《药用高分子材料学》

木 的中间态，如果在溶剂中溶解，其溶液具有很高的粘度，
概 在适当条件下可以加工成纤维和薄膜材料，表现出高度
念 的各向异性等。
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
第
正因为高分子的这些独特的物理-力学性能，
一
使它们能够直接作为材料使用，或者经过某些
节
加工手段以及加入某些添加剂便之成为优良的
高
材料，赋予其高机械强度、高弹性和可塑性等
全国高等中医院校规划教材
《药用高分子材料学》
主讲:刘文教授
2008年3月-7月
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
第 一、高分子链的构成
一
(一)高分子的定义
节 高
高分子化合物(macromolecules)简称高分
分
子，是指分子量很高的一类化合物，其分子链是由
子
材
许多简单结构单元以一定方式重复连接而成。
概
别为l×l03和1×105。
念
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
习惯上，高分子化合物又称聚合物(polymer)。但
第 比 较 确 切 地 说 ， 聚 合 物 是 高 聚 物 (high moleCular
一
polymer)和低聚物(oligomer)二者的总称。
节 高
高聚物 如果一个 低聚物 如果组成该大分子的单元
第 备着低分子化合物所没有的一系列独特的物理-力学性能，
一 主要表现在：
节 1．高分子具有很大的分子间作用力，通常只能以粘稠的
高 液态或者固态存在，不能汽化；
分
子 材
2.在固态时，其力学性质是弹性与粘性的综合，
料
在一定条件下可以发生相当大的可逆力学形变。
的
基 3.在溶剂中，表现出溶胀特性，形成介于固态与液态
称高分子为聚合物。
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
(二)重复单元
第
一 节
重复单元是高 分子链的基本 组成单位。
高
重复单元连接成的线型大分子， 类似一条长链，因此有时重复 单元称为链节(Link)。
分
对聚苯乙烯而言，它们的重复单元分别是各自
子 的结构单元。为方便起见，可以用重复单元表示高
材 分子的结构式。如，聚苯乙烯的结构式可改写成：
料
的 基 木
如何理解 高分子?
概念掌握要点:
1．分子量 2．结构单元
概
3．重复单元的连接
念
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
高分子概念掌握要点:
第 1.分子量 大多数高分子的分子量在104-106之间，
一
构成的原子数多达103-105个。
节
高 2.链与结构单元 聚氯乙烯是由许多氯乙烯结构单元
分 重复连接而成。
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
第
一
显然：
节
1、按聚合度计算得到的分子量是聚合物
高 分 子
的平均分子量。 2、上式也可用来计算平均聚合度，例如
材
常用的聚氯乙烯的分子量为5×104-5×105，其
料
重复单元的分子量为62.5，据此可算出其平均
的
聚合度为800-2400。也就是说，一个聚氯乙烯
基 木
分 子
Fra Baidu bibliotek
大分子的重复单元很 多，减几个单元不影 响其物理性质，则称
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，
材
此种聚合物为高聚物。 类同于一般低分子化合物，则称其为
料
低聚物。
的 基 木 概 念
对于大多数高分子化合物而言，它们实际上是不 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的物理-力学 特征。在本书中，除特别指明外，仍按传统习惯，
子
CH2-CH CH2-CH CH2-CH
材
Cl
Cl
Cl
料
氯乙烯单体
结构单元
的
基
聚氯乙烯的链与结构单元示意图
木
概 3．重复单元的连接 高分子化合物是以共价键连
念 接若干个重复单元所形成的以长链结构为基础的大分
子量化合物。
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
由于高分子的巨大分子量和它们特殊结构，高分子具
材 料 的 基 木 概 念
元的个数，称为聚合度(degree of polymerization，
DP)，它是一个平均值，即该聚合物中所含各同系分子 重复单元数的平均值，根据测定或计算的方法不同，得 到的平均值的大小和含义有所不同。聚合物的分子量M 是重复单元分子量M0与聚合度n的乘积：
M=n×M。
分子约由800-2400个氯乙烯结构单元组成。
概
念
厚德 明志 笃学 力行
第
一注
节意
高 分
区 分
子 材 料 的 基 木 概
三 子类
不 同 的 高 分
念
第一章 概论
高分子的 重复单元 就是单体
单元
高分子的 重复单元 与结构单 元不完全
相同
这类高分子的单体本身即是结构单元。 对于聚氯乙烯、聚乙二醇这样的高分 子，它们的重复单元分别与合成它们 的起始原料(称作单体)的氯乙烯 CH2=CHCl和乙二醇HO-CH2-CH2-OH的元
料
的 基
n CH2 CH 聚合
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
木
概
单体
念
高分子结构 可以缩写成
CH2 CH n
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
第 一
CH2 CH n
Cl
CH2 CH n
节
聚氯乙烯、聚苯乙烯结构示意
高
分 式中，中括号表示重复连接，意指整个分子由许多这样
子 的重复单元依次相连成一列组成。n是该大分子重复单
厚德 明志 笃学 力行
第一章 概论
第 二、高分子的命名
一
(一)习惯命名
节
1．天然聚合物大都有其专门的名称，例如纤维素、
高
淀粉、木质素及蛋白质等。某些天然聚合物的名称则
分
与其来源有关，例如壳多糖(甲壳素)、阿拉伯胶
子 材 料 的 基
及海藻酸等。这些名称一般不能反映物质结构。
素组成相同，仅电子结构稍有改变
例如聚对苯二甲酸乙二醇酯的重复单 元为-CO-C6H4-CO-O-CH2-CH2-O-是由 对苯二甲酸HOOC-C6H4-COOH及乙二醇 HO-CH2-CH2-OH二单体在聚合反应过 程中脱去水分子后结合而成。
由2种以 上单体共 聚而成的
共聚物
如乙烯/醋酸乙烯共聚物，其单体单 元往往是无规律排布的，难以用结构 式准确地表达它们的重复单元。对于 高度支化的高分子和交联的网状高分 子，亦与这些共聚物的情况类似。
分
宝贵使用性能，我们通常把来源于高分子化合
子
物的大量实用性材料，如橡胶、塑料、纤维等，
材
称为高分子材料。
料
不同高分子材料表现出高分子特性的最低分子
的
量各不相同，这与高分子的化学组成、几何结构、分
基
子形态等多种结构因素有关。例如聚氯乙烯呈现高分子特
木
性的最低分子量约为5×l03，而聚异丁烯和聚碳酸醋则分