高分子化学概念与主要性能

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高分子化学概念和主要性能
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➢高分子材料的应用
据统计，若人们对材料 的需求是100%，其中 高分子材料占60%。
高分子具有许多优良性能，高分子材料是当今世界发展最迅速的产 业之一，高分子材料的发展历史不足百年，按体积计目前，其世界 年产量已经超过金属类，成为最重要的材料品种之一。
是指分子量很 高并由多个重
Macromolecule, Polymer
复单元以共价 键连接的一类
化合物。
常用的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
高分子化学概念和主要性能
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
C2-H CC H 2-H CC H2-H CH Cl Cl Cl
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高分子化学的重要性
我们的衣食住行都离不开高分子 高分子化学是重要的基础学科
高分子化学的知识是我们认识世界，改造世界的 强有力武器
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高分子材料的应用
衣
食
行
住
用
科技
高分子化学概念和主要性能
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在科学的整体发展中：高分子科学处于多种学科的交汇点 上，为其发展提供了良好的学科环境。
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高分子化学概念和主要性能
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天然高分子 ♥ 多糖类,多肽类,核酸
O
O O
O O
O O
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DNA分子的双螺旋结构
deoxyribonucleic acid
两股DNA长链像转圈的楼梯扶手 架，围绕一个中心轴盘旋，走向相反， 外侧为磷酸基团，内侧为四种碱基，通 过碱基对(30亿)的氢键形成双螺旋结构。
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核糖核酸酶A (ribonuclease A)
124个氨基酸残基
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高分子化学概念和主要性能
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§1.1 高 分 子 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 、 聚合物分子
高分子也叫高 分子化合物，
这些术语一般可以通用
重复组成高分子的最小的结构单元。
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
( CH2CH)n CH3
单体单元，结构单元与重复单元一致
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
重 复 单 元与结构单元 重复单元与结构单元不一致
n HOOC－
－COOH ＋ n HO－CH2－CH2－OH
高 分 子 化 学概念和主要性能
高分子化学概念和主要性能
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本节主要内容：
1. 高分子的基本概念 2. 聚合物分类和命名 3. 聚合反应 4. 分子量 5. 线型、支链和体型大分子 6. 大分子的微观结构 7. 聚合物的物理状态和主要性能
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高分子化学：研究高分子化合物的合成和反应间的关系 高分子物理：研究高分子的结构与性能间的关系 高分子加工成型：研究高分子的性能与应用间的关系
塑料、橡胶、纤维、涂料、粘胶剂…几大类高分子材料己广泛应用到 电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑、纺织等 各个领域。
功能高分子材料：导电高分子、高吸水性高分子、高选择吸附性高 分子、医用高分子高分子半导体、光导电高分子、压电及热电高分 子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等 近年发展迅速，具有特殊功能。
HO［C－ O
－C－O－CH2－CH2－O］n H O
结构单元
结构单元
重复单元
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
Attention!
对于均聚物，即用一种单体聚合所得的高分 子，其结构单元与重复单元是相同的
对于共聚物，即用两种或者两者以上的单体 共同聚合所得的高分子，其结构单元与重复 单元是不同的
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通过人工方法合成或重组天然高分子
了解生命的起源与生命活动的规律是人类的渴望
蛋白质与核酸是生命和遗传的基础
蛋白质与核酸结构复杂多变
蛋白质与核酸的合成与重组一直是生物化学及高分子化学领
域最具有挑战性的课题
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结晶牛胰岛素的晶体结构
含 51个氨基酸残基的蛋白质
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CCOCCOCCO
H CH 3 H CH 3 H CH 3 HH HH HH
单 体 单 元 monomer Units
如果结构单元的元素组成和排列都与单体相同，仅电子 结构发生变化，可称其为单体单元。
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
重复单元
Repeating Units
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下面让我们进入高分子世界 去看看吧——常规高分子
塑料
橡胶 高分子化学概念和主要性能
纤维
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常规高分子
粘胶剂
涂料
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高分子化学概念和主要性能
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我们使用的以上这些产品， 大都来自于这样高塔林立的
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功能高分子
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H
O
C、N ： 在碱基中
C ：在磷酸酯键中
P
高分子化学概念Байду номын сангаас主要性能
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蛋白质Protein
H
COOH
|
|
H2N—C—COOH + H-NH—C—H
|
|
R
R
H
COOH
|
|
H2N—C—CONH—C—H
|
|
R
R
肽键
C，H，O，N，S
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蛋白质Protein
高分子化学概念和主要性能
高分子
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。
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
结 构 单 元 Constitutional units
聚合物分子结构中出现的以单体结构为基础的原子团
聚丙烯
聚乙二醇
HH HH HH
HH HH HH
CC CC CC
H2C CH Cl
聚氯乙烯
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
注意：聚乙烯醇（PVA） n CH2 CH
OH
CH2 CH n OH
聚乙烯醇
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
什么是单体？
小分子 单体
聚合反应
Polymerization Monomer
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§1.1 高 分 子 基 本 概 念
l 结构单元（Constitutional units）单体单元（Monomer unit） 重复 单元(Repeating unit）链节(Chain element）