高分子化学化合物的分类和聚合物结构及高分子材料力学性能

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高分子化合物的分类

高分子化合物的分类高分子化合物是指由重复单元组成的大分子化合物，其分子量很大，通常超过10^3。

根据其结构和性质的不同，高分子化合物可以被分为四大类：线性聚合物、支化聚合物、交联聚合物和共聚物。

1. 线性聚合物线性聚合物是由相同或不同的单体通过共价键连接而成的聚合物。

这些单体通过一条直线顺序排列，并且在聚合过程中没有生成交联点。

常见的线性聚合物有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

线性聚合物具有较高的柔韧性和延展性，并且易于加工。

2. 支化聚合物支化聚合物是在线性聚合物的主链上附加侧链或支链的聚合物。

这些附加的支链可以增加聚合物的分子量和空间层次结构，从而使得聚合物具有更高的熔点和玻璃转变温度。

典型的支化聚合物包括多级分支聚丙烯、树状聚合物等。

支化聚合物在材料科学和药物传递领域具有广泛的应用。

3. 交联聚合物交联聚合物是通过共价键或物理交联点将线性聚合物连接在一起形成的聚合物网状结构。

这些交联点可以阻止聚合物的自由移动，使聚合物具有更高的强度和刚性。

交联聚合物常用于制备弹性体材料，如橡胶、硅胶等。

交联聚合物还具有优秀的耐化学腐蚀性能和耐高温性能。

4. 共聚物共聚物是由两种或多种不同的单体通过共聚反应合成的聚合物。

这些单体可以在聚合物链中以规则或不规则的方式排列。

共聚物融合了各个单体的特性，因此具有较为复杂的性质。

常见的共聚物有丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物等。

共聚物在塑料、纤维、涂层等领域都有广泛的应用。

综上所述，高分子化合物可根据其结构和性质的不同进行分类。

线性聚合物具有柔韧性和延展性；支化聚合物具有更高的熔点和玻璃转变温度；交联聚合物具有较高的强度和刚性；共聚物融合了不同单体的特性。

不同类别的高分子化合物在工程材料、医药领域和日常生活中都有重要的应用。

对这些分类的了解有助于深入理解高分子化合物的性质和应用。

《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

高分子化合物的合成和反应、结构与性能间的关系

结构单元
重复单元
－C－O－CH2－CH2－O］ nH O
结构单元
单体单元 ≠ 结构单元 ≠重复单元＝链节结论
重复单元≥结构单元
返回Biblioteka 聚合度（Degree of polymerization）
聚合度单个聚合物分子所含单体单元的数目。是衡量高分子大小的一个指标。
有两种表示法：
以大分子链中的结构单元数目表示，记作
侧基（侧链、支链）
是由小分子氯乙烯通过双键打开连接而成的。小分子氯乙烯称为单体。
返回
什么是单体？
聚合反应小分子高分子
Polymerization
单体
Monomer
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。 *注：书P8 1.3.2 中（3）“原料”不准确
塑料
纤维性质和用途
以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。
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
或少一个链节不会影响其基本性能时，称为高分子。
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1.2
高分子的分类
（1）根据高分子主链结构分类
碳链高分子：主链（链原子）完全由C原子组成。主链元素（链原子）组成杂链高分子：链原子除C外，还含O,N,S等杂原子。元素有机高分子：链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。无机高分子：无论在主链还是侧链上均没有碳元素。如玻璃、陶瓷等。不在本课程讨论之列。
[ CH2 CH ]n [ CH2 Cl CH ]m O C CH3 O

高分子化学说课

高分子化学说课一、课程概述高分子化学是化学领域的一个重要分支，主要研究高分子化合物的合成、结构和性能。

本课程旨在让学生掌握高分子化学的基本概念、理论和实验技能，了解高分子化合物的主要类型、合成方法、结构特点以及性能应用。

二、课程目标通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1、掌握高分子化学的基本概念和理论，了解高分子化合物的分类、合成方法、结构特点及性能应用。

2、掌握高分子化学实验的基本操作技能，能够独立完成实验，观察实验现象，分析实验数据，得出正确的结论。

3、培养学生的创新思维和实践能力，提高学生的综合素质和科学素养。

三、教学内容本课程主要包括以下内容：1、高分子的基本概念和分类，高分子的合成方法（包括聚合反应类型、聚合反应机理、聚合反应动力学等）。

2、高分子的结构特点及性能应用，包括高分子的分子量、分子量分布、链结构、聚集态结构等。

3、高分子化学实验的基本操作技能，包括实验设计、实验操作、实验数据处理等。

4、高分子化学领域的新进展和发展趋势，包括高分子材料的功能化、高性能化、环保化等。

四、教学方法本课程采用多种教学方法，包括课堂讲解、实验操作、案例分析、小组讨论等。

课堂讲解主要通过教师讲解基本概念和理论，引导学生了解高分子化学的基本知识。

实验操作主要通过学生亲自动手实验，掌握高分子化学实验的基本操作技能。

案例分析主要通过分析实际案例，让学生了解高分子化合物在生活和生产中的应用。

小组讨论主要通过学生分组讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

五、教学资源本课程充分利用各种教学资源，包括多媒体课件、实验教学视频、网络资源等。

多媒体课件主要包括PPT和Flash动画，用于展示高分子化学的基本概念和理论。

实验教学视频主要包括实验操作步骤和实验现象的演示，用于帮助学生掌握实验操作技能。

网络资源主要包括学术网站、数据库和论坛等，用于学生了解高分子化学领域的新进展和发展趋势。

六、考核方式本课程的考核方式包括平时成绩和期末成绩两部分。

初中一年级化学高分子化合物的分类和应用

初中一年级化学高分子化合物的分类和应用高分子化合物是由许多重复结构单元组成的巨大分子，具有较高的相对分子质量。

它们在日常生活中广泛存在，并且具有丰富的分类和应用。

一、分类根据高分子化合物的结构和性质特点，可以将其分为以下几类：1.线性高分子：线性高分子是由一系列单体通过共价键连接而成的聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯。

它们的分子链呈直线状排列，具有较高的柔韧性和可塑性，广泛用于制作塑料袋、矿泉水瓶等日常用品。

2.支化高分子：支化高分子是在线性分子链中引入支链结构的聚合物。

由于支链的存在，支化高分子的分子链相对较短，使得分子间的相互作用减弱，从而提高了其溶解性和热稳定性。

举例来说，聚乙烯醇就是一种常见的支化高分子，广泛应用于纺织品、涂料和胶水等领域。

3.交联高分子：交联高分子是指分子链之间通过交联作用连接在一起的聚合物。

由于交联结构的存在，交联高分子具有较高的耐热、耐溶剂和耐腐蚀性能，例如丙烯酸交联剂。

交联高分子被广泛应用于制作橡胶制品、塑料管道和防水材料等领域。

4.共聚高分子：共聚高分子是由两种或多种不同单体通过共同反应聚合而成的聚合物。

不同单体之间的共聚反应可以赋予高分子材料独特的物理和化学性质。

例如，苯乙烯与丙烯腈的共聚产物丙烯腈-苯乙烯共聚物常用于制作合成纤维和弹性体。

二、应用高分子化合物有着广泛的应用领域，特别是在工业和日常生活中扮演着重要角色。

以下是一些常见的应用：1.塑料制品：高分子化合物的最常见应用之一是制造塑料制品。

不同类型的高分子材料可以通过调整其结构和组成，获得不同的物理和化学性质，以满足各种应用需求。

塑料制品广泛应用于包装、建筑、家居、电子等领域。

2.纺织品：高分子化合物的纤维形式，如聚酯纤维和尼龙纤维，被广泛用于纺织行业。

这些纤维具有优异的抗拉强度、柔软度和耐久性，可用于制作衣物、床上用品和工业织物等。

3.胶水和粘合剂：由于高分子化合物具有良好的附着性和耐久性，因此常被用作胶水和粘合剂的主要成分。

高分子材料的基本知识

高分子材料的基本知识
高分子材料是由高分子化合物组成的一类材料，其基本知识包括以下几个方面：
1. 高分子化合物的定义：高分子化合物是由许多重复单元通过共价键连接而成的聚合物，其相对分子质量通常很高，一般在10000以上。

2. 高分子材料的分类：高分子材料可以根据来源、特性和应用功能进行分类。

按来源分类可分为天然高分子材料和合成高分子材料，按特性分类可分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等，按应用功能分类可分为通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料。

3. 高分子材料的性能：高分子材料具有许多优良的性能，如较高的力学性能、良好的化学稳定性、优良的电绝缘性能和耐热性等。

这些性能使得高分子材料在许多领域都有着广泛的应用。

4. 高分子材料的合成与加工：高分子材料的合成通常是通过化学反应将小分子聚合在一起形成的。

在合成过程中，需要选择合适的单体、催化剂、反应条件等，以确保获得的高分子材料具有所需的性能。

高分子材料的加工通常是在高温下进行的，通过热塑或热固的方式将高分子材料制成各种制品。

5. 高分子材料的应用：高分子材料在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。

例如，塑料、橡胶、纤维等高分子材料在汽车、建筑、航空航天、电子
电器、包装等领域都有着广泛的应用。

此外，高分子材料还在医疗、生物工程、环保等领域有着重要的应用。

总的来说，高分子材料的基本知识包括高分子化合物的定义、分类、性能、合成与加工以及应用等方面。

了解这些基本知识可以帮助我们更好地认识高分子材料的性质和用途，并在日常生活和工业生产中更好地应用这些材料。

高分子材料简介

常温下处于玻璃态的高聚物通常用作塑料常温下处于高弹态的高聚物通常用作橡胶
粘流态是高聚物成型的最重要的状态
2-2 结晶聚合物的力学状态
晶态高聚物中总有非晶区存在，非晶部分高
聚物在不同温度下也要发生上述二种转变，但它的宏观表现与结晶度大小有关。
（1）轻度结晶聚合物
微晶体起着类似交联点的作用。试样仍然存在明显的玻璃化温度转变。温度上升时，非晶部分由玻璃态转变为高弹态。但由于微晶的存在起着交联点的作用，所以非晶区不会发生很大的变形，形成皮革状。实例：增塑 PVC ，有也有，如软 Tg Tm PVC 塑料地板）
3-2 结晶过程及影响因素
（2）影响结晶过程的因素
Ａ．温度——明显影响结晶速度
高聚物的结晶速度是晶核生长速度和晶粒生长速度的总和，所以高聚物的结晶速度对温度的依赖性是晶核生长速度对温度依赖性和晶粒生长速度对温度依赖性共同作用的结果。

当熔体温度较高，接近熔点时，分子链热运动激烈，晶核不易形成，所以结晶速度小。随着温度下降，晶核形成速度增加，分子链也有相当活动性，易排入晶格，所以晶粒形成速度也增加，总的结晶速度也增加。温度再进一步降低时，虽然晶核形成速度继续上升，但熔体粘度变大，分子链活动性下降，不易排入晶格，所以晶粒生长下降。当 T时，链段不能运 Tg 动，所以也不能排入晶格，不能结晶，所以用淬火方法得到的是非晶态固体。
主要内容
第一部分高分子链的结构第二部分高聚物力学状态第三部分高聚物的结晶性能
第一部分高分子链的结构
高分子多是由小分子通过聚合反应而制得
的，因此也称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。高分子化合物的化学组成和结构比较简单，往往是由很多结构单元以重复的方式排列而成的。

高分子化学知识要点

高分子化学知识要点一、高分子的基本概念高分子化合物，简称高分子，是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质量在一万以上的化合物。

生活中常见的高分子材料有塑料、橡胶、纤维等。

高分子与小分子化合物相比，具有独特的性能。

例如，高分子材料通常具有较好的韧性、弹性和机械强度。

这是因为高分子的长链结构能够有效地分散和承受外力。

高分子的相对分子质量是一个重要的参数。

它不是一个确定的值，而是具有一定的分布范围。

这是由于聚合反应过程中的随机性导致的。

相对分子质量的大小和分布会显著影响高分子材料的性能。

二、高分子化合物的分类高分子化合物的分类方法有多种。

按照来源，可分为天然高分子和合成高分子。

天然高分子如纤维素、蛋白质等，是自然界中原本就存在的；合成高分子则是通过人工化学反应合成的，如聚乙烯、聚苯乙烯等。

根据高分子主链的结构，又可分为碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子。

碳链高分子的主链全部由碳原子组成，像聚乙烯、聚丙烯就属于此类；杂链高分子的主链除了碳原子，还含有氧、氮、硫等杂原子，如聚酯、聚酰胺；元素有机高分子的主链中不含碳原子，而是由硅、磷、铝等元素组成，不过侧基一般是有机基团。

另外，还可以根据用途将高分子分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。

不同类型的高分子在性能和应用方面有着很大的差异。

三、高分子的合成方法高分子的合成方法主要包括加聚反应和缩聚反应。

加聚反应是指由不饱和单体通过加成反应相互结合形成高分子的过程。

在这个过程中，没有小分子副产物生成。

例如，乙烯在引发剂的作用下发生加聚反应生成聚乙烯。

缩聚反应则是由具有两个或两个以上官能团的单体，通过官能团之间的缩合反应逐步形成高分子，同时会产生小分子副产物，如水、醇、氨等。

聚酯的合成就是一个典型的缩聚反应。

此外，还有开环聚合、逐步加成聚合等合成方法。

开环聚合是指环状单体通过开环形成线性高分子的反应；逐步加成聚合则是通过逐步的加成反应形成高分子。

高分子化合物

高分子化合物高分子化合物是指由很多个重复单元组成的化合物，其中单个单元通过共价键连接在一起，形成一个长链结构。

这类化合物通常具有高分子量和高相对分子质量，具有特定的物理和化学性质，广泛应用于各个领域。

一、高分子化合物的特点1. 高分子量：高分子化合物的分子量通常在千克/摩尔级别，具有较高的相对分子质量。

2. 长链结构：高分子化合物由连续的重复单元构成，单个单元通过共价键连接在一起，形成一个长链结构。

3. 物理性质：高分子化合物具有较高的熔点、沸点和相对密度，通常呈现为固态或高粘度的液态。

4. 化学性质：高分子化合物在一定条件下可以发生化学反应，如聚合、降解和交联等。

二、高分子化合物的分类根据其结构和来源不同，高分子化合物可以分为几个主要类别。

1. 聚合物：聚合物是由大量重复单元构成的高分子化合物，可以分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物。

常见的聚合物有聚乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯等。

2. 天然高分子化合物：天然高分子化合物是从自然界中提取的高分子化合物，包括淀粉、纤维素和天然橡胶等。

它们通常具有良好的可再生性和生物可降解性。

3. 合成高分子化合物：合成高分子化合物是通过化学方法从单体合成得到的，包括合成橡胶、合成纤维和高分子塑料等。

它们具有较好的物理和化学性质，广泛应用于工业和日常生活中。

三、高分子化合物的应用高分子化合物在各个领域中具有广泛的应用，如下所示：1. 塑料制品：高分子塑料是高分子化合物的常见应用，包括聚乙烯袋、塑料瓶和塑料容器等。

它们具有轻质、耐用和良好的隔热性能，被广泛应用于日常生活和工业生产中。

2. 纤维材料：高分子化合物可以制备纤维材料，如聚酯纤维和尼龙纤维等。

这些纤维具有良好的强度、耐磨和透气性能，被广泛应用于纺织、服装和绳索制造等行业。

3. 橡胶制品：合成和天然橡胶是高分子化合物的重要应用，如轮胎、密封件和橡胶管等。

这些橡胶制品具有良好的弹性、耐磨和耐腐蚀性能，广泛应用于汽车、建筑和化工等领域。

高分子化学讲义

高分子化学讲义第一章绪论我们这门课程是高分子化学，英文名字是Polymer Chemistry，也叫聚合物化学。

它是研究高分子化合物合成和化学反应的一门科学。

我们第一章绪论内容将为大家介绍以下几个方面：高分子的基本概念，聚合物的分类和命名，聚合反应分子量及其分布，大分子微结构，线形、支链形和交联，聚集态和热转变，高分子材料和力学性能，高分子化学发展简史。

首先第一部分高分子的基本概念，高分子也称聚合物（高聚物），但有时高分子指一个大分子，而聚合物则指许多大分子的聚集体。

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。

我们来看一下高分子的组成。

第一种是由由一种结构单元组成的高分子，例如：聚氯乙烯。

很多个氯乙烯小分子通过聚合反应生成聚氯乙烯高分子，它的缩写就是这种形式。

在这种结构组成中，我们称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），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）。

所以在刚才这个例子中，氯乙烯就叫做单体，聚合物中的蓝色部分就叫做结构单元，而下标n就为重复单元数，也称为链节数，在此等于聚合度聚合度。

第二种结构是由由两种结构单元组成的高分子，例如合成的合成尼龙-66，他是由己二酸和己二胺通过缩合反应聚合在一起的，那么在这样的高分子结构中，结构单元就是指每一部分己二酸或者己二胺的聚集体，而它们缩合成的聚集体为一个重复结构单元，此时，两种结构单元构成一个重复结构单元（链节）。

那么刚才前面我们提到了聚合度，聚合度是衡量高分子大小的一个指标。

有两种表示法：以大分子链中的结构单元总数目表示xn，记作以大分子链中的重复单元总数目表示dp，记作，那么在只由一种单体形成的聚合物中，两种聚合度相等，都等于n；由聚合度可计算出高分子的分子量，分子量就等于高分子的聚合度乘以每一个单体的相对分子质量。

有机高分子化合物简介

按天然高分子材料：棉花、来羊毛、天然橡胶等源分合成高分子材料：塑料、
合成纤维、粘合剂、涂料
一、有机高分子化合物相关概念：
1.高分子化合物：相对分子质量很大的化合物（又称高聚物或聚合物），相对分子质量从几万到几百万甚至更高。如：聚乙烯、聚氯乙烯、淀粉、纤维素、蛋白质、酚醛树脂等。
2.链节:在通常情况下，高分子化合物是由简单的结构单元重复连接而成的，这些可重复的结构单元叫链节。 3.聚合度：每个高分子化合物里链节的重复次数叫聚合度。 4.单体：能合成高分子化合物的小分子物质叫单体
第八章合成材料
第一节有机高分子化合物简介

材料的分类
分类化学状态材料名称
金属、无机非金属、有机高分子
单晶、多晶质、非晶态、复合
物理性质高强度、高温、导电、绝缘、磁性、半导体物理效应用途压电、热电、铁电、光电、声光、激光建筑、结构、研磨、耐火、耐酸、电工电子、光学、感光、包装
高分子材料
3、强度：高分子材料的强度一般都比较大
4、电绝缘性：高分子化合物链里的原子以共价键结合，一般不易导电，高分子材料通常是很好的电绝缘材料。
线型高分子
按结构分
体型高分子热塑性高分子
按性质分热固性高分子
塑料
合成纤维按用途分
合成橡胶涂料
粘合剂
二、高分子化合物的结构特点：
1、线型结构：化合物由C—C键或C—C键和C— O键连接成长链状，构成线型高分子结构，如聚乙烯、聚氯乙烯、淀粉、纤维素。线性结构的高分子材料可以带支链也可以不带支链，分子间靠分子间作用力紧密结合。 2、体型结构：高分子链上若还有能起反应的官能团，高分子链之间形成化学键，产生一些交连，形成网状结构，则构成体型高分子结构，如硫化橡胶，酚醛树脂。

高分子化学

无机高分子－无论在主链还是侧链上均没有碳元素。例如玻璃、陶瓷等均属此类。不在本课程讨论之列。
12
O ]n
2）根据高分子受热后的形态变化分类根据受热后发生的形态变化，可将高分子化合物分为热塑性高分子和热固性高分子两大类。热塑性高分子－在受热后会从固体状态逐步转变为流动状态。
这种转变理论上可重复无穷多次。或者说，热塑性高分子是可以再生的。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和涤纶树脂等均为热塑性高分子。
22
化学纤维一般为均聚物，其商业名称为取其结构单元名称中的一个特征文字，然后在后面加上“纶”字。例如，聚丙烯腈纤维称为“腈纶”；聚氨酯纤维称为 “氨纶”；聚氯乙烯纤维称为“氯纶”；聚丙烯纤维称为“丙纶” 等。
醛纤维称为“维尼纶”；聚对苯二酰对苯二胺纤维称为“芳纶”。尼龙—6纤维在我国首先是由锦西化工研究院研制而成，因此命名为“锦纶”。
例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
杂链聚合物－的主链上以碳元素为主，但存在其它元素，如O、
N、S、P等杂元素。主链上的苯环一般也看作为杂元素。
11
元素有机聚合物－的主链上没有碳元素，一般由Si、B、N、
P、Ge和O等元素组成，但侧链上含有有机基团。例如有机硅聚合物。
CH3 [ Si CH3
其中n和m为分子链中两种单体单元的数量，但并不表示n个氯乙烯单元后面接m个醋酸乙烯酯单元。两种单体单元通常是无规分布的。
5
由两种或两种以上单体聚合而成的聚合物称为共聚物。根据各种单体单元在分子链中的排列状况，可将共聚物分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等。通过普通的聚合方法，只能得到无规共聚物和交替共聚物，嵌段共聚物和接枝共聚物必须通过特殊方法制备。

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。

高分子化学

填充改性的目的
提高材料的硬度、刚度、耐磨性、耐热性等；降低材料的成本。
填充改性的方法
干法填充、湿法填充、母料法等。
高分子的增强改性
增强改性的定义
01
通过加入增强剂或采用特殊加工方法，提高高分子材料的力学
性能。
增强改性的目的
02
显著提高材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能。
增强改性的方法
03
04
高分子的改性与应用
高分子的共混改性
共混改性的定义
将两种或两种以上高分子材料通过物理或化学方法混合，以获得具有优异性能的新材料。
共混改性的目的
改善高分子材料的加工性能、力学性能、热性能、电性能等。
共混改性的方法
熔融共混、溶液共混、乳液共混等。
高分子的填充改性
填充改性的定义
在高分子材料中加入无机或有机填料，以改善材料的某些性能或降低成本。
03
高分子的结构与性能
高分子的链结构
01
02
03
链的构型
高分子链的构型包括线型、支链型和交联型等，不同构型的高分子具有不同的物理和化学性质。
链的柔顺性
高分子链的柔顺性是指链段内旋转的难易程度，影响高分子的结晶性、溶解性和加工性能等。
链的规整性
高分子链的规整性是指链上原子或基团的排列顺序，对高分子的结晶性和力学性能等有重要影响。
根据来源和性质，高分子可分为天然高分子和合成高分子两大类。天然高分子如蛋白质、多糖等，合成高分子如塑料、橡胶、纤维等。
高分子化学的发展历程
03
早期高分子化学
高分子化学的建立
高分子化学的发展
19世纪中叶以前，人们对高分子的认识主要停留在天然高分子领域，如橡胶的提取和加工。

高分子,聚合物的力学性能

材料在屈服点之间发生的断裂称为脆性断裂；在屈服点后发生的断裂称为韧性断裂。在屈服点后出现的较大应变在移去外力后是不能复原的。但是如果将试样温度升到其Tg附近，该形变则可完全复原，因此它在本质上仍属高弹形变，并非粘流形变，是由高分子的链段运动所引起的。－－强迫高弹形变
强迫高弹形变产生的原因原因在于在外力的作用下，玻璃态聚合物中本来被冻结的链段被强迫运动，使高分子链发生伸展，产生大的形变。但由于聚合物仍处于玻璃态，当外力移去后，链段不能再运动，形变也就得不到恢复原，只有当温度升至Tg附近，使链段运动解冻，形变才能复原。这种大形变与高弹态的高弹形变在本质上是相同的，都是由链段运动所引起。根据材料的力学性能及其应力-应变曲线特征，可将非晶态聚合物的应力-应变曲线大致分为六类：
P
d b
l0/2 l0/2
抗弯强度测定试验示意图
（iii）冲击强度（impact stength)（i）
冲击强度也称抗冲强度, 定义为试样受冲击负荷时单位截面积所吸收的能量。是衡量材料韧性的一种指标。测定时基本方法与抗弯强度测定相似，但其作用力是运动的，不是静止的。试样断裂时吸收的能量等于断裂时冲击头所做的功W，因此冲击强度为： i = W / bd

e （1）
e （2）
（1）材料硬而脆：在较大应力作用下，材料仅发生较小的应变，并在屈服点之前发生断裂，具有高的模量和抗张强度，但受力呈脆性断裂，冲击强度较差。（2）材料硬而强：在较大应力作用下，材料发生较小的应变，在屈服点附近断裂，具高模量和抗张强度

e （3）
e （4）
（3）材料强而韧：具高模量和抗张强度，断裂伸长率较大，材料受力时，属韧性断裂。以上三种聚合物由于强度较大，适于用做工程塑料。（4）材料软而韧：模量低，屈服强度低，断裂伸长率大，断裂强度较高，可用于要求形变较大的材料。

有机高分子材料分类依据

有机高分子材料分类依据有机高分子材料是一类由碳、氢和其他元素组成的大分子化合物，具有丰富的结构和性质。

根据其化学结构和物理性质的不同，可以将有机高分子材料分为以下几类：一、聚合物材料聚合物是由许多相同或不同的单体通过共价键连接而成的高分子化合物。

聚合物材料具有高分子量、链状结构和可塑性等特点。

常见的聚合物材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。

聚合物材料广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料等领域。

二、纤维素材料纤维素是一种天然高分子化合物，主要存在于植物细胞壁中。

纤维素材料具有高强度、耐热性和生物可降解性等特点。

常见的纤维素材料有棉花、麻类、木材等。

纤维素材料广泛应用于纺织、造纸、建筑等领域。

三、合成橡胶合成橡胶是通过化学合成方法得到的高分子材料，具有与天然橡胶相似的性质。

合成橡胶具有优异的弹性、耐磨性和抗老化性能。

常见的合成橡胶有丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶等。

合成橡胶广泛应用于轮胎、橡胶制品、建筑密封等领域。

四、树脂材料树脂是一种具有高分子量和高度交联结构的有机高分子材料。

树脂材料具有优异的绝缘性能、耐腐蚀性和耐高温性能。

常见的树脂材料有环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯等。

树脂材料广泛应用于电子、航空、建筑等领域。

五、涂料与胶粘剂涂料与胶粘剂是一类涂覆和粘结材料，由高分子树脂、溶剂、填料和添加剂等组成。

涂料具有良好的附着力、耐候性和装饰性，广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。

胶粘剂具有良好的粘结性能，广泛应用于包装、制鞋、木工等领域。

六、功能高分子材料功能高分子材料是指具有特殊功能或性能的高分子材料。

例如，聚合物电解质材料具有高离子导电性，可用于锂离子电池；形状记忆聚合物材料具有记忆形状的能力，可用于医疗器械；共聚物材料具有可控的温度响应性能，可用于智能材料等。

功能高分子材料在电子、医疗、环保等领域具有广泛的应用前景。

有机高分子材料根据其分类依据可以分为聚合物材料、纤维素材料、合成橡胶、树脂材料、涂料与胶粘剂以及功能高分子材料等几大类。