第1章高分子基本概念剖析
高分子的基本概念ppt精选课件
C
H
CH2 5
N n
38
LDPE
聚乙烯（PE)
完整编辑ppt
HDPE
LLDPE
39
聚丙烯（PP)
完整编辑ppt
40
完整编辑ppt
聚氯乙烯（PVC)
41
聚苯乙烯 完整编辑ppt
42
聚四氟乙烯（塑料王）
完整编辑ppt
43
聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃完整）编辑ppt
44
聚丙烯腈纤维(腈纶、人造羊毛)
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
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
强 度
C
B
A 聚合度
A
尼龙 40
纤维素 60
乙烯基 100 聚合物
B
150 250 400
10
完整编辑ppt
常用的聚合物的分子量（万）
聚己二酰己二胺 Nylon 66 Polyhexamethylene adipamide
H
HO
O
N C2H 6 N C C2H 4 C
n
对苯二甲酰对苯二胺 PPTA （Kevlar ） Poly(p-phenylene-terephthalamide)
O C
OH CN
H
N
n 53
其它
完整编辑ppt
完整编辑ppt
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
聚乙烯
CF2
CF2
CF2
CF2
CF2
CF2
CF2
高分子材料的第1章概论
无规共聚物－Ａ － Ｂ－Ｂ －Ａ －Ｂ －Ａ －Ａ －Ａ － B －Ａ － 交替共聚物
－Ａ－Ｂ－Ａ－Ｂ－Ａ－Ｂ－Ａ－Ｂ－Ａ－
嵌段共聚物－Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ｂ－Ｂ－Ｂ－Ａ－Ａ－Ａ －Ａ －
接枝共聚物－Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ
Ｂ Ｂ Ｂ Ｂ
（二）支链、交联和端基
CH2－ CH－ CH－ CH2 Cl Cl CH2－ CH－ CH2 － CH Cl Cl CH － CH2 － CH2 － CH Cl Cl
头-尾键接 尾-尾键接
2.共聚物的序列结构 共聚物：有两种或多种不同的单体或聚 合物反应得到的高分子。 以含两种单体的共聚物为例（设两种单 体分别为Ａ、Ｂ），说明共聚物的结构 单元的排列方式。
CED E V
• 由于聚合物不能汽化，所以不能采用直接方 法来测定，而用间接方法。 • CED< 334.9 J/cm3 橡胶：分子间力较小， 分子链较柔顺，易变形，有弹性 • 334.9<CED<418塑料：分子间力居中，分子链 刚性较大 • CED>418纤维：分子间力大，有较高的强度
聚合物分子间作用力的大小，是各种吸引 力和排斥力所作贡献的综合反映，而高分子分 子量又很大，且存在多分散性，因此，不能简 单的用某一种作用力来表示，只能用宏观的量 来表征高分子链间作用力的大小。
二、聚集态的结晶态
4.聚合物的结晶过程及影响因素 4.1结晶过程 4.2影响因素
二、聚集态的结晶态
4.1结晶过程 大分子结晶过程与小分子有相似处 a．形成晶核过程，晶核受到两方面的影响（晶核内的 分子影响周围分子生长，由于热运动的结果晶核也 可能消失） b．晶粒生长过程：在Tmax以上，第二种影响占上风， 晶核消失比成长要快；在Tmax以下，则第一种影响 占上风，晶核成长比消失要快。总的结晶速度是成 长与消失速度之和 结晶速度：用某温度下结晶过程进行到一半时所 用的时间t1/2的倒数来表征该温度下的结晶速度。
高分子科学基础课程总结PPT
第一章 绪论
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。
高分子科学基础
课程总结
第一章 绪论
一、基本概念 高分子：具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元 所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子 衍生而来。 高分子化合物：或称聚合物，是由许多单个高分子组成的物质。 单体：可进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小 分子。 结构单元：构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团， 可包含一个或多个链单元。
第七章 聚合物的结构与性能
二、基本理论
1、聚合物的分子结构对聚合物柔顺性、Tg、Tf的影响＊ 能比较给定聚合物的柔顺性、Tg、Tf的大小，并能简要
说明原因 2、聚合物的溶解特性 3、聚合物的力学状态及其转变＊
力学状态的性能、分子运动特点 热—机械曲线
第七章 聚合物的结构与性能
聚合物的力学状态及其转变ห้องสมุดไป่ตู้
1+r
Mn = M0Xn =M0 (
)
1 + r - 2rP
单体单元的平均分子量
第二章 逐步聚合反应
3、非线形逐步聚合反应 （1）支化高分子与交联高分子的生成条件： （2）平均功能度的计算 (1) nA=nB , f =∑Ni fi /∑Ni (2) nA<nB, f = 2∑NA fA /∑Ni
第一章高分子化合物的基本概念
非金属材料——西南大学工程技术学院1.1 高分子化合物的基本概念1.1.1 高分子化合物的含义高分子也叫“大分子”，是指分子量很大的分子，分子量一般为几万、几十万甚至更多(见表1-1 )。
分子量＜500的称为低分子；分子量＞5000的称为高分子；500＜分子量＜5000的由其物理、化学性能决定。
由高分子组成的物质称为“高分子化合物”高分子化合物包括：有机高分子化合物和无机高分子化合物两大类，其中有机高分子化合物又包括：天然和人工合成两类。
1.1.2 高分子化合物的组成高分子化合物分子量虽巨大，但化学组成却简单：由C、H、O、N、S等组成，主要是碳氢化合物及其衍生物。
结构形式：由一种或几种简单低分子化合物中的成千上万个原子，以共价键形式重复连接而形成长链结构。
连接方式：打开低分子化合物的双键或三键，由共价键连接成大分子。
1. 单体与聚合反应单体：可以形成高分子的低分子化合物；聚合反应：由单体变成高分子的过程，简称“聚合”聚合物(高聚物)：即聚合反应的产物—高分子化合物。
如聚乙烯就是由单体乙烯经聚合反应而成：nCH2＝CH2→… —CH2—CH2—CH2—CH2 —…2. 分子链与链节注意：不是所有的低分子化合物都可以作为单体，只有那些具有双键、三键结构的，当键被打开才可以连接成长链型的大分子。
分子链：大分子中众多原子以共价键形式重复连接而成的长链型结构。
例如：聚乙烯大分子链的结构式为… —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2—… ，一般简单表达式为：CH 2－CH 2n3. 聚合度与平均分子量大分子分子量与聚合度的关系：M ＝m ×n 式中：M 为大分子分子量；m 为链节分子量；n 为大分子聚合度。
聚合度：高聚物内所含链节的数目，即上式中的n 。
链节：构成大分子链的基本结构单元，与单体结构类似。
高分子化合物即无数个链节重复连接的聚合物，故称为“高聚物”。
常见单体、链节及高聚物见表1-2 。
第一章 高分子材料基础知识
第一章高分子材料基础知识第一节.高分子材料的基本概念一、高分子材料的结构1.高分子的含义：高分子材料是以高分子化合物为主要成分（适当加入添加剂）的材料。
高分子化合物：1.天然：松香、石蜡、淀粉2.合成：塑料、合成橡胶、合成纤维高分子化合物都是一种或几种简单低分子化合物集合而成为分子量很大的化合物，又称为高聚物或聚合物。
通常分子量>5000 高分子材料没有严格界限<500 低分子材料如：同为1000的多糖（低），石蜡（高）一般高分子化合物具有较好的弹性、塑性及强度二、高分子化合物的组成：高分子化合物虽然分子量很大，但化学组成比较简单。
都是由一种或几种简单的低分子化合物聚合而成。
即是由简单的结构单元以重方式相连接。
例：聚乙烯由乙烯聚合而成{ }概念：单体——组成高分子化合物的低分子化合物链节——大分子链由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成，组成大分子链的这种结构单元称为链节。
聚合度——链节的重复次数。
n↑导致机械强度↑熔融粘度↑流动性差，不利于成型加工。
n要严格控制。
三、高分子的合成：加聚反应、缩聚反应①加聚反应：指一种或几种单体，打开双键以共价键相互结合成大分子的一种反应例如：乙烯→聚乙烯（均聚）②分类：均聚：同种单体聚合共聚：两种或两种以上单体聚合（非金属合金丁二烯+苯乙烯→丁苯橡胶二元共聚三元共聚ABS：丙烯脂：耐腐蚀表面致密丁二烯：呈橡胶韧性苯乙烯：热塑加工）特点：反应进行很快链节的化学结构和单体的相同反应中没有小分子副产物生成②缩聚反应：指一种或几种单体相互混合儿连接成聚合物，同时析出（缩去）某种低分子物质的反应。
例：尼龙（聚酰胺）氨基酸，缩去一个水分子聚合而成。
特点：由若干步聚合反应构成，逐步进行。
链节化学结构与单体不完全相同，反应中有小分子副产物生成。
总结：目前80%的高分子材料由加聚反应得到。
四、聚合物的分类与命名①按聚合物分子的结构分类a．碳链聚合物：这一类聚合物分子主链是由碳原子一种元素所组成{ }侧基有多种，主要是聚烯烃、聚二烯烃（橡胶）b. 条链聚合物，器结构特点是除碳原子外，还有氧、氮、硫原子。
高分子材料基本概念
第一章 绪论第一节 高分子材料基本概念高分子材料(Polymer materials)是以高分子化合物为基材的一大类材料的总称。
高分子化合物（macromolecular compound ）常简称高分子或大分子（macromolecule ），又称聚合物（polymer ），或高聚物（high polymer ）。
通常情况下，人们并不严格区分这些概念的微细差别，而认为是同一类材料的不同称谓。
高分子化合物的最大特点是分子巨大。
大分子由一种或多种小分子通过共价键相互连接而成（通过聚合反应），其形状主要为链状大分子或网状大分子。
低分子化合物和高分子化合物之间并无严格界线，化学结构相同的化合物，分子量小者称低分子化合物，分子量大者（通常在10000以上）称高分子化合物。
高分子材料的许多奇特和优异性能，如高弹性、粘弹性、物理松弛行为等都与大分子的巨大分子量相关。
构成大分子的最小重复结构单元，简称结构单元，或称链节。
构成结构单元的小分子称单体。
例如聚乙烯大分子是由乙烯单体通过聚合反应首尾重复连接而成：～- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2-～为简便计，可缩写成: -(- CH 2- CH 2-)n -上式为聚乙烯大分子的一种结构表示式。
其中─CH 2─CH 2─为结构单元（链节）。
式中的下标n 代表重复结构单元数，又称聚合度，它是衡量分子量大小的一个指标。
严格地讲，高分子化合物与聚合物不完全等同，因为有些高分子化合物并非由简单的重复单元连接而成，而仅仅是分子量很高的物质。
聚合物按重复结构单元的多少，或按聚合度的大小又分为低聚物（Oligomer ）和高聚物（Polymer ）。
由一种单体聚合而成的聚合物称均聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯等；由两种或两种以上单体共聚合而成的聚合物称共聚物，如丁二烯与苯乙烯共聚合而成的丁苯橡胶；乙烯与辛烯等共聚合而成的聚烯烃热塑性弹性体等。
高分子物理与化学 第1-2章基本概念和自由基聚合
第二章 自由基聚合
烯类单体的加聚反应绝大多数属于连锁 聚合，连锁聚合由链引发、链增长和链终止 等基元反应组成。
聚合时常用的引发剂I先形成活性种R*， 活性种打开单体M的π键，与其加成形成单体 活性种M*，再不断的和单体加成，形成高分 子，最后增长的活性链失去活性，使链终止。 链引发： I → R* R*+M → RM* 链增长： RM*+M → RM2* RM2*+M → RM3* RMn-1*+M → RMn* 链终止 RMn* → 死聚合物
在不同转化率下分离得聚合物的平 均分子量差别不大，体系中始终由单体、 聚合物和微量印发剂组成，不存在分子 量递增得中间产物。所变化得是聚合物 的量。 大部分烯类单体的聚合都属于这类 聚合。 对于有些阴离子聚合则是引发快， 增长慢、物终止的所谓活性聚合，有分 子量随转化率线形增长的情况。
2、 逐步聚合 反应是一步一步进行的，小分子先二 二 反应成二聚体，再成三聚体等---，再短时间 内单体转化率很高，分子量缓慢上升，要很 高转化率时才达到高分子量。再反应过程中 有很多中间产物，没二各中间产物都能相互 反应。尼龙66、聚氨酯的合成都属于逐步聚 合。 尼龙6的合成，用不同的催化剂，聚合机 理不一样 用水和酸做催化剂时为逐步聚合；用碱 做催化剂时为阴离子连锁聚合。
单体的聚合类型和聚合能力和单体结构，即
单体的电子效应和空间位阻效应决定。 醛酮中羰基π键异裂后具类似离子的特性，可 进行离子聚合，不能进行自由基聚合。 乙烯基单体可均裂也可异裂，有进行自由基 聚合和离子聚合的可能，但具体到每个单体 则要看其结构而定。
乙烯分子无取代基，结构对称，无诱导效应
二、聚合反应 是小分子单体合成聚合物的反应叫聚合反 应 聚合方法又两种不同的分类， 最早是以反应前后单体和聚合物的组成和 结构上的变化来分类：他们可以分成加聚反 应和缩聚反应
第1章高分子基本概念-精选文档
§1－1 高分子化合物 §1－2 高分子材料的命名 §1－3 高分子材料的分类 §1－4 高分子的分子量
§1－1 高分子化合物
什么是高分子？
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 高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、 高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用
CH 2 CH
n
H (C H
H C )n CH3
对于苯乙烯的聚合反应来说：
结构单元＝重复结构单元＝链节
(4)聚合度（Degree of polymerization）：
聚合物分子中重复结构单元的数目，也称为链节数 n
重 复 单 元 的 结 构 ) n 聚合物的结构式： (
聚合度：小孩的数目
聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
M：高分子的分子量 M0 ：结构单元的分子量
2.由两种结构单元组成的高分子
举例1： 合成尼龙-66则具有另一特征：
H N ( C H ) N H + H O O C ( C H ) C O O H 2 2 6 2 2 4
H O + (2n-1) 2 H N H ( C H ) N H C O ( C H ) C O O H 2 6 2 4
主链
侧基
链原子 构成高分子主链骨架的单个原子
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
HH HH HH CCO CCO CCO HH HH HH
聚乙二醇
聚丙烯
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；可以较大，称为侧链。
高分子化合物的分子组成
1.由一种结构单元组成的高分子
第一章高分子材料的基础知识
2、大分子链的立体构型（同分异构）
构型：是指分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排 列。这种排列是化学稳定的，要改变分子构型必须经过化学 键的断裂和重建。
由构型不同而形成的异构体有两类： ①旋光异构体
②几何异构体
①旋光异构体
正四面体的中心原子（如C、Si、P、N）上四个取代 基或原子如果是不对称的，则可能产生异构体。 结构单元为—CH2C*HR—的高分子，每一链节有两种旋 光异构体。假如高分子全部由一种旋光异构体单元组成，称 为全同立构；由两种旋光异构体交替间接，称为间同立构； 两种旋光异构体完全无规键接时，称为无规立构。 立体异构体之间的性能差别很大。例如：全同立构聚苯 乙烯能结晶，熔点240 ℃，而无规立构聚苯乙烯不能结晶， 软化点仅为80 ℃。 全同立构和间同立构聚合物统称为“等规聚合物”
CH O O ( Si C CH O) n
O ( CH )
O
C ( CH )
聚酯涂料
有机硅橡胶
√主链含有芳杂环时，内旋转难，链柔性差
CH3 O C CH3 O
O C
聚苯 聚碳酸酯PC
√主链中含有孤立C＝C双键时，链柔顺性好， 如：聚丁二烯等橡胶
－CH2－CH＝CH－CH2－CH＝CH－CH2－
√主链中含有共轭双键时，则只有刚性无柔性，如：聚乙炔
只有当化合物的分子量达到一定数值，产生了量变到质变的飞跃， 即在物理、机械等性能具有与低分子化合物有较大差别时，才能称 为高分子化合物，方可作为高分子材料在工程上应用。
高分子化合物分子量的分散性
高分子化合物及大多数天然高分子化合物则是各种长度不同、分子量 不同、化学组成相同的同系高分子混合物，即高分子化合物总是由不 同大小的分子组成。这一现象称为高分子化合物分子量的多分散性。
高分子材料的基本概念
纤 维
性 质 和 用 途 橡 胶 涂 料
纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100 倍。
具有可逆形变的高弹性材料。
涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料。
能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料。 具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料。
胶粘剂
功能高分子
(三) IUPAC系统命名法 (1) 确定重复结构单元；
(2) 按规定排出重复结构单元中的二级单元循序：规定主 链上带取代基的C原子写在前，含原子最少的基团先写；
(3) 给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的IUPAC 命名规则给重复结构单元命名； (4) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚”。 括弧必不可少
CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3
(四)单体单元 聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。 (五)聚合度 单个聚合物分子所含单体单元的数目。
聚合物
聚对苯二甲酸乙二酯， 涤纶，PET
HO O (C O C OCH2CH2O ) n HO O C
单
O C
体
+ OH HOCH2CH2OH
单体单元
O C O C
聚合度
2n n
OCH2CH2O O C O C OCH2CH2O
O C
O C OCH2CH2OH
（六）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。 如： CH2CH 氯乙烯单体 Cl
O C O C OCH2CH2O
由对苯二甲酸和乙二醇反应 生成的“隐含单体”： HOቤተ መጻሕፍቲ ባይዱC-Ph-COOCH2CH2OH “假设单体”：乙烯醇
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。
高分子化学第一章绪论分析
高分子大事记
1956年，M.Szwarc发现了在阴离子聚合反响过 程中可使链终止反响停顿进展，从而得到活的高 分子阴离子。用此方法可制得多种嵌段共聚物、 其他“分子设计〞成的高分子，以及单分散高分 子等。
同时以聚碳酸酯为代表的多种工程塑料在不断 问世。
至此，高分子科学日趋完善。
随后，伴随石油化学工业的迅速开展，以塑料、 合成橡胶、合成纤维这主的高分子合成材料工业 形成了一个新兴的工业体系，在整个社会生产和 生活中发挥越来越大的作用。
★
第四阶段：20世纪70年代以后，高分子的发展 进入了一个三维立体式发展的阶段。
高分子时代------高分子工业体系在整个经济 中占有举足轻重的地位，在人类文明开展史上 ，科技史学家称人类进入了高分子时代。
高分子材料以多功能化的面貌出现。
高分子材料与其它学科出现了多重的穿插与 渗透。
新时期——对高分子提出更高的要求
高分子化学第一章绪 论分析
课程安排
❖ 主要内容：1～8章； ❖ 考试形式：闭卷; ❖成绩：考试成绩〔70％〕+ 平时成绩〔30％〕
一、什么是高分子 What is a ‘Polymer’?
Polymer is a synthetic or natural material consisting of molecules stringing together to form a long chain.
高分子大事记
1930 / PS聚苯乙烯 1934 / PMMA有机玻璃、PVC聚氯乙烯 1939 / PE聚乙烯、PA聚酰胺 1943 / PTFE聚四氟乙烯、PUR聚氨酯 1946 / PU聚酯 1947 / PE环氧树酯 1953 / PET聚酯、ABS工程塑料、HDPE聚乙烯 1957 / PP聚丙烯 1959 / PC聚碳酸酯 1960 / PI聚酰亚胺
高分子课件(第一章)
聚对苯二甲酸乙二醇脂（涤纶聚酯）：
O OH C
O C 结构单元 重复单元
O C OH + OH CH2
O C O CH2
O CH2 OH C
O C O CH2 CH2 O
n
CH2
O
n
结构单元
聚己酰胺（聚己二酸己二胺）：
NH2 CH2 O 6 NH2 + HO C CH2 O C OH 4 H N H CH2 6N O C CH2 O C
其中：按性能和用途分类在实际应用比较广泛。
塑料：在一定条件（压力、温度）下，具有流动性和可 塑性的高分子材料。 塑料根据受热后的行为分为：
热塑性塑料：受热后软化、塑化，冷却后凝固成型，并可 以反复进行循环加工成型的。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯 乙烯等。
热固性塑料：受热后塑化或软化并发生化学变化而固化成 型，冷却后再受热时不再发生塑化变形的。如：酚醛树脂、 脲醛树脂、聚氨脂等。
习惯上高分子化合物又称为聚合物，是高聚物和低聚物 二者的总称。
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。
Cl
CH2
CH
CH2
CH
n
括号里为重复 单元（结构单元）
单体单元
[ ]表示重复连接，[ ]里的为重复单元，n为聚合度
则分子量M=nM0
缩聚形成的大分子，其重复单元是有两个相同或不 同的单元，缩合失去一个小分子而成的。 如： 聚乙二醇
高分子化学与物理-第1章-绪论
涂料与粘合剂
01
涂料是一种能够涂覆在物体表面 并形成保护膜的高分子材料，具 有装饰和保护作用。
02
粘合剂是一种能够将两个物体粘 结在一起的物质，广泛应用于建 筑、机械、电子等领域。
05
高分子化学与物理的未来发展
高分子材料的绿色化
高分子结晶学
高分子结晶的结构与形态
01
描述高分子结晶的结构特点，以及不同形态的高分子结晶的形
成机制。
高分子结晶的成核与生长
02
研究高分子结晶的成核和生长过程，以及成核剂和生长因子对
高分子结晶形成的影响。
高分子结晶的动力学与热力学
03
探讨高分子结晶的动力学和热力学性质，如结晶速率、晶体熔
点和热稳定性等对高分子结晶性质的影响。
高分子化学与物理-第1章绪论
• 绪论 • 高分子的基本概念 • 高分子化学与物理的基本理论 • 高分子材料 • 高分子化学与物理的未来发展
01
绪论
高分子化学与物理的定义
01
02
03
高分子化学
研究高分子化合物的合成、 反应、结构和性能的化学 分支。
高分子物理
研究高分子物质的结构、 运动和转变的物理分支。
塑料的回收和再利用是当前研究的热 点，旨在减少环境污染和资源浪费。
橡胶
01
02
03
04
橡胶是一种具有高弹性和耐摩 擦性能的高分子材料，常用于 制造轮胎、密封件、减震器等
。
天然橡胶主要来源于橡胶树， 而合成橡胶则是由多种单体聚 合而成，如丁苯橡胶、顺丁橡
胶等。
橡胶的硫化是制造橡胶制品的 重要过程，通过硫化可以使其 具有更好的力学性能和耐久性
高分子化学第一章(2)
--NH-(--CH2-)-CO-- + n H2O n 5
n
H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH + (2n-1) H2O
n
8
单体单元、结构单元、重复单元、 单体单元、结构单元、重复单元、 高分子化学 链节有何关系？ 链节有何关系？
3
聚氯乙烯PVC由什么组成？ 由什么组成？ 聚氯乙烯 由什么组成
4
高分子化学
一、 高分子化合物与单体
聚合物分子结构必须是由多个重复单元所组成， 聚合物分子结构必须是由多个重复单元所组成，并且这 些重复单元是由相应的小分子衍生而来。 些重复单元是由相应的小分子衍生而来。
C 2-C C 2-C C 2-C H H H H H H C l C l C l
其重复单元由 两种结构单元 组成， 组成，且结构 单元与单体的 组成不尽相同， 组成不尽相同， 所以， 所以，不能称 为单体单元。 为单体单元。
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH+ (2n-1) H2O
n
结构单元 结构单元 重复结构单元
但单体在形成高 分子的过程中要 失掉一些原子
----( C 2--C = H H2 -)--(-C 2--C -)---H H C --C H Hy x
n
说明： y为任意值，故在分子链上结构单元的排列是任意的： 说明： 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 在这种情况下，无法确定它的重复单元，
说明：n 表示重复单元数，也称为链节数,, 在此等于聚合度。 表重复单元数，也称为链节数 在此等于聚合度。
1.1.1高分子化学第一讲高分子的基本概念
聚丙烯
聚苯乙烯
聚氯乙烯 我被高分子 包围了呀！
涤纶 聚四氟乙烯 酚醛塑料
塑料
1.1 高分子的基本概念
1）单体（Monomer）：合成聚合物的低分子量原料（有机小分子）
1.1 高分子的基本概念
2）重复结构单元 （Repeating Structure Unit）：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（Chain Element）。
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：
Case 3：聚合物由一种单体聚合而生成，但重复单元的元素组成与单体
的元素组成不同。如：
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。 结构单元元素组成可以与单体元素组成相同，也可以不同。
4）单体单元（Monomer Unit）：化学组成同单体相同，只是电子结构发生改变的 结构单元。
1.1 高分子的基本概念
1.1 高分子的基本概念
1.1 高分子的基本概念
高分子基本知识
环保型高分子材料开发
低毒、低污染
开发低毒、低污染的高分子材料，减少对环境和 人体的危害。
节能、低碳
采用节能、低碳的生产工艺和技术，降低高分子 材料的生产能耗和碳排放。
资源化利用
利用可再生资源和废弃物制备高分子材料，实现 资源的循环利用。
高分子材料循环利用技术
物理回收
通过物理方法（如熔融、溶解、 研磨等）对废旧高分子材料进行 回收和再利用。
。
热塑性
部分高分子材料在加热后可塑 化，冷却后固化。
热固性
部分高分子材料在加热和加压 下发生化学反应，形成不溶不
熔的固化物。
高分子化学性质
官能团反应
高分子链上的官能团可与其他 物质发生化学反应，如酯化、
酰胺化等。
降解反应
高分子链在特定条件下可发生 断裂，形成低分子量化合物。
交联反应
通过化学键将高分子链互相连 接起来，提高材料的力学性能 和耐热性。
高分子基本知识
目录
• 高分子概述 • 高分子结构与性质 • 高分子合成与制备方法 • 高分子表征与测试技术 • 高分子材料分类与应用领域 • 高分子发展趋势与挑战
01 高分子概述
高分子定义与特点
高分子定义
高分子化合物是指相对分子质量高达 几千到几百万的化合物，通常由许多 相同的、简单的结构单元通过共价键 重复连接而成。
生物可降解高分子材料研究
天然高分子材料
利用天然高分子材料（如淀粉、纤维素、壳 聚糖等）进行改性和加工，制备出可生物降 解的高分子材料。
合成生物降解高分子材料
通过合成方法制备出具有生物降解性的高分子材料， 如聚乳酸、聚ε-己内酯等。
生物降解性能评价
研究生物降解高分子材料的降解机理、降解 速率和降解产物等，为其应用提供理论支持 。
高分子科学基础总结(1)
高分子科学基础总结第一章绪论1.高分子：也称聚合物分子或大分子，分子量较高(一般为104～106)，其分子结构必须是由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成的。
2.聚合物：也称高分子化合物，是由许多单个聚合物分子（高分子）组成的物质。
3.单体：能够进行聚合反应，并形成高分子中基本结构组成单元的小分子化合物。
4.重复单元：高分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元，也称链节。
5.结构单元：由一种单体分子通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分叫做结构单元。
6.单体单元：与单体的元素组成和排列相同，只是电子结构不同的结构单元。
7. 聚合物的多分散性：聚合物是由一系列不同分子量（或聚合度）的同系物高分子组成的混合物，这些同系物高分子之间的分子量差为重复单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子小不一的特性称为聚合物的多分散性。
8.聚合反应分类：（1）根据单体与其生成的聚合物之间在分子组成与结构上的变化把聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。
（2）根据反应机理和动力学性质的不同，分为逐步聚合反应和链式聚合反应9.聚合物的分类：a.按主链元素组成：碳链高分子：主链完全由C原子组成。
杂链高分子：构成主链的元素除C外，还含O,N,S,P等一些杂原子。
元素有机高分子:主链无碳原子，完全由 Si,B,Al,O,Ti, N,S,P等杂原子组成，但侧基却是含C,H,O 的有机基团。
b.按性质和用途：塑料，纤维，橡胶，涂料，胶黏剂，功能高分子。
第二章逐步聚合反应1. 逐步聚合反应：由低分子化合物经多次逐步进行的相似的化学反应形成大分子的过程。
2. 缩聚反应：缩合聚合反应的简称，是指带有两个或两个以上官能团的单体经过许多次的重复缩合反应而逐步形成聚合物的过程。
3. 单体官能度（f )：一个单体分子中能参与聚合反应的官能团数目称为单体官能度，以f 表示。
4. 平均官能度( f )：是指聚合反应体系中实际上能参与聚合反应的官能团数相对于体系中单体分子总数的平均值，用f 表示。
第1章高分子基本概念
低分子
过渡区（低聚物）
高分子
一般高分子的分子量在 104 ～106 范围
常用的聚合物的分子量（万）
塑料 分子量 纤维 分子量 橡胶 分子量
聚乙烯 6～30 涤纶 1.8～2.3 天然橡胶 20～40 聚氯乙烯 5～15 尼龙-66 1.2～1.8 丁苯橡胶 15～20 聚苯乙烯 10～30 维呢纶 6～7.5 顺丁烯胶 25～30
能通过粘合的方法将两种以上的物体连 接在一起的聚合物材料
具有特殊功能与用途但用量不大的精 细高分子材料
§1.3.2 按高分子的来源分为：
天然高分子：自然界天然存在的高分子
如淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸和各种生物大分子等
半天然高分子：经化学改性后的天然高分子
如硝酸纤维素、硫化橡胶等
合成高分子：由单体聚合人工合成的高分子
3) 给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的IUPAC命 名规则给重复结构单元命名；
4) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚”。
例子:
CH CH2 n
聚 (1－苯基乙烯 ) Poly(1-phenylethylene)
系统命名法较严谨，但比较烦琐，往往名称很长， 使用不太方便。
一般命名法容易掌握,但不严格,有时会造成混乱
聚乙二醇 C C O C C O C C O
HH HH HH
尼龙—6
HHHHHHO NCCCCCC
HHHHH
元素有机高分子： 链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成
聚二甲基硅氧烷
CH 3 Si O CH 3
CH3 CH3 Si Si O CH3 CH3
按高分子链几何形状分类
高分子链的三种基本形状：线形、支链形、体形
- 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)。
§1－1 高分子化合物 §1－2 高分子材料的命名 §1－3 高分子材料的分类 §1－4 高分子的分子量
第1章高分子基本概念剖析
§1－1 高分子化合物
什么是高分子？
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
高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、 高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用 Polymer , Macro第m1章o高l分e子c基u本l概e念s剖析
聚氯乙烯
CH2 CH OH
聚乙烯醇
H2C CH Cl
氯乙烯
乙烯醇
第1章高分子基本概念剖析
CH2 CH OH
聚 乙 烯 分 子 模 型
由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的， 所以也常被称为聚合物，如聚乙烯分子是由成千上 万个乙烯分子聚合第而1章成高分的子基高本概分念剖子析 化合物。
（2）结构单元（Structure unit）： 在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团
注意：Mo两种结第构1章单高分元子基的本概平念剖均析 分子量
3. 由无规排列的结构单元组成的高分子
均聚物:由一种单体聚合而成的高分子 共聚物:由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子
例如：丁苯橡胶
----( C 2--HCH=CH2--xC )-H -(-2C --H 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：
M：高分子的分子量
M0 ：结构单元的分子量
第1章高分子基本概念剖析
2.由两种结构单元组成的高分子
举例1： 合成尼龙-66则具有另一特征：
H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2 + H O O C ( C H 2 ) 4 C O O H
H --N H (C H 2 )6 N H --C O (C H 2 )4 C O -- n O H + (2n-1) 2HO
HH
( C C )n
H CH3
对于苯乙烯的聚合反应来说：
结构单元＝重复结构单元＝链节
第1章高分子基本概念剖析
(4)聚合度（Degree of polymerization）： 聚合物分子中重复结构单元的数目，也称为链节数 n
聚合物的结构式： (重 复 单 元 的 结 构 )n
聚合度：小孩的数目
聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
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
以大分子链中的第重1章高复分结子基构本概单念剖元析 数目表示，记作 DP
nC2HCH
C2-H CH 2--C CH H 2--C CH H CH2 CH n
在这里，两种聚合度相等，都等于 n
xnDPn
由聚合度可计算出高分子的分子量：
M xnM 0DP M 0
分子量多大才算是高分子？
其实，并无明确界限
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - -
低分子
过渡区（低聚物）
高分子
一般高分子的分子量在 104 ～106 范围
常用的聚合物的分子量（万）
塑料 分子量 纤维 分子量 橡胶 分子量
结构单元
结构单元
重复结构单元
此时 ，两种结构单元构成一个重复结构单元
第1章高分子基本概念剖析
举例2： 对苯二甲酸 + 乙二醇
聚对苯二甲酸乙二酯
O n HO C
O C OH + n HO CH2CH2 OH
O HO ( C
O C OCH2CH2O )nH
xn2DP 2n
M xnM 02 DM P 0
nH 2CC H C l
(C H 2C H)n C l
结构单元
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
第1章高分子基本概念剖析
（3）重复结构单元： 高分子链中重复出现的单元，即链节
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
CH2 CH n
HH HH HH CC CC CC H CH3 H CH3 H CH3
M1M2M1M1M2M1M2M2M2
在这种情况下，无法确定它的重复结构单元
第1章高分子基本概念剖析
共聚物的几种类型
无规共聚物-A-B-B-A-B-A-A-A-B-A-A-B-A交替共聚物-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A嵌段共聚物-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A-A接枝共聚物-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A
高分子化合物的分子组成
1.由一种结构单元组成的高分子 2.由两种结构单元组成的高分子 3.由无规排列的结构单元组成的高分子
第1章高分子基本概念剖析
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
nC2HC 聚合H C2-HCH 2--C CH H 2--C CH H
聚乙烯 6～30 涤纶 1.8～2.3 天然橡胶 20～40 聚氯乙烯 5～15 尼龙-66 1.2～1.8 丁苯橡胶 15～20 聚苯乙烯 10～30 维第呢1章纶高分子基本6概～念剖7.析5 顺丁烯胶 25～30
高分子可看作是由许多重复单元所组成的一条长链
支链
构成高分子骨架结 构，以化学键结合
的小分子化合物。
第1章高分子基本概念剖析
有机化合物中的共价键x来自xCx +4H
.
x
H HC
H CH
均裂
L:L
H x
HxCxH x H HH
CC
HH
H H CH
H
自由基
L L 第1章高分子基本概念剖析
乙烯分子的结构
乙烯分子中的σ键
乙烯分子中的π键
第1章高分子基本概念剖析
举例：
C2-H CC H 2-H CC H2-H CH Cl Cl Cl
的原子集合
主链 侧基 链原子 构成高分子主链骨架的单个原子
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
聚丙烯
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
聚乙二醇
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，称为第侧1章基高分；子基可本概以念较剖析大，称为侧链。
缩写成
CH2 CH n
第1章高分子基本概念剖析
（1）聚合反应与单体
nC2HCH C2-HCH 2--C CH H 2--C CH HCH2 CH n
由小分子生成高分子的反应过程
小分子 单体
聚合反应 Polymerization Monomer
高分子
合成聚合物的起始原料
定义：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元