳自 由基；
2. 阳离子聚合（cationic polymerization）：多为碳 阳离子；
3. 阴离子聚合（anionic polymerization）：碳阴离子 居多，也有氧负离子；
H
CH2 C Z + 活性的物种
Y
R*
---F3-1d
思考题 链终止和链转移有什么异同？
2021/4/11
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第一节 链式聚合概述
三、链式聚合反应的特点 1. 反应历程：几个基元反应； 2. 分子量与转化率的关系：基本与转化率无关； 3. 链的生长：活性种和增长链对单体的加成反应；
2021/4/11
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五、单体聚合类型的分析
2. 烯烃单体的取代基的电子效应
• 给电子性：烷基、氨基、烷氧基、酰氧基；
氧和氮有孤对电子，可发生p-p共轭，使碳碳双键电子
云密度增加，利于亲电试剂进攻；同时可分散碳正离
H
H
CH2 C+ 子的电荷密度CH2，C增加碳正离子的稳定性---F。2-3a
还会与碳正离子、碳负离子反应，使这些单体的聚合反 应变得复杂。
3. 位阻效应
2021/4/11
2021/4/11 3. 羰基化合物：醛、酮
6
第6页/共109页
a-
四、烯类单体可进行的聚合反应（返回）
含含含 烯共给吸 烃轭电电 ：取子子 配代取取 位基代代 聚的基基 合：的的 、三：： 自者自自 由皆由由 基可基基 乙 、、 烯 阳阴
高分子化学ppt幻灯片课件
高分子化学ppt幻灯片课件•高分子化学概述•高分子化合物结构与性质•高分子合成方法与反应机理•高分子材料制备与加工技术•高分子材料性能与应用领域•高分子化学前沿研究领域与展望目录CONTENTS01高分子化学概述高分子化学定义与特点定义高分子化学是研究高分子化合物的合成、结构、性能及其应用的科学。
特点高分子化学涉及的高分子化合物具有分子量高、分子结构复杂、性能多样等特点。
高分子化学发展历史早期阶段天然高分子的利用和改性，如橡胶、纤维素等。
合成高分子阶段20世纪初合成第一个高分子化合物——酚醛树脂，之后合成橡胶、塑料等高分子材料。
高分子科学建立20世纪30年代，高分子科学作为一门独立学科得以建立，高分子化学作为高分子科学的重要分支得到迅速发展。
材料领域生物医学领域环保领域其他领域高分子化学研究意义合成具有优异性能的高分子材料，满足航空航天、汽车、建筑等领域对高性能材料的需求。
开发可降解高分子材料，解决传统塑料带来的环境污染问题。
研究生物相容性高分子材料，用于医疗器械、药物载体等方面，提高医疗水平。
高分子化学在能源、信息、农业等领域也有广泛应用，推动相关产业的发展。
02高分子化合物结构与性质由长链分子组成，链上原子以共价键连接，形成线性或支链结构。
链状结构由三维空间的分子链交织而成，具有高度的交联性和空间稳定性。
网状结构高分子链在空间中的排列和堆砌方式，包括晶态、非晶态、液晶态等。
聚集态结构高分子化合物基本结构非晶态结构高分子链在空间中无规则排列，呈现无序状态。
非晶态高分子具有较好的柔韧性和加工性能。
晶态结构高分子链在空间中规则排列，形成晶体。
晶态高分子具有优异的力学性能和热稳定性。
液晶态结构介于晶态和非晶态之间的一种特殊聚集态，高分子链在空间中呈现一定程度的有序排列。
液晶高分子具有独特的光学、电学和力学性能。
高分子化合物聚集态结构物理性质包括颜色、密度、熔点、沸点、溶解度等。
这些性质与高分子的结构密切相关，如支链和交联程度会影响密度和熔点。
《高分子简介》课件
高分子材料可以通过加热和加压改变其形状 和性质。
2 强度
某些高分子材料具有很高的强度，可以用于 制作强度要求高的产品。
3 耐热性
一些高分子材料具有较高的耐热性，可以在 高温环境下保持稳定。
4 导电性
部分高分子具有导电性能，可用于制作导电 材料和电子器件。
高分子的应用
塑料制品
高分子塑料广泛应用于包装、建筑、汽车、电子等 领域。
纤维材料
高分子纤维用于制作衣物、绳索、织物等，具有良 好的延展性和抗拉强度。
医疗器械
高分子生物材料可用于制作人工关节、心脏支架等 医疗器械。
涂料和胶粘剂
高分子涂料和胶粘剂具有良好的附着性和耐久性。
高分子的未来发展
1
可持续发展
研究生物可降解高分子材料，减少对环境的影响。
2
高性能材料
开发性能更优越的高分子材料，满足新兴产业的需求。
3
纳米技术应用
结合纳米技术，改善高分子材料的性能和功能。
结论和要点
高分子具有多样性
不同类型的高分子具有不同的性质和应用领域。
高分子材料的未来
在可持续发展和高性能方面有着广阔的发展前景。
《高分子简介》PPT课件
高分子是一种由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的物理和化学 性质。
高分子的定义
高分子是由许多重复单元组成的巨大分子，通常由碳、氢、氧和其他元素构成。
高分子的分类
根据分子结构和形态，高分子可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子等不同类型。
高分子的特性
1 可塑性
2 强度
某些高分子材料具有很高的强度，可以用于 制作强度要求高的产品。
3 耐热性
一些高分子材料具有较高的耐热性，可以在 高温环境下保持稳定。
4 导电性
部分高分子具有导电性能，可用于制作导电 材料和电子器件。
高分子的应用
塑料制品
高分子塑料广泛应用于包装、建筑、汽车、电子等 领域。
纤维材料
高分子纤维用于制作衣物、绳索、织物等，具有良 好的延展性和抗拉强度。
医疗器械
高分子生物材料可用于制作人工关节、心脏支架等 医疗器械。
涂料和胶粘剂
高分子涂料和胶粘剂具有良好的附着性和耐久性。
高分子的未来发展
1
可持续发展
研究生物可降解高分子材料，减少对环境的影响。
2
高性能材料
开发性能更优越的高分子材料，满足新兴产业的需求。
3
纳米技术应用
结合纳米技术，改善高分子材料的性能和功能。
结论和要点
高分子具有多样性
不同类型的高分子具有不同的性质和应用领域。
高分子材料的未来
在可持续发展和高性能方面有着广阔的发展前景。
《高分子简介》PPT课件
高分子是一种由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的物理和化学 性质。
高分子的定义
高分子是由许多重复单元组成的巨大分子，通常由碳、氢、氧和其他元素构成。
高分子的分类
根据分子结构和形态，高分子可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子等不同类型。
高分子的特性
1 可塑性
高分子化学 ppt课件
第二部分 天然纤维与化学纤维
2.1 什么是纤维?
纤维是指长度比直径大千倍以上，直径只 有几微米或几十微米，并且具有一定柔韧性的 纤维物质。
纺织 纤维 的分 类
天然纤维 化学纤维
植物性纤维（纤维素纤维） 棉、麻 动物性纤维（蛋白质纤维） 毛、蚕丝
人造纤维
合成纤维
2.2 天然纤维
天然纤维的来源： 麻皮、棉花、羊毛、蚕丝 天然纤维：自然界生长的纤维材料，可以直接用 来纺纱织布。
高分子是指由多种原子以相同的、 多次重复的结构单元并主要由共价 键连接起来的、通常是相对分子量 为104～106的化合物。
6
高分子材料简介
表1 常见聚合物的相对分子质量
塑料 HDPE
相对分子 质量/万
6～ 30
纤维 涤纶
相对分子 橡胶 相对分子
质量/万
质量/万
1.8～2.3 天然橡胶 20～40
PVC 5～15 尼龙-66 1.2～1.8 丁苯橡胶 15～20
Chemistry and Materials
—Focus on Polymeric Materials
化学与材料
—高分子材料
人类已进入合成材料时代
新
新
工
时
艺
代
，
，
新
新
产
生
品
活
防水胶
聚乙烯丙纶高分子 复合防水卷材
2
有机玻璃
聚苯乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
我被高分子 包围了呀！
涤纶
酚醛塑料
塑料
聚四氟乙烯
3
提纲
四大塑料“四烯”
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯
合成纤维“六纶”
高分子化学课件PPT体型缩聚物
2
第七章 逐步聚Biblioteka 反应在醇酸树脂制备中，常加入不饱和脂肪酸或干性油参与 缩聚，可得到含有双键的预聚物。这种预聚物在催干剂的 作用下，与空气中的氧反应而交联。交联速度取决于双键 的含量。不饱和脂肪酸或干性油在醇酸树脂中的含量称为 油度。短油度: 35～45%；中油度: 46～60%；长油度: 61～ 70%；极长油度: ＞70%。常见的不饱和酸有：
环氧值：100克环氧树脂中的环氧基团摩尔数。
11
第七章 逐步聚合反应
采用多元羧酸或酸酐固化时，交联反应是羧基与预聚物 中的仲羟基及环氧基之间的反应，必须在加热条件下进行， 因此称为热固化。 O CH CH O COOH + 用多元羧酸或 O OH O 酸酐固化时，用 O H C CH CH 量不能从理论计 CH O O CO O CH CH CH OH 算，只能通过实 O 验确定。
端羟基聚酯通常由二元羧酸和过量的二元醇反应制得。
15
第七章 逐步聚合反应
（4）不饱和聚酯 不饱和聚酯通常指的是聚合物链中含不饱和键的聚酯， 如顺丁烯二酸酐（马来酸酐）和乙二醇的缩聚产物。
O n O O + n HOCH2CH2OH ( OCH2CH2 OOC CH CH CO)n
不饱和聚酯的交联固化一般通过加入的烯类单体如苯乙 烯、甲基丙烯酸甲酯等进行自由基共聚合反应来实现。 不饱和聚酯的主要用途是制备玻璃钢复合材料。
2 2 2 2
H2C CH CH2 O H
+
CH OH
- H+
HO CH2 CH CH2 O CH
12
第七章 逐步聚合反应
（2）酸催化酚醛树脂 当苯酚和甲醛的摩尔比大于1（例如6:5），并用酸作 催化剂的情况下，可得到热塑性的结构预聚物。
第七章 逐步聚Biblioteka 反应在醇酸树脂制备中，常加入不饱和脂肪酸或干性油参与 缩聚，可得到含有双键的预聚物。这种预聚物在催干剂的 作用下，与空气中的氧反应而交联。交联速度取决于双键 的含量。不饱和脂肪酸或干性油在醇酸树脂中的含量称为 油度。短油度: 35～45%；中油度: 46～60%；长油度: 61～ 70%；极长油度: ＞70%。常见的不饱和酸有：
环氧值：100克环氧树脂中的环氧基团摩尔数。
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第七章 逐步聚合反应
采用多元羧酸或酸酐固化时，交联反应是羧基与预聚物 中的仲羟基及环氧基之间的反应，必须在加热条件下进行， 因此称为热固化。 O CH CH O COOH + 用多元羧酸或 O OH O 酸酐固化时，用 O H C CH CH 量不能从理论计 CH O O CO O CH CH CH OH 算，只能通过实 O 验确定。
端羟基聚酯通常由二元羧酸和过量的二元醇反应制得。
15
第七章 逐步聚合反应
（4）不饱和聚酯 不饱和聚酯通常指的是聚合物链中含不饱和键的聚酯， 如顺丁烯二酸酐（马来酸酐）和乙二醇的缩聚产物。
O n O O + n HOCH2CH2OH ( OCH2CH2 OOC CH CH CO)n
不饱和聚酯的交联固化一般通过加入的烯类单体如苯乙 烯、甲基丙烯酸甲酯等进行自由基共聚合反应来实现。 不饱和聚酯的主要用途是制备玻璃钢复合材料。
2 2 2 2
H2C CH CH2 O H
+
CH OH
- H+
HO CH2 CH CH2 O CH
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第七章 逐步聚合反应
（2）酸催化酚醛树脂 当苯酚和甲醛的摩尔比大于1（例如6:5），并用酸作 催化剂的情况下，可得到热塑性的结构预聚物。
高分子化学潘祖仁第四版全书课件
低转化率，<5%，且各速率常数恒定 低活性引发剂，短期内引发剂的变化可忽略；
ln 1 1C
kp(
fkd kt
)1/2[I]1/2t
ln 1 10.50
145*(0.8*74.0.3*7150*7106
)1/2(4.0*103)1/2t
t
0.693 145*2.236*107
*0.0632
3.38*105s
k p [M ] R M p[• ] 8 .5 0 .2 * 2 1 .3 * 5 1 9 * 8 4 1 5 0 8 2 0 2 .1* 6 12 ( 3 m 0/l.s o ) l kt2 [M R t•]22 * 1 (.1 6 .38 * * 8 1 1 5 2 8 8 0 0 )5 2 4 .4* 17(0 l/m.s)ol
3
聚合机理的分类
高分子化学潘祖仁第四版 全书
• 按单体和聚合物组成结构变化分(Carothers) ：
-- 加聚 (addition polymerization)
-- 缩聚 (polycondensation )
• 按聚合polymerization) ：活性中心引
Rt = -d[M•]/dt = 2kt[M•]2, 其中kt = ktc +ktd
10
高分子化学潘祖仁第四版
• 偶合终止（Coupling）：两链自由基独电子相互结合成全书共价键
• 大分子聚合度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。
• 歧化终止（Disproportionation）：某链自由基夺取另一自由基氢原子或者
夺取原子
链自由基
溶剂 单体 引发剂 大分子
高分子课件(第一章)
远程结构
高分子的大小（分子量 极其排布） 高分子的形态（刚柔性 ）
28
2.高分子的聚集态结构
晶态结构 非晶态结构 取向态结构 液晶态结构 织态结构（高次结构）
第三层次结构
29
高分子的链结构：又称一级结构，它表明单个高分子链 中原子或基团的集合排列，即分子内结构。
近程结构：第一层次结构，指单个高分子内一个或几个 结构单元的化学结构和立体化学结构。
高聚物：重复单元数较多，增减几个单元不影响其物理性 质。
低聚物：重复单元数较少增减几个单元对其物理性质有显 著影响，或分子中仅有少数几个重复单元，其性质无显著 的高分子特性，类同于一般低分子化合物。
∴ 高分子化合物是不同大小分子量的同系混合物，以高 聚物为主体，含有少量低聚物，在总体上表现出高分子物 理-力学性能。也称聚合物。
分子量：104～106，原子数103～105个。 高分子与低分子是以相对分子量区别：
大于10000→高分子； 1500～10000中等分子化合物； 小于1000～1500低分子。
3
高分子的巨大分子量和它的特殊结构，所以具 备低分子没有的一系列独特的物理-力学性能：
力学性能
形变性能：弹性、粘性、粘弹性 断裂性能：强度、韧性
远程结构：第二层次结构，指单个高分子的大小和在空 间所存在的各种形态和构象。
高分子的聚集态结构：又称二级结构，是高分子整体的 结构，指单位体积内许多大分子链间的排列堆砌方式， 即分子间结构。
30
※ 高分子的链结构（一级结构）是反映高分子各种特 性的主要结构层次，直接影响聚合物的某些特性，如 熔点、密度、溶解性能、黏附性、黏度等。 ※ 高分子的聚集态结构决定聚合物制品使用性能的主 要因素。
高分子化学全套PPT课件
2024/1/28
33ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
THANKS
感谢观看
2024/1/28
34
塑料原料选择与预处理
包括合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂等原料的 选择及预处理方法。
塑料加工设备与模具
介绍塑料加工中常用的设备如注塑机、挤出机、 吹塑机等，以及模具的设计与制造。
ABCD
2024/1/28
塑料成型工艺
详细阐述注塑、挤出、吹塑、压延等成型工艺的 原理、特点及应用。
塑料制品质量控制与检测
分析塑料制品常见的质量问题，提出相应的控制 措施及检测方法。
2024/1/28
高分子溶液粘度
粘度与分子量关系，粘度测定 方法
高分子溶液流变性
剪切变稀和剪切增稠现象，触 变性
高分子溶液稳定性
高分子聚集和沉淀，稳定性影 响因素
18
高分子凝胶性质
凝胶形成过程
溶胶-凝胶转变，凝胶结构和性质
凝胶强度与韧性
交联度对凝胶强度影响，增强凝胶韧性的方法
凝胶溶胀与消溶胀
溶胀动力学和热力学，消溶胀过程
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经历了 漫长的发展历程，现已成为化学领域 的重要分支。
2024/1/28
4
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高分子；根据结构可分为线型、支链型和体 型高分子。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、分子链长、多分散性、物理和化学性质独 特等特点。
24
纤维制备与加工
纤维原料与分类
介绍天然纤维、化学纤维等原料 的来源、分类及性能特点。
纤维制品性能检测与应用
阐述熔融纺丝、湿法纺丝、干法 纺丝等纺丝工艺的原理及设备。
高分子材料化学PPT课件
第19页/共140页
溶剂的选择
溶度参数相近原则 极性相似相溶原则 溶剂化原则
第20页/共140页
溶度参数相近原则
如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常 遇到的问题，如制备薄膜包衣液或制备控释膜，如何 来选择溶剂、应用何种不同性质的化合物来调节膜上 孔隙的大小，药物、溶剂和高分子的相容性如何等， 这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律。 这些规律对聚合物的溶剂选择具有一定的指导意义。
?溶度参数相近原则极性相似相溶原则313溶剂的选择?极性相似相溶原则?溶剂化原则?如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常遇到的问题如制备薄膜包衣液或制备控释膜如何来选择溶剂应用何种不同性质的化合物来调节膜上孔隙的大小药物溶剂和高分子的相容性如何等这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律
1
1 3
1 :2 1: 2
第23页/共140页
极性相似相溶原则
对于非晶态极性聚合物不仅要求溶剂的溶度参数与聚 合物相近，而且还要求溶剂的极性要与聚合物接近才 能使之溶解，如聚乙烯醇是极性的，它可溶于水和乙 醇中，而不溶于苯中。
第24页/共140页
溶剂化原则ຫໍສະໝຸດ 溶度参数相近的聚合物一溶剂体系，不一定都能很好
只能发生溶胀。 交联度越大，溶解度越小。 交联度可以用交联点密度表示。交联聚合物中交联链
的结构单元数Nc占总结构单元数N的分数，通常用q表 示。Q=Nc/N。
第9页/共140页
制备药用高分子溶液的方法
药用高分子材料大多呈粒状、粉末状，如果将其直接 置于良溶剂中，易于聚结成团，与溶剂接触的团块表 面的聚合物首先溶解，使其表面粘度增加，不利于溶 剂继续扩散进人颗粒内部。
第33页/共140页
高分子化学课件PPT第3章自由基链式聚合
聚合物分子量
终止反应对聚合物分子量有重要 影响，因为终止反应可以终止链 增长，控制聚合产物的分子量。
03
自由基链式聚合的影响因素
温度的影响
温度对自由基链式聚合速率的影响
01
随着温度的升高，聚合速率通常会增加，因为高温可以提供更
多的能量，促进链引发和链增长的速率。
温度对聚合产物分子量的影响
02
在聚合过程中，温度也影响分子量。在较高的温度下，链断裂
高分子化学课件ppt第3章自 由基链式聚合
目录
• 自由基链式聚合概述 • 自由基链式聚合反应 • 自由基链式聚合的影响因素 • 自由基链式聚合的应用 • 自由基链式聚合的挑战与展望
01
自由基链式聚合概述
定义与特点
定义
自由基链式聚合是一种高分子合 成方法，通过引发剂引发单体聚 合形成高分子。
特点
的可能性增加，导致分子量降低。
温度对聚合物微观结构和性能的影响
03
温度还影响聚合物微观结构，如结晶度和取向，从而影响聚合
物的宏观性能，如机械性能和热性能。
压力的影响
压力对自由基链式聚合速率的影响
压力的增加通常会减缓聚合速率，因为压力增加会使分子碰撞的频率降低，从而减缓聚合 反应的速率。
压力对聚合产物分子量的影响
物分子量。
02
引发剂浓度对自由基链式聚合的影响
随着引发剂浓度的增加，聚合速率通常会增加，因为更多的自由基可以
同时存在并参与聚合反应。
03
引发剂纯度对自由基链式聚合的影响
引发剂的纯度也会影响其活性和选择性，从而影响聚合反应的效率和产
物性能。
04
自由基链式聚合的应用
高分子合成
高分子化学(第五版)第6章课件PPT
获得“活性聚合物”，可进行分子设计，合成预定
结构和性能的聚合物；
工业生产中：可生产许多性能优良的聚合物，
如丁基橡胶、溶液丁苯胶、异戊橡胶、聚甲醛、
SBS热塑性弹性体等。
01
03
02
04
05
06
6.2 阴离子聚合（Anionic Polymerization) 反应通式：
5
A B
A
+ M
M
Mn
B M
聚合度与引发剂及单体浓度有关，可定量计算。故
又称化学计量（Stoichiometric）聚合； 须加入水、醇等终止剂人为地终止聚合。
引发剂在引发前，先100%地迅速转变成阴离子
活性中心，然后以相同速率同时引发单体增长，至单 体耗尽仍保持活性，故称作活性聚合。
C. 活性阴离子聚合动力学
1
典型活性阴离子聚合的特点：
在室温条件下 它的性能与一般硫 化橡胶并无差别， 但却可以方便地采 用一般塑料的加工 方法如熔融注射挤 压成型进行生产。
制备嵌段共聚物的关键： 不同单体加料的先后次序：并非所有活性聚合物 都能引发另一种单体聚合。 活的聚合物能否引发另一单体聚合，取决于M1和 M2的相对碱性：pKa
04
14
活性阴离子聚合只有引发和增长两步基元反应。
A. 聚合机理
引发过程与溶剂性质有关：
在极性溶剂中，活性中心以自由离子状态存在（但反 离子始终伴在近旁） ； 在非极性溶剂中，则以离子对形式存在。
阴离子聚合无终止的原因：
15
在无终止聚合的情况下，当转化率达100%后，加
1
入水、醇、酸、胺等链转移剂使活性聚合物终止。
01
定义：当单体转化率达到100%时，聚合仍不终止，
结构和性能的聚合物；
工业生产中：可生产许多性能优良的聚合物，
如丁基橡胶、溶液丁苯胶、异戊橡胶、聚甲醛、
SBS热塑性弹性体等。
01
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05
06
6.2 阴离子聚合（Anionic Polymerization) 反应通式：
5
A B
A
+ M
M
Mn
B M
聚合度与引发剂及单体浓度有关，可定量计算。故
又称化学计量（Stoichiometric）聚合； 须加入水、醇等终止剂人为地终止聚合。
引发剂在引发前，先100%地迅速转变成阴离子
活性中心，然后以相同速率同时引发单体增长，至单 体耗尽仍保持活性，故称作活性聚合。
C. 活性阴离子聚合动力学
1
典型活性阴离子聚合的特点：
在室温条件下 它的性能与一般硫 化橡胶并无差别， 但却可以方便地采 用一般塑料的加工 方法如熔融注射挤 压成型进行生产。
制备嵌段共聚物的关键： 不同单体加料的先后次序：并非所有活性聚合物 都能引发另一种单体聚合。 活的聚合物能否引发另一单体聚合，取决于M1和 M2的相对碱性：pKa
04
14
活性阴离子聚合只有引发和增长两步基元反应。
A. 聚合机理
引发过程与溶剂性质有关：
在极性溶剂中，活性中心以自由离子状态存在（但反 离子始终伴在近旁） ； 在非极性溶剂中，则以离子对形式存在。
阴离子聚合无终止的原因：
15
在无终止聚合的情况下，当转化率达100%后，加
1
入水、醇、酸、胺等链转移剂使活性聚合物终止。
01
定义：当单体转化率达到100%时，聚合仍不终止，
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有两种表示法：
x 以大分子链中的结构单元数目表示，记作 n 。含义更
为广泛，我们采用这一定义。
以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP，（适用范
围有限）
6
在这里,两种聚合度相等，都等于 n
xn DP n
由聚合度可计算出高分子的分子量：
M xn M0 DP M0
另一种情况：
式中: M 是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量
及发展简史
3
1.1 高分子的基本概念
什么是高分子？
高分子化合物、大分子化合物、高 分子、大分子、高聚物、聚合物 这些术语含义大致相同，但又各有 侧重。
高分子也叫高分 子化合物，是指 分子量很高并由 共价键连接的一 类化合物。
Macromolecule(大分子), Polymer（聚合物）。
常用高分子的分子量一般高达几万、几十万，甚 至上百万，范围在104～106。
强度
C B
高分子的强度与分子量 密切相关。
A 聚合度
12
A 点是初具强度的最低聚合度，A
AB
点以上强度随分子链长度迅速增加 尼龙 40 150
B 点是临界点，强度增加逐 渐减慢 纤维素 60 250
C 点以后强度不再明显增加
乙烯基 100 界点的聚合度不同，如
高分子的加工性能与分子量有关
分子量过大, 聚合物熔体粘度过高, 难以成型加工 达到一定分子量，保证使用强度后，不必追求过 高的分子量。
13
常用的聚合物的分子量（万）
塑料 分子量
聚乙烯 6～30 聚氯乙烯 5～15 聚苯乙烯 10～30
纤维 分子量
涤纶 1.8～2.3 尼龙-66 1.2～1.8 维尼纶 6～7.5
中国聚合物网
赛思高分子科学网 http://
2
1. 绪 论
高分子科学是当代发展最迅速的学科之一，
高分子科学既是一门应用科学，又是一门基
础科学。
高分子科学已经发展成高分子化学和高分子 物理两个主要分支.
1
本章内容
高分子的基本概念 高分子化合物的基本特征 高分子化合物的命名和分类 聚合反应 高分子化学研究内容，地位
高分子化学
科信公司内部培训资料
1
参考资料：
1. 高分子化学，复旦大学出版社。 2. Principles of Polymerization, 4th Ed, John Wiley& Sons,
George Odian, 2004. 3. 合成树脂新资料手册，周祥兴主编，中国物质出版社。
参考网站：
15
高分子分子量多分散性的表示方法 单独一种平均分子量不足以表征聚合物的性能
，还需要了解分子量多分散性的程度。
以分子量分布指数表示
即重均分子量与数均分子量的比值，Mw / Mn
Mw / Mn
1 接近 1 (1.5 ~ 2） 远离 1 (20 ~ 50)
5
结构单元有时也称为单体单元（Monomer unit） 重 复单元(Repeating unit）, 链节(Chain element）
结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节
n 表示重复单元数，也称为链节数, 在此等于聚合度
聚合度（Degree of polymerization） 聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
11
分子量多大才算是高分子？ 其实，并无明确界限，一般
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - 低分子 过渡区（齐聚物，oligomer） 高聚物
一般高分子的分子量在 104 ～106 范围
超高分子量的聚合物 的分子量高达106 以上
9
由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则 称为共聚物(copolymer)。
例如：丁苯橡胶
----( CH2--CH=CH--CH2 -)x--(-CH2--CH-)y--n--
x, y为任意值，故在分子链上结构单元的排列是任意 的：
M1M2M1M1M2M1M2M2M2 在这种情况下，无法确定它的重复单元，仅
n H2N-(--CH2-)5-COOH
--NH-(--CH2-)5-CO--n + n H2O
结构单元＝重复单元＝链节 单体单元
7
2.由两种结构单元按规律排列组成的高分子
合成尼龙-66则具有另一特征：
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--nOH + (2n-1) H2O
结构单元
结构单元
4
1.由一种结构单元组成的高分子
一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元 通过共价键重复连接而成。
例如：聚苯乙烯
n CH2 CH 聚合
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
缩写成
CH2 CH n
合成聚合物的起始原料称为单体（Monomer）。
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（Structure unit）。
重复单元
此时 ，两种结构单元构成一个重复单元。
8
单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 结构单元 重复单元 单体单元
但, 重复单元＝链节
xn 2DP 2n
M xn M 0 2DP M 0
注意：Mo两种结构单元的平均分子量 3. 由两种或两种以上无规排列的结构单元组成的高分子
由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物(homopolymer)
橡胶 分子量
天然橡胶 20～40 丁苯橡胶 15～20 顺丁橡胶 25～30
2. 分子量具有多分散性
什么是分子量的多分散性（Polydispersity） ？ 高分子不是由单一分子量的化合物所组成。
14
即使是一种“纯粹”的高分子，也是由化学组成相同 、分子量不等、结构不同的同系聚合物的混合物所组 成。 这种高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、参差 不齐）的特性，就称为分子量的多分散性。 因此应注意： 一般测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。
结构单元＝单体单元
10
1.2 高分子化合物的基本特征
1.分子量大
分子量大是高分子的根本性质 高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如 高分子的溶液性质： ·难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段; ·溶液粘度比同浓度的小分子高得多； ·分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能汽化； ·固体聚合物具有一定的力学强度,部分可抽丝、能制膜。
x 以大分子链中的结构单元数目表示，记作 n 。含义更
为广泛，我们采用这一定义。
以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP，（适用范
围有限）
6
在这里,两种聚合度相等，都等于 n
xn DP n
由聚合度可计算出高分子的分子量：
M xn M0 DP M0
另一种情况：
式中: M 是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量
及发展简史
3
1.1 高分子的基本概念
什么是高分子？
高分子化合物、大分子化合物、高 分子、大分子、高聚物、聚合物 这些术语含义大致相同，但又各有 侧重。
高分子也叫高分 子化合物，是指 分子量很高并由 共价键连接的一 类化合物。
Macromolecule(大分子), Polymer（聚合物）。
常用高分子的分子量一般高达几万、几十万，甚 至上百万，范围在104～106。
强度
C B
高分子的强度与分子量 密切相关。
A 聚合度
12
A 点是初具强度的最低聚合度，A
AB
点以上强度随分子链长度迅速增加 尼龙 40 150
B 点是临界点，强度增加逐 渐减慢 纤维素 60 250
C 点以后强度不再明显增加
乙烯基 100 界点的聚合度不同，如
高分子的加工性能与分子量有关
分子量过大, 聚合物熔体粘度过高, 难以成型加工 达到一定分子量，保证使用强度后，不必追求过 高的分子量。
13
常用的聚合物的分子量（万）
塑料 分子量
聚乙烯 6～30 聚氯乙烯 5～15 聚苯乙烯 10～30
纤维 分子量
涤纶 1.8～2.3 尼龙-66 1.2～1.8 维尼纶 6～7.5
中国聚合物网
赛思高分子科学网 http://
2
1. 绪 论
高分子科学是当代发展最迅速的学科之一，
高分子科学既是一门应用科学，又是一门基
础科学。
高分子科学已经发展成高分子化学和高分子 物理两个主要分支.
1
本章内容
高分子的基本概念 高分子化合物的基本特征 高分子化合物的命名和分类 聚合反应 高分子化学研究内容，地位
高分子化学
科信公司内部培训资料
1
参考资料：
1. 高分子化学，复旦大学出版社。 2. Principles of Polymerization, 4th Ed, John Wiley& Sons,
George Odian, 2004. 3. 合成树脂新资料手册，周祥兴主编，中国物质出版社。
参考网站：
15
高分子分子量多分散性的表示方法 单独一种平均分子量不足以表征聚合物的性能
，还需要了解分子量多分散性的程度。
以分子量分布指数表示
即重均分子量与数均分子量的比值，Mw / Mn
Mw / Mn
1 接近 1 (1.5 ~ 2） 远离 1 (20 ~ 50)
5
结构单元有时也称为单体单元（Monomer unit） 重 复单元(Repeating unit）, 链节(Chain element）
结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节
n 表示重复单元数，也称为链节数, 在此等于聚合度
聚合度（Degree of polymerization） 聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
11
分子量多大才算是高分子？ 其实，并无明确界限，一般
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - 低分子 过渡区（齐聚物，oligomer） 高聚物
一般高分子的分子量在 104 ～106 范围
超高分子量的聚合物 的分子量高达106 以上
9
由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则 称为共聚物(copolymer)。
例如：丁苯橡胶
----( CH2--CH=CH--CH2 -)x--(-CH2--CH-)y--n--
x, y为任意值，故在分子链上结构单元的排列是任意 的：
M1M2M1M1M2M1M2M2M2 在这种情况下，无法确定它的重复单元，仅
n H2N-(--CH2-)5-COOH
--NH-(--CH2-)5-CO--n + n H2O
结构单元＝重复单元＝链节 单体单元
7
2.由两种结构单元按规律排列组成的高分子
合成尼龙-66则具有另一特征：
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--nOH + (2n-1) H2O
结构单元
结构单元
4
1.由一种结构单元组成的高分子
一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元 通过共价键重复连接而成。
例如：聚苯乙烯
n CH2 CH 聚合
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
缩写成
CH2 CH n
合成聚合物的起始原料称为单体（Monomer）。
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（Structure unit）。
重复单元
此时 ，两种结构单元构成一个重复单元。
8
单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 结构单元 重复单元 单体单元
但, 重复单元＝链节
xn 2DP 2n
M xn M 0 2DP M 0
注意：Mo两种结构单元的平均分子量 3. 由两种或两种以上无规排列的结构单元组成的高分子
由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物(homopolymer)
橡胶 分子量
天然橡胶 20～40 丁苯橡胶 15～20 顺丁橡胶 25～30
2. 分子量具有多分散性
什么是分子量的多分散性（Polydispersity） ？ 高分子不是由单一分子量的化合物所组成。
14
即使是一种“纯粹”的高分子，也是由化学组成相同 、分子量不等、结构不同的同系聚合物的混合物所组 成。 这种高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、参差 不齐）的特性，就称为分子量的多分散性。 因此应注意： 一般测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。
结构单元＝单体单元
10
1.2 高分子化合物的基本特征
1.分子量大
分子量大是高分子的根本性质 高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如 高分子的溶液性质： ·难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段; ·溶液粘度比同浓度的小分子高得多； ·分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能汽化； ·固体聚合物具有一定的力学强度,部分可抽丝、能制膜。