一,聚合物的基本概念重复单元和链节结构单元和单体单元平均聚合度
一聚合物基本概念重复单元和链节结构单元和单体单元平均聚合度
• •
W（x）
a b
M 图1.1 相对分子质量分布曲线 a- 典型分布曲线;b- 分布较宽的曲线
Mn
MV Mm
M
图1.2 相对分子质量间的关系
• ⑷ 相对分子质量分布(分布曲线和分布系数 ) • ① 相对分子质量分布曲线 • 把一个聚合物试样按相对分子质量大小分成若干级分 ,测 定每一级分的相对分子质量和质量,并且计算出其质量分数。 • 以相对分子质量 M为横坐标,质量分数w(x)为纵坐标作图 , 得一曲线.该曲线为相对分子质量分布曲线。 • 如图1.1和图1.2 所示。 • ② 相对分子质量分布系数
二烯烃聚合时,除1,2加成、3,4加成外,还有1,4加成：
3 3,4 聚合 4 n CH2 CH 2 1 1,2 聚合 C CH2 CH3 1,4 聚合 [ CH2 CH C CH2 ] n CH3 CH3 [ CH2 C ]n
Mn m m M
i i i
NM N
i i
i
1.2
聚合物
② 质均相对分子质量Mm(weight –average molecular weight)
Mm
mi M i mi
Ni M
2 i
Ni M i
③粘均相对分子质量Mv(viscosity–average molecular weight)
Mv mM ∑ =( m ∑
i i α i 1/α
)
N M ∑ =( NM ∑
i i
α +1 i 1/α
)
i
④Z均相对分子质量
MZ
2 m M i i
MZ
mi M i
2 N M i i
(完整版)高分子化学重点
1.解释重复单元，结构单元，单体单元，单体含义单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子化合物 重复单元：重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
结构单元：构成高分子主链结构组成的单个原子或原子团。
单体单元：高分子分子结构中由单个单体分子衍生而来的 最大的结构单元2 聚合度：单个聚合物分子中所含单体单元的数目。
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D P 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3 阻聚常数即阻聚剂的链转移常数，C s =K t r /K p 4.半衰期：指引发剂分解至起始浓度一半所需时间 5.凝胶点：开始出现凝胶瞬间的临界反应程度6.凝胶现象：在交联逐步聚合反应过程中，随着聚合反应的进行，体系粘度突然增大，失去流动性，反应及搅拌所产生的气泡无法从体系中逸出，可看到凝胶或不溶性聚合物明显生成的实验现象7.自动加速效应竞聚率：随着聚合反应的进行，单体转化率（c %）逐步提高，【I 】【M 】逐渐下降，聚合反应速率R p 理应下降，但在许多聚合体系中，R p 不但不下降，反而显著升高，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；是指聚合反应中期，反应速率自动增加的现象。
8.竞聚率：同一种自由基均聚和共聚链增长速率常数之比，r 1=k 11/k 12 r 2=k 22/k 219.乳液聚合：单体在水中分散成乳液状态的聚合。
体系有单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。
10.引发剂：通常是一些可在聚合温度下具有适当的分解速率，生成自由基，并能引发单体聚合的化合物。
11.胶束：表面活性剂在溶液中的浓度达到某一临界值，如果浓度继续增加，表面活性剂分子中的长链亲油基团通过分子间吸引力相互缔合，自身相互抱成团，而亲水基团则伸向水中，与水分子结合形成聚集体，即胶束。
12.配位聚合：是指采用金属有机化合物与过渡金属化合物的络合体系作为引发剂的聚合反应。
一,聚合物的基本概念重复单元和链节结构单元和单体单元平均聚合度
• ⒊ 按聚合物主链结构的化学组成分类 • ⑴ 碳链聚合物 • 聚合物大分子主链中,完全由碳原子构成,如聚氯乙烯、聚乙 烯、聚丙烯、聚苯乙烯、 聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯等。
HHHHHH
PVC: CCCCCC HCl HCl HCl
HHHHHH
•
PS: C C C C C C
•
HHH
•
⑵ 杂链聚合物
头 尾
头 头 尾 尾
C H 2 C H C H 2 C H C H 2 C H C H C H 2 C H 2 C H
C l
C l
C l C l
C l
• ③ 结构单元的构型(configuration) 以聚丙烯为例
•
[ CH2 CH]n
CH3
• 全同立构体、间同立构体和无规立构体。 •
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
线型聚合物为热塑性聚合物。
⑵ 体型聚合物
体型交联结构的聚合物称为体型聚合物。
其加热时不能熔融，加入溶剂时不能溶解。
体型聚合物为热固性聚合物如酚醛树脂、脲醛树脂、环氧
涤纶树脂大分子的结构式为
OCH2CH2O
结构单元
O
O
C
C
n
结构单元
重复单元
结构单元：重复单元中包括的最小的不能再分的结构单位。
• 单体单元：结构单元的结构与单体的结构除电子结构改变
•
外, 化学组成相同。
•
该结构单元也可称为单体单元。
1.2 聚合物
• ⒊ 平均聚合度(average degree of polymerizition)
❖ 塑料、纤维和橡胶用聚合物很难严格的区别开来。 ❖ ⑷ 其它 ❖ 在合成树脂和塑料的基础上,又衍生出胶粘剂、涂料、离子 交换树脂和特种高分子化合物等。 ❖ ⒉ 按合成聚合物的聚合反应类型分类 ❖ ⑴ 加聚高聚物(addition polymer) ❖ 以加成聚合反应(属于连锁聚合的范畴)合成的高聚物称为 加聚高聚物(简称加聚物) 。 ❖ 如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。 ❖ ⑵ 缩聚高聚物(condensation polymer) ❖ 以缩聚反应合成的高聚物称为缩聚物高聚物。 ❖ 如聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶）、聚酰胺（尼龙）、聚 碳酸酯、环氧树酯和聚氨酯等。
高分子化学与物理
中国科学院大学硕士研究生入学考试《高分子化学与物理》考试大纲本《高分子化学与物理》考试大纲适用于中国科学院大学高分子化学与物理专业的硕士研究生入学考试。
高分子化学与物理是化学学科的基础理论课。
高分子化学内容主要包括连锁聚合反应、逐步聚合反应和聚合物的化学反应等聚合反应原理，要求考生熟悉相关高分子化学的基本概念，掌握常用高分子化合物的合成方法、合成机理及大分子化学反应，能够写出主要聚合物的结构式，熟悉其性能并且能够对给出的现象给以正确、合理的解释。
高分子物理内容主要包括高分子的链结构与聚集态结构，聚合物的分子运动，聚合物的溶液性质以及聚合物的流变性能、力学性能、介电性能、导电性能和热性能等，要求考生熟悉相关高分子物理的基本概念，掌握有关聚合物的多层次结构及主要物理、机械性能的基本理论和基本研究方法。
考生应具备运用高分子化学与物理的知识分析问题、解决问题的能力。
一、考试基本要求1．熟练掌握高分子化学与物理的基本概念和基础理论知识；2．能够灵活运用所学知识来分析问题、解决问题。
二、考试方式与时间硕士研究生入学《高分子化学与物理》考试为闭卷笔试，考试时间为180分钟，总分150分。
三、考试主要内容和要求高分子化学部分（一）绪论1、考试内容（1）高分子的基本概念；（2）聚合物的命名及分类；（3）分子量；（4）大分子微结构；（5）线形、支链形和体形大分子；（6）聚合物的物理状态；（6）聚合物材料与强度。
2、考试要求【掌握内容】（1）基本概念：单体、聚合物、聚合反应、结构单元、重复单元、单体单元、链节、聚合度、均聚物、共聚物。
（2）加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。
（3）从不同角度对聚合物进行分类。
（4）常用聚合物的命名、来源、结构特征。
（5）线性、支链形和体形大分子。
（6）聚合物相对分子质量及其分布。
（7）大分子微结构。
（8）聚合物的物理状态和主要性能。
【熟悉内容】（1）系统命名法。
（2）典型聚合物的名称、符号及重复单元。
聚合物基础知识
强 度
C
B
A
• 高分子的强度与分 子量密切相关
聚合度
第一章 涂料
A 点是初具强度的最低聚合度，A 点以上强度随分子链迅速增加 B 点是临界点，强度增加逐 渐减 慢
A B
尼龙 纤维素 乙烯基 聚合物 40 60 100 150 250 400
C 点以后强度不再明显增加
不同高分子初具强度的聚合 度和临界点的聚合度不同，如
MZ
mi M i
2 N M i i
3 N M i i
第一章 涂料 •
⑶ 平均相对分子质量Fra bibliotek① 数均相对分子质量Mn (number –average molecular weight)。
固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜。
第一章 涂料
• 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）
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
mi M i mi
Ni M
2 i
Ni M i
③粘均相对分子质量Mv(viscosity–average molecular weight)
Mv mM ∑ =( m ∑
i i α i 1/α
)
N M ∑ =( NM ∑
i i
α +1 i 1/α
)
i
④Z均相对分子质量
MZ
2 m M i i
高分子复习总结
当p=0.999时，
X n 1 1 r r 2 r p 1 0 .91 8 2 0 * .0 9 5 .98 * 8 0 .9 5 5 9 19 .9 18 6
16
• 13. 邻苯二甲酸酐与甘油或季戊四醇缩 聚，两种基团数相等，试求：
• a. 平均官能度 b. 按Carothers法求凝 胶点 c. 按统计法求凝胶点 解：a、平均官能度： 1）甘油： f 3*22*32.4
偶合终止
11
[I] [S]
Xn2CMCI[M ]CS[M ]
22
真正终止 （歧化终止）
链转移终止
以歧化终止为 例，链转移反 应对平均聚合 度影响的定量 关系式。
：无链转移反应的聚合度（歧化终止）
23
第三章 练习题
1.凝胶效应现象就是（
）
A.凝胶化 B. 自动加速现象 C. 凝固化 D. 胶体化
密闭体系
Xn K1
非密闭体系
X
＝
n
K pn
W
6
分子量影响因素
分子量控制方法
计算公式
p、K、nW
端基封锁
原料非等摩尔 或加单官能团
Xn 1r 1r 2rp
r Na Nb
r
Na Nb＋2Nb'
注意：Na和Nb分别是基团A和B的物质的量。
7
第二章
Carothers法计算线形缩聚物的聚合度
28
7 已知过氧化二苯甲酰在60 ℃ 的半衰期为48 小时，甲基丙烯酸甲酯在60 ℃的kp2 / kt=1×10-2l ( mol . s )。如果起始投料量为 每100ml 溶液（溶剂为惰性）中含20克甲基 丙烯酸甲酯和0.1克过氧化苯甲酰，试求 （1）甲基丙烯酸甲酯在60℃下的聚合速度？ （2）反应初期生成的聚合物的数均聚合度 （60 ℃ 下85 %歧化终止，15％偶合终止， f 按1 计算）。
一-聚合物的基本概念重复单元和链节结构单元和单体单元平均聚合度上课讲义
M m 1 Mn
称为相对分子质量分布系数。 其值大于或等于1。
• ⒉ 结构方面的特征 • 聚合物存在着多重结构,即所谓一次结构、二次结构和三次 结构。 • ⑴ 一次结构 • 一次结构是指与聚合物的结构单元有关的结构。 • ① 结构单元的化学组成 • 由于结构单元的化学组成不同,才构成了品种繁多的聚合物, 聚合物的种类就是以结构单元的化学组成为基础而划分的。 • ② 结构单元的序列结构 • 指结构单元之间的键接次序。 • 在自由基聚合过程中,由于连接几率的关系,虽然大部分结 构单元是以“头-尾” “头-尾”连接,但 也有部分结构单元 是以“头-头”或“尾-尾”连接。
头 尾
头 头 尾 尾
C H 2 C H C H 2 C H C H 2 C H C H C H 2 C H 2 C H
C l
C l
C l C l
C l
• ③ 结构单元的构型(configuration) 以聚丙烯为例
•
[ CH2 CH]n
CH3
• 全同立构体、间同立构体和无规立构体。 •
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
[C H 2C H C H C H 2 ]n
1.2 聚合物
聚醋酸乙烯酯的结构式为
[ CH2 CH]n OCOCH3
聚甲基丙烯酸甲酯的结构式为
CH3 [ CH2 C ]n
COOCH3
聚乙烯-醋酸乙烯共聚物的结构式为
[C H 2 C H 2]n[C H 2 C H]m O C O C H 3
1.2 聚合物
一-聚合物的基本概念重复单元 和链节结构单元和单体单元平均
聚合度
1.2 聚合物
聚合物的结构式：[重 复 单 元 的 结 构 ]n (重 复 单 元 的 结 构 )n 聚乙烯的结构式为
高分子化学教案
第一章绪论【掌握内容】1. 高分子基本概念：单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等。
2. 聚合反应；加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。
3. 从不同角度对聚合物进行分类。
4. 常用聚合物的命名、来源、结构特征。
5. 聚合物相对分子质量及其分布。
【熟悉内容】1. 系统命名法。
2. 典型聚合物的名称、符号及重复单元。
【了解内容】1. 高分子化学发展历史。
2. 聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响。
【教学难点】1. 结构单元、重复单元、单体单元、链节的辨析。
2. 加成聚合与缩合聚合的区别与联系；连锁聚合与逐步聚合的区别与联系。
【教学目标】1. 掌握高分子化学相关基本概念。
2. 能对几对重要概念进行辨析。
3. 能按规范写出正确的聚合物名称、分子式、聚合反应式。
4. 树立对高分子化学学科正确的认识观。
前言【教学内容】一、高分子化学课程简介二、高分子发展与应用三、我国高分子科学发展现状【授课时间】1学时【教学目标】了解高分子科学体系范畴及分子化学发展简史，了解高分子化学课程【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片【教学过程】1.绪论1.1 高分子基本概念【教学内容】一高分子二高分子化学三单体四有关组成结构的概念五大分子结构式六聚合反应方程式：【授课时间】2学时【教学重点】高分子、结构单元、重复单元、单体单元、链节等概念，聚合反应式的书写【教学难点】结构单元、重复单元、单体单元的辨析【教学目标】1 掌握高分子、结构单元、重复单元、单体单元、链节、聚合度等概念的区别与联系2 能正确写出具体聚合物的结构式与反应式【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片及实例【教学过程】一高分子1 名称：macromolecule compound；macromolecule；polymer；high polymer2 概念的形成3 定义(1) 相对分子质量很大(2) 共价键连接(3) 相同的化学结构重复多次而成4 基本特点(1) 相对分子质量很大(2) 化学组成比较简单,分子结构有规律性(3) 分子形态多样:长链线型,三维网状,星型,梯形,环形….(4) 相对分子质量具有多分散性(5) 物理性质不同于低分子:高软化点,高强度,高弹性,熔体高黏度二高分子化学研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。
聚合物的定义
聚合物的定义
聚合物是一类由许多重复单元组成的大分子化合物。
这些重复单元，也称为单体或基本单元，通过共价键相互连接而形成长链状结构。
聚合物由于其独特的分子结构和性质，在日常生活和工业生产中扮演着重要角色。
在聚合物领域中，最基本的概念之一是聚合过程。
聚合过程是指将小分子单体通过化学反应连接成长链大分子的过程。
这一过程通常由引发剂或催化剂的作用下进行，形成线性、支化、或交联等不同形式的聚合物结构。
聚合物的性质取决于其化学结构和分子量。
例如，线性聚合物一般具有良好的延展性和可塑性，而支化聚合物则更容易形成结晶结构，具备较高的强度和硬度。
另外，聚合物的分子量也会对其性能产生重要影响，高分子量的聚合物通常具有较高的黏度和强度。
除了化学结构和分子量外，聚合物的形态结构也对其性质产生重大影响。
聚合物可以呈现出无序斑驳的无定形结构，也可以形成有序排列的结晶体结构。
这种分子结构的不同会影响聚合物的熔点、玻璃化转变温度以及力学性能等方面。
在实际应用中，聚合物被广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等各个领域。
塑料制品在日常生活中随处可见，如食品包装、日用品、建筑材料等。
橡胶制品则广泛用于轮胎、密封件、橡胶靴等方面。
纤维类聚合物被用于纺织品生产，提供各式面料。
涂料和胶粘剂中的聚合物则赋予产品优良的附着性和耐用性。
总的来说，聚合物是由重复单元组成的大分子化合物，其结构、性质和应用领域多种多样。
随着科学技术的不断进步，聚合物材料在各个领域的应用将会更加广泛，为人类生活带来更多便利和创新。
1。
聚合物
i i α i 1/α
)
N ∑ M =( N ∑ M
i i
α +1 i 1/α
)
i
④Z均相对分子质量 M Z 均相对分子质量
MZ =
mi M i2 ∑
∑ mi M i
=
N i M i3 ∑ N i M i2 ∑
1.2
聚合物
•
对于相对分子质量均一的聚合物M 对于相对分子质量均一的聚合物 n=Mm, 而相对分子质量 不均一的聚合物,一般 一般M 介于M 之间， 不均一的聚合物 一般 m>Mn , Mv介于 n和Mm 之间，而接近 Mm ,如图 所示。 如图1.2所示 如图 所示。
• • • • • • •
由于聚合物大分子的结构不同,排列的规整性不同, 由于聚合物大分子的结构不同, 排列的规整性不同, 可能形 ① 无定型聚合物 对于无定型聚合物加热到一定的温度,由硬而脆的玻璃态变 对于无定型聚合物加热到一定的温度 由硬而脆的玻璃态变 无定型聚合物的力学三态：玻璃态、 无定型聚合物的力学三态：玻璃态、高弹态和粘流态 由玻璃态转变为高弹态的温度称为玻璃化温度,记作 g ,由高 由玻璃态转变为高弹态的温度称为玻璃化温度 记作T 由高 记作 ② 结晶聚合物 结晶聚合物中存在着或多或少的无定型区, 结晶聚合物中存在着或多或少的无定型区,因而其结晶度不
1.2
聚合物
聚合物的结构式： 聚合物的结构式：[ 重复单元的结构 ]n 聚乙烯的结构式为
( 重 复 单元 的 结构 ) n
[ CH2 CH2 ]n
聚氯乙烯的结构式为
[ CH2 CH ]n Cl
聚苯乙烯的结构式为
[ CH2 CH ]n
聚丁二烯的结构式为
聚合物的单体和链节
聚合物的单体和链节一、引言聚合物是由许多单体分子通过化学反应连接起来形成的高分子材料，广泛应用于各个领域。
了解聚合物的单体和链节结构对于研究聚合过程以及合成高性能聚合物至关重要。
本文将详细探讨聚合物的单体和链节的概念、分类以及其在聚合物结构中的作用。
二、聚合物的定义和基本概念聚合物是由单体分子通过化学键结合形成的高分子大分子。
单体是构成聚合物的基本结构单元，而链节则是由多个单体组成的具有重复性的结构单元。
聚合物可以是天然的，也可以是人工合成的，具有多种不同的物理和化学性质。
三、聚合物的分类聚合物可按照其结构、聚合方式、功能等多种方式进行分类。
以下是几种常见的聚合物分类方式：1. 结构分类聚合物的结构可以分为线性聚合物、支化聚合物、交联聚合物等。
•线性聚合物是一条由单体按照特定顺序通过共价键连接而成的直线形链状分子。
•支化聚合物是在线性聚合物的基础上通过引入支链结构而形成的分子。
支链可以增加聚合物的分子量、改善其溶解性等性质。
•交联聚合物是由具有交联点的聚合物链网状结构组成的，具有较高的物理强度和耐化学性能。
2. 聚合方式分类聚合物的合成方式可以分为添加聚合和缩聚两种。
•添加聚合是通过单体间的共价键重组将单体牢固地连接起来形成聚合物。
这是一种常见的聚合方式。
•缩聚是通过两个单体分子的反应生成一个水分子的同时将两个单体连接起来形成聚合物。
这种聚合方式适用于具有两个或多个功能团的单体。
3. 功能分类聚合物还可以根据其功能进行分类，比如高温聚合物、导电聚合物、生物可降解聚合物等。
四、聚合物的单体聚合物的单体是构成聚合物的最基本单元，通常是由原子或分子组成的。
不同的单体具有不同的性质和功能，在聚合过程中起到至关重要的作用。
聚合物的单体可以分为两类：活性单体和功能性单体。
1. 活性单体活性单体是指具有反应活性的单体，可以通过聚合反应与其他单体反应形成聚合物链。
常见的活性单体有乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等。
活性单体的反应活性来源于其分子结构中的不饱和键或其他反应活性团。
高分子化学课后习题答案
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X表示。
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）。
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-[-CH2CHCl-]- n聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n涤纶-[-OCH2CH2OOCC6H4CO-]n尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n聚合物分子量/万结构单元分子DP=n特征量/万塑料聚氯乙烯聚苯乙烯5~1510~30104800~2400960~2900(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。
高分子化学习题与解答
第一章绪论名词解释高分子化合物（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。
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。
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。
，Ni ：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均的统计平均分子量。
，Wi ：相应的分子所占的重量分数。
粘均分子量（Viscosity-average Molecular Weight）：用粘度法测得的聚合物的分子量。
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。
聚合物名词解释
聚合物名词解释聚合物是指由相同或不同的单体分子反复重复聚合形成的大分子化合物。
它们由许多小分子单元组成所以也被称为高分子化合物。
由于其材料性质优异、加工性能良好，被广泛应用于各个领域。
本文将对聚合物的几个重要概念进行阐述。
一、聚合物结构聚合物主要由单体分子反复连接而成，在聚合过程中两个单体分子之间的化学键不断形成，这种化学键可以是共价键、离子键或氢键。
聚合物的基本结构单位被称为重复单元或聚合体，这是聚合过程中反复出现的连接单元。
聚合体的种类和组成的单体不同，聚合物的基本结构也不同。
例如，丙烯酸聚合物的聚合体是丙烯酸分子，聚乙烯的聚合体是乙烯分子，聚酰胺的聚合体是亚麻素单体等。
二、聚合物分类聚合物的分类可以根据聚合反应方式、单体种类、聚合度、空间结构和性质等多种方式。
1、聚合反应方式：根据聚合反应方式将聚合物可以分为自由基聚合物、阴离子聚合物、阳离子聚合物和离子轻转移聚合物等几种类型。
2、单体种类：根据单体种类将聚合物分为丙烯酸聚合物、聚乙烯醇聚合物、聚酯类聚合物、聚酰亚胺类聚合物等。
3、聚合度：聚合度是指聚合物中一个聚合体里的单体数目，可以通过数值或平均分子量来表达。
聚合度的高低决定了聚合物的物理性质，例如高聚合度的聚乙烯是固体，而低聚合度的聚乙烯是液体。
4、空间结构：聚合物可以分为线性聚合物、分支聚合物、交联聚合物和网络聚合物等。
三、聚合物的性质由于聚合物结构的复杂性，其性质也非常复杂，与聚合物的种类和组成密切相关。
下面列举一些主要的聚合物性质。
1、物理性质聚合物的物理性质包括电气性质、热学性质、光学性质等。
例如聚丙烯聚氯乙烯等聚合物具有良好的电气绝缘性能，聚苯乙烯具有良好的光学透明性，聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯则具有良好的热稳定性。
2、化学性质聚合物的一些化学性质包括结构稳定性、耐化学腐蚀性、耐氧化性、抗紫外线性能等。
例如聚氨酯表现出良好的化学和耐磨性能、耐氧化性，聚合物化的聚乙烯醇因为含有羟基而具有良好的亲水性。
高化名词解释
1.结构单元：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。
2重复单元及平均聚合度：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为重复单元。
结构单元的数目称为平均聚合度3结构单元、重复单元和单体单元结构单元：高分子中多次重复的且可以表明合成所用单体种类的化学结构。
重复单元：聚合物中化学组成相同的最小单位，又称为链节。
单体单元：聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元4官能度：一分子中能参与反应的官能团数5聚合度：聚合物大分子中重复结构单元的数目6加聚反应：烯类单体通过双键的加成而进行的聚合反应7分子量分布指数：重均分子量与数均分子量的比值为分子量分布指数。
8反应程度：是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数9反应程度和转化率：反应程度是指反应了的官能团数与起始官能团数之比。
转化率指反应了的单体分子数与起始单体分子数之比。
10相对分子质量分布曲线：把一个聚合物试样按相对分子质量大小分成若干级分,测定每一级分的相对分子质量和质量,并且计算出其质量分数。
以相对分子质量M为横坐标,质量分数w(x)为纵坐标作图,得一曲线.该曲线为相对分子质量分布曲线11平均官能度与摩尔系数：平均官能度指反应体系中平均每一分子上带有的能参加反应的官能团的数目。
摩尔系数指起始两种官能团的总数之比，其值小于或等与112凝胶点：多官能团单体聚合时，开始出现凝胶的瞬间的临界反应程度。
13线型缩聚合，体型缩聚14聚合上限温度15笼闭效应16引发剂半衰期17引发剂效率18诱导分解19自动加速效应20 S形聚合：采用低活性引发剂聚合时，初期慢，表示正常速率，中期加速，是凝胶效应超过正常速率的结果，后期转慢，玻璃化效应产生影响，凝胶效应和正常聚合都在减慢。
21动力学链长22链转移反应23向单体转移常数24歧化终止25链增长反应26阻聚剂27缓聚剂28共聚物29自由基共聚合反应30竞聚率31理想恒比共聚32 Q，e概念33本体聚合34溶液聚合35悬浮聚合36乳化剂37乳液聚合38乳化作用39临界胶束浓度40增溶作用41三相平衡点42自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合43配位聚合44立构规整度45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。
高分子化学期末复习课 (1)
能,酯基诱导与共轭作用大于 甲基供电作用,还可进行阴离 子聚合 能,羰基产生吸电诱导作用而 氧产生给电子共轭作用,二者 作用相抵,只能自由基聚合
CH3CH=CHCOOCH3
不能,结构对称,极化度低,且位阻 大.
什么是自动加速现象? 产生的原因是什么 ?对聚合反应及 聚合物会产生什么影响 答:当自由基聚合进入中期后,随转化率增加,聚合速率自动 加快,这一现象称为自动加速现象. 这是由于凝胶效应和沉淀效应使链自由基的终止速率受 到抑制,而链增长速率变化不大,从而使聚合速率加快. 自动加速现象可提高聚合反应速率,但控制不好,会出现 爆聚使聚合失败.自动加速现象使聚合物分子量分布变宽.
4）假设终止反应为双基终止，并且聚合开始很短时间后，进入“稳定 状态”，反应体 系中自由基浓度不变，链自由基的生成速率等于链自由 基的消失速率，即Ri=Rt，稳态假定
例5.下列反应现象分别是由哪一种机理造成的？（复习 题二，5，45，46） （1）聚合反应速率与引发剂浓度平方根成正比 （2）聚合反应速率对单体浓度呈一级反应 A.双基终止造成的 B.单基终止造成 [ ] [ ]
kC0t2 + 1 = 100
kC0t1 + 1 = 50;
因
kC 99 0t2 = kC 49 0 t1 t2 = 2 , 即 t2 = 2t1 此： t1
1 2
[I ] 2 [M ]
1
动力学链长的定义是什么？ 分析没有链转移反应与有链 转移反应时动力学链长与平均聚合度的关系.
动力学链长－－－在自由基聚合中,一个活性中心由引 发开始到活性中心消失期间消耗的单体分子数,用ν表 示.它等于链增长反应速率与链引发反应速率之比.
稳态时，引发 速率等于终止 速率
高分子化学教案
《高分子化学》教案湖州师范学院学院生命科学学院李敬芬2005.8-2006.1第1章绪论（Intruduction）【课时安排】引言 5 分钟1.1 高分子化合物研究对象 5 分钟1.2 高分子化合物的基本概念80分钟1.3 聚合物的分类和聚合物的命名60分钟1.4 聚合反应分类20学时1.5 聚合物平均分子质量及其分布30分钟1.6 聚合物物理状态及转变20分钟1.7 高分子发展简史 5 分钟习题讲解1学时总计6学时【掌握内容】1. 高分子化合物的基本概念：单体、高分子、聚合物、低聚物、结构单元、重复单元、单体单元、链节、主链、侧链、端基、侧基、聚合度、相对分子质量等。
2. 聚合反应分类；加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。
3. 聚合物分类方法。
4. 常用聚合物的命名、来源、结构特征。
5. 聚合物相对分子质量及其分布。
【熟悉内容】1. 系统命名法。
2. 典型聚合物的名称、符号及重复单元。
【了解内容】1. 高分子化学发展历史。
2. 聚合物相对分子质量及其分布对聚合物性能的影响。
【教学难点】1. 结构单元、重复单元、单体单元、链节的辨析。
2. 加成聚合与缩合聚合的区别与联系；连锁聚合与逐步聚合的区别与联系。
【教学目标】1. 掌握高分子化学相关基本概念。
2. 能对几对重要概念进行辨析。
3. 能按规范写出正确的聚合物名称、分子式、聚合反应式。
4. 树立对高分子化学学科正确的认识观。
【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片，并辅以具体实例。
【教学过程】引言：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发展成高分子化学和高分子物理两个主要分支高分子简介高分子是由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。
之所以称为高分子，就是因为它的分子量高。
常用高分子材料的分子量在一万到几百万之间，高分子量对化合物性质的影响就是使它具有了一定的强度，从而可以作为材料使用。
聚合物的定义
聚合物的定义聚合物是指由许多重复单元组成的大分子。
每个重复单元都由一组化学结构相同或相似的单体链接而成。
聚合物是生活中常见的物质，具有广泛的应用和重要的地位。
它们可以被发现在塑料制品、纤维、橡胶、涂料、胶水等众多日常用品中。
聚合物的结构和性质取决于单体的多样性和聚合方法的多样性。
单体是聚合物合成的基本单位，通过共价键形成。
聚合物分为线性聚合物、支链聚合物和交联聚合物三种类型。
线性聚合物是由单体按照线性方式连接而成的，单体在聚合过程中呈线性分布。
一些常见的线性聚合物有聚乙烯、聚丙烯和聚丙烯酸等。
它们具有较高的可延展性和可塑性，常用于制造塑料袋、塑料瓶、塑料管等。
支链聚合物是由单体按照支链方式连接而成的，单体在聚合过程中呈支链分布。
支链聚合物具有较高的分支度，因此具有更高的熔点和耐热性。
聚乙烯醇和聚合氯乙烯是常见的支链聚合物，它们用于制备合成纤维和涂料。
交联聚合物是由单体通过交联剂连接而成的，单体在聚合过程中发生交联反应。
交联聚合物具有较高的强度和硬度，常用于制造硬质塑料和橡胶制品。
丙烯酸酯嵌段共聚物和硫化橡胶都属于交联聚合物。
对于制造聚合物材料，有多种聚合方法可供选择。
其中最常见的方法是加聚合和缩聚合。
加聚合是通过单体的加成反应来合成聚合物，其中单体中的双键或三键被打开，使聚合物链逐渐增长。
缩聚合是通过单体中不同官能团之间的反应来合成聚合物，其中水是副产物之一。
聚合物的性质很大程度上取决于它们的分子量。
分子量越高，聚合物的力学性能就越好。
这是因为高分子量聚合物具有更多的分子链，并且能够更好地耐受外部力的作用。
聚合物的熔点和玻璃化转变温度也与分子量有关。
除了分子量，聚合物的化学结构也会影响其性质。
在一个聚合物中，单体的选择、顺序和连接方式都会对聚合物的性能产生重要影响。
聚合物可以通过控制聚合条件和使用不同的单体来调节其性质。
聚合物的应用广泛。
塑料制品是最常见的聚合物制品，如塑料瓶、塑料袋、塑料容器等。
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⑶ 平均相对分子质量
① 数均相对分子质量Mn (number –average molecular weight)。
Mn
mi mi Mi
NiMi Ni
1.2 聚合物
② 质均相对分子质量Mm(weight –average molecular weight)
Mm mm iM i i N NiiM Mii2
• 平均聚合度: 一个大分子中“结构单元”的(平均)数目。
•
记作Xn 。
• 对于聚氯乙烯一类大分Xn = n
• 对于尼龙、涤纶一类大分子 Xn = 2n • 聚合物的数均相对分子质量Mn可由下式计算
•
Mn = M0.n= Xn.M
• 式中 M0——重复单元的相对分子质量；
•
M——结构单元的相对分子质量的平均值；
•
n——重复单元的数目；
•
Xn——结构单元的数目,即平均聚合度。
1.2 聚合物
• 二、 聚合物的基本特征
•
⒈ 相对分子质量方面的特征
•
⑴ 相对分子质量巨大
•
聚合物的相对分子质量一般为104～106
•
⑵ 相对分子质量具有多分散性
即使对于一个纯粹的聚合物,它也是由化学组成相同而相
对分子质量不等的、同一系列的聚合物的混合物所构成。
1.2 聚合物
聚醋酸乙烯酯的结构式为
[ CH2 CH]n OCOCH3
聚甲基丙烯酸甲酯的结构式为
CH3 [ CH2 C ]n
COOCH3
聚乙烯-醋酸乙烯共聚物的结构式为
[C H 2 C H 2]n[C H 2 C H]m O C O C H 3
1.2 聚合物
⒉ 结构单元(constitutional unit)和单体单元
不均一的聚合物,一般Mm>Mn , Mv介于Mn和Mm 之间，而接近
Mm ,如图1.2所示。
W(x) W（x）
•
•
a
b
M
图1.1 相对分子质量分布曲线 a- 典型分布曲线;b- 分布较宽的曲线
Mn MV Mm
M
图1.2 相对分子质量间的关系
• ⑷ 相对分子质量分布(分布曲线和分布系数 ) • ① 相对分子质量分布曲线 • 把一个聚合物试样按相对分子质量大小分成若干级分,测 定每一级分的相对分子质量和质量,并且计算出其质量分数。 • 以相对分子质量M为横坐标,质量分数w(x)为纵坐标作图, 得一曲线.该曲线为相对分子质量分布曲线。 • 如图1.1和图1.2 所示。 • ② 相对分子质量分布系数
C H 3 HC H 3 HC H 3 HC H 3 H C C C C C C C C(a)
C H 2 C H 2C H 2 C H 2C H 2 C H 2C H 2 C H 2
③粘均相对分子质量Mv(viscosity–average molecular weight)
∑ ∑ ∑ ∑ Mv=(
miMiα)1α/ =( mi
NiMiα+1)1α/ NiMi
④Z均相对分子质量 M Z
MZ
miMi2 miMi
NiMi3 NiMi2
1.2 聚合物
•
对于相对分子质量均一的聚合物Mn=Mm, 而相对分子质量
M m 1 Mn
称为相对分子质量分布系数。 其值大于或等于1。
• ⒉ 结构方面的特征 • 聚合物存在着多重结构,即所谓一次结构、二次结构和三次 结构。 • ⑴ 一次结构 • 一次结构是指与聚合物的结构单元有关的结构。 • ① 结构单元的化学组成 • 由于结构单元的化学组成不同,才构成了品种繁多的聚合物, 聚合物的种类就是以结构单元的化学组成为基础而划分的。 • ② 结构单元的序列结构 • 指结构单元之间的键接次序。 • 在自由基聚合过程中,由于连接几率的关系,虽然大部分结 构单元是以“头-尾” “头-尾”连接,但 也有部分结构单元 是以“头-头”或“尾-尾”连接。
链节:
“重复单元”似大分子合物的结构式：[重 复 单 元 的 结 构 ]n (重 复 单 元 的 结 构 )n 聚乙烯的结构式为
[C H 2 C H 2]n
聚氯乙烯的结构式为
[ CH2 CH]n Cl
聚苯乙烯的结构式为
[ CH2 CH ]n
聚丁二烯的结构式为
[C H 2C H C H C H 2 ]n
HC HC
CH CH
H
H
CH3 H
HC HC
CH CH
H
H
CH3 H
HC CH H
CH3
全同立构体
HC CH H
HC HC
CCH3 CH HH
HC HC
CCH3 CH HH
间同立构体
CH3 H
CH3 CH3 H
HC CH H
HC HC
CCH3 CH
H
H
HC CH H
HC
C CH3 H
无规立构体
二烯烃聚合时,除1,2加成、3,4加成外,还有1,4加成：
涤纶树脂大分子的结构式为
OCH2CH2O
结构单元
O
O
C
C
n
结构单元
重复单元
结构单元：重复单元中包括的最小的不能再分的结构单位。
• 单体单元：结构单元的结构与单体的结构除电子结构改变
•
外, 化学组成相同。
•
该结构单元也可称为单体单元。
1.2 聚合物
• ⒊ 平均聚合度(average degree of polymerizition)
[ CH2 CH]n
3,4聚合 4 nCH2
3 2 1 1,2聚合
CH C CH2
[CH2
CH3 C ]n
C CH2
CH3
CH CH
CH3
1,4 聚合
[CH2 CH C CH2 ]n CH3
1,2加成、3,4加成同样可形成全同立构体、 间同立构体、 和无规立构体。
1,4加成形成的大分子中有顺式和反式之分。如图1.4所示。
1.2 聚合物
一、 聚合物的基本概念 ⒈ 重复单元(structural repeating unit)和链节
C H 2 C H C H 2 C H C H 2 C H C H 2 C H C l C l C l C l
CH2 CH
Cl
重复结构单元:
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。
头 尾
头 头 尾 尾
C H 2 C H C H 2 C H C H 2 C H C H C H 2 C H 2 C H
C l
C l
C l C l
C l
• ③ 结构单元的构型(configuration) 以聚丙烯为例
•
[ CH2 CH]n
CH3
• 全同立构体、间同立构体和无规立构体。 •
CH3 CH3 CH3 CH3 CH3