高分子化学总结教学内容
《高分子化学》教学大纲
《高分子化学》教学大纲一、课程基本信息课程名称(中、英文):《高分子化学》(POLYMER Chemistry)课程号(代码):300019040课程类别:专业必修课学时:64 学分:4二、教学目的及要求高分子化学是高分子类专业基础课。
以有机化学和物理化学等为基础,又为后继课程:聚合反应工程、聚合物合成工艺学等打下理论基础。
高分子化学是研究聚合物的合成原理及其化学反应的一门科学。
它的任务是通过课堂教学,使学生掌握高分子的基本概念,合成高分子化合物的基本原理及控制聚合反应速度和分子量的方法,高分子化学反应的特征及聚合方法的选择。
第一章 5 学时第二章11学时第三章18学时第四章8学时第五章 6 学时第六章6学时第七章3学时第八章3学时第九章4学时对毕业要求及其分指标点支撑情况:(1)毕业要求1,分指标点1.4;(2)毕业要求2,分指标点2.4三、教学内容(含各章节主要内容、学时分配,并红字方式注明重点难点)第一章绪论(5学时)掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则,高分子聚合反应的分类。
掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、结构性能的基本概念。
1、高分子化合物的基本概念(4学时)2、聚合物的分子量及其分布、结构性能的基本概念(2学时)要点:高分子的定义和聚合反应分类分子量的统计平均意义第二章逐步聚合(11学时)掌握逐步聚合反应的特点;反应程度、官能度、线型缩聚、体型缩聚的概念;线型缩聚中影响聚合度的因素及控制聚合度的方法;体型缩聚中凝胶点的预测。
了解线型缩聚动力学,逐步聚合的实施方法。
1、平衡缩聚的特点及影响缩聚平衡的因素;(1学时)2、Flory等活性理论;(1学时)3、反应程度和平均聚合度的概念,计算公式及相互关系;(1.5学时)4、平均聚合度与平衡常数的关系及缩聚平衡方程;(1学时)5、缩聚反应动力学;(1学时)6、影响缩聚反应的因素;(1学时)7、线型缩聚产物分子量的控制和分布;(1学时)8、体型缩聚;(1.5学时)9、不平衡缩聚;(1学时)10、逐步聚合反应实施方法。
高分子化学知识点总结
高分子化学知识点总结
高分子化学是研究高分子物质的结构、性质、合成、加工及应用的学科。
以下是高分子化学的主要知识点总结:
1. 高分子物质的基本概念:高分子物质是由大量重复单元构成的超分子结构。
2. 高分子物质的分类:按照来源可以分为天然高分子和合成高分子;按照结构可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子、共聚高分子等。
3. 高分子物质的性质:高分子物质具有物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括流变学、热学、力学、光学、电学等。
化学性质包括氧化、还原、加成、置换、水解等。
4. 高分子物质的合成方法:包括聚合反应、缩合反应、聚合缩合反应、重排反应、羟化反应、酯交换反应、酯化反应等。
5. 结构表征方法:高分子物质的结构表征方法包括分子量测定、组成分析、形态表征、晶体学、核磁共振、红外光谱、拉曼光谱等。
6. 高分子物质的加工:高分子物质的加工包括塑化加工、固化加工、成型加工、加热处理、冷却处理、表面处理等。
7. 高分子物质的应用:高分子物质广泛应用于塑料、纤维、胶粘剂、涂料、电子材料、医药材料、环保材料等领域。
需要注意的是,以上知识点只是高分子化学的基础,实际上高分子化学是一个非常广泛和深入的领域,需要多读书、多实践,才能掌握其核心和精髓。
高分子课程总结
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。
重复结构单元:重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。
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。
聚合度:单个聚合物分子(或链段)所含单体单元的数目。
全同立构高分子:主链上的C*的立体构型全部为D型或L型。
间同立构高分子:主链上的C*的立体构型各不相同, 即D型与L型相间连接。
立构规整性高分子:C*的立体构型有规则连接,简称等规高分子。
无规立构高分子:主链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。
遥爪高分子:含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。
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。
共聚物:由一种以上(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物。
生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。
逐步聚合反应:是指在反应过程中,聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。
链式聚合反应:是指在聚合反应过程中,聚合物链是仅由单体和聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成,并且在新的聚合物链上再生反应活性点。
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。
数均分子量和重均分子量及多分散系数:二、基本理论:1、聚合物的分类:按来源分:天然高分子、半天然高分子和合成高分子按主链元素组成分:碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子按性质和用途分:塑料、纤维和橡胶,以及功能高分子、胶粘剂和涂料2、聚合物的命名:习惯命名和IUPAC命名第二章逐步聚合反应一、基本概念缩合聚合和逐步加成聚合,线形逐步聚合反应和非线形逐步聚合反应,平衡线形逐步聚合反应和不平衡线形逐步聚合反应,单体功能度和平均功能度,均缩聚和混缩聚,熔融缩聚、界面缩聚和固态缩聚,凝胶化现象和凝胶点,无规预聚体和确定结构预聚体。
高分子化学知识点总结
高分子化学知识点总结高分子化学是研究高分子化合物的合成、结构、性能和应用的一门学科。
它是化学领域中的一个重要分支,对于材料科学、生物医学、环境保护等众多领域都有着深远的影响。
以下是对高分子化学一些重要知识点的总结。
一、高分子的基本概念高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物,其相对分子质量通常在 10^4 到 10^7 之间。
高分子化合物由许多结构单元通过共价键重复连接而成,这些结构单元被称为单体。
例如,聚乙烯是由乙烯单体聚合而成,其结构单元就是乙烯。
高分子的相对分子质量具有多分散性,即同一种高分子化合物中,不同分子的相对分子质量大小不同。
通常用平均相对分子质量来表示高分子的相对分子质量,常见的平均相对分子质量有数均相对分子质量、重均相对分子质量和粘均相对分子质量。
二、高分子的分类根据来源,高分子可以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、淀粉等,是自然界中存在的;合成高分子则是通过人工合成得到的,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
按照高分子的主链结构,可分为碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子。
碳链高分子的主链完全由碳原子组成,如聚乙烯、聚丙烯;杂链高分子的主链除了碳原子外,还含有氧、氮、硫等原子,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、钛等元素组成,侧链则为有机基团。
三、高分子的合成方法(一)加聚反应加聚反应是指由不饱和单体通过加成聚合反应生成高分子化合物的过程。
在加聚反应中,单体分子中的双键或三键打开,相互连接形成高分子链。
常见的加聚反应有自由基聚合、离子聚合和配位聚合。
自由基聚合是应用最广泛的一种加聚反应,其反应条件相对简单,通常在加热或引发剂的作用下进行。
引发剂分解产生自由基,引发单体聚合。
离子聚合包括阳离子聚合和阴离子聚合,它们对反应条件要求较高,需要在无水、无氧的环境中进行。
配位聚合可以制备具有规整结构的高分子,如等规聚丙烯。
(二)缩聚反应缩聚反应是指由具有两个或两个以上官能团的单体通过缩合反应生成高分子化合物,并伴随有小分子副产物(如水、醇、氨等)生成的过程。
高分子化学总结复习提纲
高分子化学总结复习提纲第一篇:高分子化学总结复习提纲高分子化学总结复习提纲第一章绪论本章重点:1、高分子化合物的定义及其结构特点;2、高分子化合物的分类及命名方法;3、大分子结构式及聚合反应方程式的书写;4、大分子微结构与其性能关系;5、三种相对分子量的定义及计算,分子量多分散性的定义及表示方法;6、注意区别:重复单元、结构单元、单体单元和链节之间的关系。
第二章自由基聚合反应本章重点:1、单体结构决定能否聚合及聚合反应历程,取代基对聚合反应历程有影响;2、自由基聚合的三基元反应历程及其特点;3、自由基聚合的三种主要引发剂(过氧类,偶氮类,氧化还原类)及引发反应;4、自由基聚合反应速率(表达式),聚合度(表达式)及影响因素;5、动力学链长的定义及计算,动力学链长与链转移反应的关系;6、四种链转移反应对聚合反应速率及聚合度的影响,相对分子质量的控制方法;7、自动加速现象及产生原因,如何避免;8、阻聚和缓聚的机理,常用阻聚剂;9、推导自由基聚合动力学方程时所作的三个基本假定的内容;第三章自由基共聚合本章重点:1、四种二元共聚物的类型及结构;2、竞聚率的定义,共聚物组成控制方法;3、二元共聚物组成微分方程(两种表达式),典型二元共聚物组成曲线;4、单体及自由基活性的影响因素;5、Q-e方程的意义和用途。
第四章聚合实施方法本章重点:四种聚合实施方法的体系组成及特点,乳液聚合的独特机理。
第五章离子聚合第六章配位聚合两章重点:1、阴离子,阳离子聚合反应的单体及引发剂类型;2、阴离子聚合和阳离子聚合的典型引发反应;3、阴离子聚合活性中心的四种形态及链增长方式;4、阴离子聚合反应历程及特点,活性阴离子聚合的概念及应用;5、阳离子聚合反应历程及特点,异构化聚合的概念;6、聚合物立构规整性的概念,聚丙烯立构规整性的表示方法;7、溶剂对阴,阳离子聚合反应速率及聚合物立构规整性的影响;8、配位聚合与定向聚合的概念,配位聚合引发体系与聚合历程。
高分子化学知识点总结
第一章 绪论单体:能通过聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物,即合成聚合物的原料。
高分子:一个大分子由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成,并具有一定机械性能。
结构单元:在大分子链中出现的以单体结构基础的原子团称为结构单元。
重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元,可能与结构单元相同,也可能由2个或多个结构单元组成。
单体单元:与单体中原子种类及个数相同的结构单元,仅电子结构有所变化。
重复单元或结构单元类似大分子链中的一个环节,故俗称链节由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物; 由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物. 结构单元=单体单元=重复单元=链节聚合度:聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
合成尼龙-66具有另一特征:H 2N(CH 2)6NH 2+ HOOC(CH 2)4COOHH--NH(CH 2)6NH--CO(CH 2)4CO--OHn(2n-1) H 2O +结构单元 结构单元 重复结构单元有两种表示法:[1]以大分子链中的结构单元数目表示,记作:[2]:以大分子链中的重复单元数目表示,记作:由聚合度可计算出高分子的分子量: M 是高分子的分子量; M 0 是结构单元的分子量 结构单元=重复单元=链节≠ 单体单元单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 结构单元 ≠ 重复单元 ≠ 单体单元 重复单元=链节 三大合成材料:橡胶,塑料,纤维玻璃化温度:聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。
分子量及其分布数均分子量:按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量高分子样品中所有分子的总重量除以其分子(摩尔)总数∑∑∑∑∑∑====iii iiiii in Mx M WWNM N N WM )(式中,W i ,N i ,M i 分别为i -聚体的重量、分子数、分子量重均分子量:是按照聚合物的重量进行统计平均的分子量i -聚体的分子量乘以其重量分数的加和∑∑∑∑∑===iiiii i iii w Mw M NM N WM W M 2分布指数表示:重均分子量与数均分子量的比值,M w / M nM w / M n 分子量分布情况1 均一分布 接近 1 (1.5 ~ 2) 分布较窄远离 1 (20 ~ 50) 分布较宽 聚合反应1. 按单体-聚合物结构变化分类【1】 缩聚 【2】加聚 【3】开环聚合 2. 按聚合机理分类【1】逐步聚合 【2】连锁聚合(活性种可以是自由基、阴离子、阳离子;过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成)n xDP n DP x n ==00M DP M x M n ⋅=⋅=第二章逐步聚合反应1逐步聚合的基本概念与连锁聚合不同,逐步聚合的基本特征是聚合度随时间逐步增长,而转化率在聚合初期即可达到很高,因此表现出与连锁聚合完全不同的规律。
高分子化学知识点总结
高分子化学知识点总结
基本概念:
单体:构成高分子链的基本单元。
高分子:由许多单体通过化学键连接而成的大分子。
聚合物:由高分子链通过化学键连接而成的物质。
低聚物:聚合度较低的高分子。
结构单元、重复单元、链节:构成高分子链的基本单元。
主链、侧链、端基、侧基:高分子链的组成部分。
聚合度:高分子链中单体单元的数量。
相对分子质量:高分子的分子量。
聚合反应类型:
加成聚合与缩合聚合:两种主要的聚合反应类型。
连锁聚合与逐步聚合:两种常见的聚合反应机制。
聚合物的分类:
根据不同的标准(如来源、结构、性能等)对聚合物进行分类。
常用聚合物的命名、来源、结构特征:
了解常见聚合物的命名规则、来源和结构特征。
聚合物的相对分子质量及其分布:
了解聚合物相对分子质量的测定方法及其分布特征。
高分子化学的研究范围:
涉及天然高分子和合成高分子。
天然高分子存在于天然材料中,如棉、麻、毛、丝等;合成高分子包括塑料、合成纤维、合成橡胶等。
高分子化学的发展历史:
从天然高分子的利用与加工、天然高分子的改性、合成高分子的生产到高分子科学的建立,经历了四个主要时期。
高分子化学反应动力学、化学热力学、结构化学、高分子物理等相关分支学科的基础知识。
高分子化学在实际应用中的重要性:高分子材料在现代社会中的广泛应用,如塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等。
总之,高分子化学涉及众多知识点,需要系统学习和理解。
通过掌握这些基础知识,可以更好地理解高分子材料的性质和应用。
高分子化学课程总结
高分子化学课程总结
高分子化学是化学领域中的一个重要分支,它主要研究高分子化合物的合成、结构和性质。
在本次课程中,我们系统地学习了高分子化学的基本概念、高分子化合物的合成与反应、高分子链的结构与形态以及高分子材料的性能与应用等方面的知识。
在学习过程中,我深刻体会到高分子化学的博大精深。
高分子化合物种类繁多,合成方法多样,其结构与性质之间存在着密切的关系。
通过学习,我了解了高分子化合物的合成原理和方法,如加聚反应、缩聚反应、逐步聚合等,同时也了解了高分子链的形态和结构,如结晶态、熔融态、液晶态等。
此外,我还学习了高分子材料的性能和应用,如塑料、橡胶、纤维等,这些知识对于我深入了解材料科学和化学工程领域具有重要意义。
在学习过程中,我也遇到了一些困难和挑战。
高分子化学涉及到的知识点繁多且复杂,需要大量的记忆和理解。
同时,一些概念和理论也比较抽象,难以直观地理解。
为了克服这些困难,我采用了多种学习方法,如做笔记、反复阅读教材、做习题、参加学术讨论等,这些方法有效地帮助我加深了对高分子化学的理解和掌握。
通过本次课程的学习,我深刻认识到高分子化学在现代科学和技术领域中的重要地位。
高分子化学不仅是材料科学和化学工程领域的基础学科,也是与人们的日常生活息息相关的学科。
高分子材料在建筑、交通、医疗、电子等领域有着广泛的应用,高分子化学的发展对于推动科技进步和经济发展具有重要意义。
未来,我将继续深入学习高分子化学领域的相关知识,不断提高自己的学术素养和应用能力。
同时,我也将积极关注高分子化学领域的最新研究进展和应用成果,努力探索新的合成方法和技术,为推动我国在高分子化学领域的科技创新做出自己的贡献。
高分子化学知识总结
二、缩聚和逐步聚合2.2 缩聚反应(缩聚反应是缩合聚合的简称,是多次缩合重复结果形成缩聚物的过程)(1) 缩合反应*官能度:一分子中能参与反应的官能团数称作官能度(f );考虑官能度时需以参与的反应集团为基准。
(2)缩合反应线形缩聚的首要条件是需要2-2或2-官能度体系作原料,采用2-3或2-4官能度体系是,除了按线形方向缩聚外,侧基也能缩聚,先形成支链,进一步形成体形结构,这就称作体形缩聚。
(3) 共缩聚羟基酸或氨基酸一种单体的缩聚,可称作均缩聚;由二元酸和二元醇2种单体进行的缩聚是最普通的缩聚;从改进缩聚物结构性能角度考虑,将1种二元酸和2种二元醇、2种二元酸和2种二元醇进行所谓“共缩聚”。
2.3 线形缩聚反应的机理2.3.1 线形缩聚和成环倾向*线形缩聚时,需考虑单体及其中间产物的成环倾向,一般情况下,五、六元环的结构比较稳定。
*成环是单分子反应,缩聚则是双分子反应,因此,低浓度有利于成环,高浓度有利于线形缩聚。
2.3.2 线形缩聚机理 (特征有2:逐步、可逆)(1)逐步特性缩聚反应无特定的活性种,各步反应速率常数和活化能基本相等,缩聚早期,转化率就很高,因此用基团的反应程度来表述反应的程度更为确切,现已等摩尔二元酸和二元醇的缩聚反应为例来说明*反应程度p 的定义为参与反应的基团数(0N N -)占起始基团数0N 的分数,因此:0001N N N p N N -==-*如将大分子的结构单元数定义为聚合度n X ,则:0n N X N==结构单元总数大分子数 进一步可得 11n X p =-;(2) 可逆平衡聚酯化和低分子酯化反应相似,都是可逆平衡反应,正反应是酯化,逆反应是水解。
*平衡常数小,低分子副产物水的存在限制了分子量的提高,需在高度减压条件下脱除; *平衡常数中等,300—400;水对分子量有所影响,聚合早期可在水中进行,只是后期,需要在一定的减压条件下脱水,提高反应程度;*平衡常数很大,K>1000;可以看作不可逆。
高分子化学知识点总结
高分子化学知识点总结高分子化学是一门研究高分子材料的合成、结构、性质、加工和应用的学科,其内容涉及有机化学、物理化学、材料科学等多个学科领域。
下面是关于高分子化学的一些常见知识点的总结。
1. 高分子的定义和分类:高分子是由多个结构相似的重复单元组成的巨大分子。
根据高分子的来源可以分为天然高分子和合成高分子;按照化学结构可以分为线性高分子、支化高分子、网络高分子和共聚高分子等。
2. 高分子的合成方法:高分子合成方法主要包括聚合反应和缩聚反应。
聚合反应是指在单体之间发生共价键的形成,从而形成高分子;缩聚反应是指两个或多个单体通过失去一个小分子而结合成高分子。
3. 高分子的聚合反应:聚合反应可以分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和离子聚合等几种类型。
其中,自由基聚合是最常见的一种聚合反应,其原理是利用自由基引发剂引发单体之间的自由基反应,从而形成高分子。
4. 高分子的物理性质:高分子的物理性质受到其分子结构的主导。
常见的高分子物理性质包括玻璃化转变温度、熔融温度、热膨胀系数、力学性能等。
另外,高分子的物理性质还与其分子量、分子量分布、聚合度和晶形等因素有关。
5. 高分子的结构性质:高分子的结构性质是指高分子链的空间构型和排列方式。
高分子的结构性质直接影响其力学性能、热学性能和电学性能等。
常见的高分子结构性质包括晶体结构、无规共聚物和嵌段共聚物等。
6. 高分子的应用:高分子材料是一类重要的工程材料,广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂、管材、包装材料、电子材料、医疗材料等领域。
高分子材料具有重量轻、力学性能好、耐高温、绝缘性能好等优点。
7. 高分子的改性:由于高分子的一些性能和应用方面的限制,科学家通过添加助剂、共混物、交联等方式对高分子进行了改性。
改性可以改变高分子的力学性能、热学性能、电学性能等,并且使其能够满足特定应用的要求。
8. 高分子的可持续发展:随着环境问题的日益突出,高分子化学也在朝着可持续发展的方向发展。
高分子化学知识点总结
高分子化学知识点总结引言高分子化学是研究大分子化合物及其性质、合成方法和应用的学科。
随着材料科学的快速发展,高分子材料在日常生活中得到广泛应用。
本文将对高分子化学的重要知识点进行总结,帮助读者更好地了解和应用高分子化学。
1. 高分子化合物的结构高分子化合物由大量重复单元组成,常见的高分子化合物有聚合物和共聚物。
聚合物由相同单体重复连接而成,例如聚乙烯、聚丙烯等;共聚物由不同单体交替连接而成,例如苯乙烯-丙烯腈共聚物。
2. 高分子聚合反应高分子聚合反应是指将单体分子通过聚合反应连接成高分子化合物的过程。
常见的高分子聚合反应有链聚合反应和步聚合反应。
链聚合反应包括自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合等;步聚合反应包括缩合聚合、开环聚合等。
3. 高分子材料的性质高分子材料具有许多独特的性质,包括力学性能、热性能、光学性能、电性能等。
力学性能表现为高分子材料的拉伸、弯曲、压缩等力学特性;热性能关注高分子材料的熔点、玻璃化转变温度等;光学性能研究高分子材料的透明度、折射率等;电性能研究高分子材料的导电性能、介电性能等。
4. 高分子合成方法高分子合成方法包括聚合反应和修饰反应。
聚合反应指通过聚合反应将单体连接成高分子化合物,常见的聚合反应有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等;修饰反应是在已有高分子化合物上引入新的官能团,扩展其应用领域。
5. 高分子材料的应用高分子材料广泛应用于各个领域,包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
塑料是高分子材料的重要应用领域之一,其在包装、建筑、电子等领域中起到重要作用。
橡胶常用于制作轮胎、密封件等弹性材料。
纤维应用于制作纺织品、绳索等。
涂料和胶粘剂则广泛应用于涂装和粘接领域。
6. 高分子材料的发展趋势随着科技的进步,高分子材料的研究也在不断发展。
未来的高分子材料将更加注重可持续性和环境友好性,研究重点将放在可降解材料、高性能材料和功能材料等方面。
结论高分子化学是一门重要的学科,在现代材料科学中起到了重要的作用。
(完整版)高分子化学知识点总结
第一章绪论1.1 高分子的基本概念高分子化学:研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学。
单体:能通过相互反应生成高分子的化合物。
高分子或聚合物(聚合物、大分子):由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。
相对分子质量低于1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。
主链:构成高分子骨架结构,以化学键结合的原子集合。
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;也可以较大,称为侧链。
端基:连接在主链末端原子上的原子或原子集合。
重复单元: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。
结构单元:单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。
(构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~)。
单体单元:聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。
聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应。
连锁聚合:活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。
绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。
加聚反应:即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。
加聚反应无副产物。
缩聚反应:缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。
该反应常伴随着小分子的生成。
1.2 高分子化合物的分类1) 按高分子主链结构分类:可分为:①碳链聚合物:大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
②杂链聚合物:聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧、氮,硫等杂原子。
③元素有机聚合物:聚合物的大分子主链中没有碳原子孙,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。
④无机高分子:主链与侧链均无碳原子的高分子。
高分子化学课程总结
高分子化学
1、高分子化学概述
2、自由基聚合
自由基聚合的概述、基元反应、引发体系、特征
3、离子型聚合
3.1阳离子聚合的单体、引发体系、聚合机理
3.2阴离子聚合的单体、引发体系、聚合机理
3.3离子型聚合和自由基聚合对比
4、配位聚合
4.1配合物的立体规整性
4.2配位聚合的机理、单体、引发剂
4.3配位聚合产品
5、逐步聚合
缩聚反应和逐步加成聚合
6、开环聚合
阳离子、阴离子、自由基、配位开环聚合
7、聚合方法
7.1连锁聚合方式:本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合7.2逐步聚合方式:熔融缩聚溶液缩聚界面缩聚固相缩聚
8、聚合物的化学反应
8.1聚合物侧基的反应
8.2聚合度变大的化学转变
8.3聚合物的降解
8.4聚合物的稳定化
9、功能高分子
9.1功能高分子的合成
9.2反应型功能高分子
9.3导电高分子
9.4高分子分离膜材料
9.5医用高分子材料
9.6高吸水性高分子材料。
《高分子化学》知识点资料整理总结
《高分子化学》知识点资料整理总结重复单元聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元体型缩聚在缩聚反应中,参加反应的单体只要有一种单体具有两个以上的官能团(即f>2),缩聚反应将向三个方向发展,生成支化或交联结构的三维体型大分子缩聚物的缩聚反应引发剂效率引发聚合部分引发剂占引发剂分解消耗总量的分率称为引发剂效率自动加速现象又称凝胶效应,是聚合反应进行到一定程度时,聚合速率显著上升的一种现象降解高分子化合物的大分子分解成较小的分子。
链柔性指高分子链内c-c键发生内旋转使高分子链表现出卷曲能力的大小,并会对高分子链的性质产生影响单体是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称,是能起聚合反应或缩聚反应等合成高分子化合物的简单化合物,是合成聚合物所用的-低分子的原料逐步聚合指逐步聚合反应,无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长,是高分子材料合成的重要方法之一歧化终止是某自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子而终止的方式。
笼蔽效应溶质分子在溶液中可发生键均裂,形成自由基并短暂地处于溶剂分子笼壁内,其中一部分自由基越过笼壁扩散起反应;另一部分自由基却只能在笼壁内双基再结合回复为原来的分子交联2个或者更多的分子(一般为线型分子)相互键合交联成网络结构的较稳定分子(体型分子)的反应构型由化学键固定的原子空间排布方式称作构型结构单元构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原子组合称为结构单元缩合聚合指的是具有两个或两个以上反应官能团的单体之间反复发生缩合反应生成聚合物同时放出小分子(水、气化氢和醇等)的过程。
偶合终止又称联合终止,是指两个链自由基相互结合的终止诱导效应在有机化合物分子中,由于电负性不同的取代基(原子或原子团)的影响,使整个分子中的成键电子云密度向某一方向偏移,使分子发生极化的效应扩链是指使聚合物主链增长的过程构象在有机化合物分子中,由C—C单键旋转而产生的原子或基团在空间排列的无数特定的形象称为构象写出聚乙二酰乙二胺的反应式及单体的名称nHOOC-COOH+nH2N-CH2CH2-NH2,是聚乙二酰乙二胺。
高分子化学课程总结
考试题型
一、概念 (10%) 二、选择/判断(10%) 三、填空题(10-15%) 四、问答题 (25-30%)
五、计算题 (30-40%)
第三章 自由基聚合 一、基本概念 半衰期 引发剂效率 诱导分解 终止 自动加速效应 动力学链长 二、基本原理 1. 笼蔽效应 偶合/歧化 阻聚剂 活性聚合
2.
无链转移 3.
4.
2kt Rp 1 [I ] [S ] 2 CM C I CS 2 [M ] [M ] X n k p [M ]
1. 阴离子聚合引发剂、引发剂的活性。典型的萘钠和丁基锂 引发特点、聚合速率。
2. 阳离子聚合引发剂、引发特点,引发剂和共引发剂组成聚 合速率。 3. 如何通过实验鉴别自由基、阳离子、阴离子聚合。
第七章 配位聚合和开环聚合 一、基本概念 配位聚合 立构规整度 等规度 Ziegler-Natta引发剂开环聚合 二、基本理论 1. Ziegler-Natta引发剂的组成以及聚合物立构规整性。 2. 丙烯采用自由基或阳离子聚合很难得到高分子量的聚合物? O 3. 环烃开环聚合的趋势。 C n 4. 典型的开环聚合应用。 C (CH2)5 NH
1 Xn 1 p
1 p Xw 1 p
Xw 1 p 2 Xn
2 3 Xw Xn ,Xw , 1.5 1 p 1 p X n
三、基本理论 1. 连锁聚合的原理:链引发、链增长、链终止、链转移及特点 2. 单体对聚合机理的选择性
3. 典型的自由基聚合引发剂、分解特点、笼蔽效应及选择
1 Xn 1 p
2. 线形缩聚物的聚合度与平衡常数 封闭体系 敞开体系
1 Xn K 1 1 p
1 K Xn基团数比、过量分率对聚合度的影响
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名词解释1:凝胶点:开始出现凝胶瞬间的反应程度。
2:凝胶效应:体系粘度增加所引起的自动加速现象。
3:诱导分解:链自由基向引发剂的转移反应,使引发剂效率降低。
4:动力学链长:每个活性中心自引发至终止平均消耗的单体分子数。
5:理想恒比共聚:当r1=r2=1时,无论配比和转化率如何,共聚物的组成和单体的组成完全相同,F1=f1时,共聚物组成的曲线为一对角线。
6:竞聚率:单体均聚和共聚链增长的速率常数之比。
(用于表征两单体的相对活性)7:官能度:一分子中能参与反应的官能团数。
8:反应程度:参与反应的集团数(N0-N)占起始基团数N0的百分数。
9:环氧值:100g树脂中含有的环氧基的摩尔数。
10:半衰期:引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。
11:引发效率:引发剂分解生成的自由基中能用于引发聚合反应的百分数。
12:笼蔽效应:由于初级自由基受溶剂分子包围,限制了自由基的扩散,,导致初级自由基之间发生耦合或歧化终止,使引发率f降低的效应。
13:数钧聚合度:平均每个聚合物分子所包含的结构单元数。
14:Q,e概念:单体的共轭效应因子Q和极性效应因子e与单体竞聚率相关联的定量关联式。
15:临界胶速浓度:乳化剂开始形成胶速的临界浓度。
问答题1:什么是自动加速现象,产生的原因是什么?对聚合度及聚合反应产生怎样的影响?离子聚合中是否发生自动加速现象?答:①自动加速现象:单体和引发剂的浓度随着转化率的增加而降低后,聚合速率理应降低,但达一定转化率后,却出现了聚合反应速率增加的现象。
②产生原因:随聚合反应的进行,体系粘度不断增大,当体系粘度增加到一定程度时,双基终止受阻碍,使Kt明显变小,链终止速度下降,但单体扩散的速率几乎不受影响,Kp下降很小,链增长的速率变化不大,因此相对提高了聚合反应的速率,出现了自动加速现象。
③影响:导致聚合反应速率增加,体系粘度增加,导致分子量和分散性增加,影响产品质量,易发生局部过热而出现暴聚。
改善:降低体系粘度如溶液聚合,强化传热如搅拌,此外选用良溶剂,如增大溶剂用量,提高或降低聚合物分子质量都会减轻自动加速程度。
④:在离子聚合过程中,由于同种电荷相互排斥而无法双基终止,因而不会产生自动加速现象。
2:为什么缩聚反应中不能用转化率而用反应程度来描述反应过程?答:缩聚反应的本质是官能团之间的反应,在缩聚早期,转化率就很高,转化率并无实际意义,只有官能团之间充分反应才能生成大分子。
3:能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物,为什么?答:不能,由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链中共价键的键合力,所以当温度升高达气化温度之前,就发生主链的断裂和分解,从而破坏了高分子化合物的化学结构。
4:推导自由基聚合动力学方程时,作了哪些基本假设?答:①:等活性假设:链自由基活性与链长无关,即各步增长反应速率常数相等。
②:稳态假设:自由基浓度不发生改变进入稳态状态,即引发速率等于终止速率。
③:高分子聚合度很大:用于增长的单体远远多于用于引发消耗的单体。
④:链转移不影响聚合速率,仅影响分子量动力学方程:适用条件:低转化率下5:简述理想乳液聚合体系的组分,聚合前体系中的三相和聚合的三个阶段的标志。
答:①:组分:难溶于水的单体,水溶性引发剂,水溶性乳化剂,去离子水②:三相:微量单体和乳化剂以分子分散状态真正溶解于水中——水相部分乳化剂形成胶束——胶束大部分单体分散成液滴——液滴③:三个阶段:成核期或增速期:胶束不断减少,胶粒不断增多,速率相应增加,单体液滴数不变,单体体积不断减小。
胶粒数恒定期或恒速期:转化率恒定,胶束消失,胶粒数恒定,胶粒不断长大。
减速期:单体液滴消失,只剩胶粒,胶粒数不变,聚合速率随[M]下降而下降。
6:丙烯晴连续溶液聚合知道腈纶纤维,除加入丙烯晴作为主要单体外还常加入丙烯酸甲酯或衣原酸为辅助单体与其共聚,试说明它们对产品性能的影响。
答:①:因为丙烯晴中-CN极性太强,分子间吸力不大,加热时不熔融,只分解。
均聚难成纤维且性质脆不柔软,难染色,所以常用之共聚。
②:加入丙烯晴酸甲酯共聚是为了改善分子链的柔性,相对减少和隔离分子链的氰基,以提高腈纶纤维的松软性和手感,同时也利于染料分子扩散进入。
③:与衣原酸共聚是为了把少量-COOH基引入分子链(侧链),改善亲水性和对染料的结合能力。
7:为什么阳离子聚合反应一般需要有很低温度下进行才能得到高相对分子量的聚合物?答:因为阳离子聚合的活性种一般为碳阳离子,而碳阳离子很活泼,极易发生重排和链转移反应。
向单体的链转移常数比自由基聚合大很多,为了减少链转移反应的发生,提高聚合物相对分子质量,所以阳离子反应一般需在很低的温度下进行。
8:分别叙述进行阴,阳离子聚合时,控制聚合反应速度和聚对分子质量的主要办法?答:①:进行离子聚合时,一般多采用改变聚合反应温度或改变溶剂极性的方法来控制聚合反应速度。
②:阴离子聚合一般为无终止聚合,所以通过引发剂的用量可调节聚合物的相对分子质量,也有时可加入链转移剂(如甲苯)来调节聚合物的相对分子质量。
③:阳离子聚合极易发生链转移反应,链转移反应是影响聚合物分子量的主要因素,而聚合反应温度对链转移反应的影响很大,所以一般通过控制聚合反应温度来控制聚合物的相对分子质量,有时也通过加入链转移剂来控制聚合物的相对分子质量。
9:乳液聚合中,乳化剂的作用?答:1:降低表面张力,使单体分散成细小的液滴。
2:在液滴或胶粒表面形成保护层,防止凝胶,使乳液稳定。
3:形成速胶,使单体增溶。
三:判断单体聚合机理①:CH2=CHCl:自由基聚合,Cl原子为吸电子基,也有给电子共轭效应,但相互抵消后电子效应较弱。
②:CH2=CCl2:自由基聚合,阴离子聚合,Cl原子为吸电子基,结构更不对称,极化程度增加,更易自由基聚合,同时,吸电子基使双键电子云密度减小,并使阴离子增长,共轭稳定,因此可阴离子聚合。
③:CH2=CHCN:自由基,阴离子聚合,-CN强吸电子基,并且有共轭效应。
④:CH2=C(C N)2:阴离子聚合,-CN为强吸电子基,而两个-CN存在,使吸电子倾向过强,难于自由基聚合。
⑤:CH2=CHNO2:阴离子聚合,-NO2为强吸电子基,且其吸电子倾向过强使难自由基聚合。
⑥:CH2=CHCH3::难进行自由基,阴阳离子聚合,因为-CH3(烷基)的给电子效应和共轭效应均太弱。
⑦:CH2=C(CH3)2::阳离子聚合,-CH3为给电子基,且与双键有超共轭效应。
⑧:CH2=CH(C6H5):自由基,阴阳离子聚合,共轭体系π电子流动性较大,易诱导极化。
⑨:CH2=C(CH3)--CH=CH2::自由基,阴阳离子聚合,共轭体系π电子流动性较大,易诱导极化。
⑩:CF2=CF2:自由基聚合,F原子体积小,结构对称,位阻效应可忽略,而F又存在吸电子效应及给电子共轭效应,相互抵消,电子效应应较弱,不易阴离子,阳离子聚合。
⑾CH2=C(CN)COOR:自由基,阴离子聚合,为1,1-二取代基,两个吸电子基有共轭效应。
CH2C(CH3)COOR:自由基,阴离子聚合,为1,1-二取代基,-CH3体积小,供电子效应很弱,-COOR为吸电子基,且-CH3,-COOR都有共轭效应。
(12)CH2=CH2.,CH2=CH2CH2CH3 同⑥。
CH2=CHCH3,不易聚合。
(13)CF2=CFCF3,CH2=CHF,同⑩。
(14)CH2=C(CH3)2,只可阳离子聚合。
10. 什么叫聚合物相对分子质量的多分散性?答:即使纯粹的聚合物也是由化学组成相同,相对分子质量不同的同系物组成的混合物。
聚合物相对分子质量的不均一性,称其为相对分子质量的多分散性。
我们所说的集合物的平均相对分子质量具有统计平均的意义。
11. 在离子聚合反应过程中,能否出现自动加速现象,为什么?自由基聚合反应过程中出现自动加速现象的原因是:随着聚合反应的进行,体系的粘度不断增大。
当体系粘度增大到一定程度时,双基终止受阻碍,则而kt明显变小,链终止速度下降;但单体扩散速度几乎不受影响,kp下降很小,链增长速度变化不大,因此相对提高了聚合反应速度,出现了自动加速现象。
在离子聚合反应过程中由于相同电荷互相排斥不存在双基终止,因此不会出现自动加速效应。
12. 在典型乳液聚合体系中,为什么增加乳胶粒的数目N,可以同时提高聚合速率Rp和聚合物的平均聚合度?典型乳液聚合反应中,聚合是在乳胶粒中进行,而乳胶粒的体积很多小,平均每个乳胶粒中在同一时刻只有一个活性链增长,若再扩散进入一个自由基活性链即终止。
由于链自由基受乳化剂的保护,因而双基终止的几率小,乳液聚合体系链终止方式可以认为是单基终止,链自由基的寿命长,链自由基浓度比一般自由基聚合要高得多,因而聚合反应速度快,产物相对分子量高14. 为什么自由基聚合时聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关。
缩聚反应中聚合物相对分子质量随时间延长而增大?自由基聚合遵循连锁聚合机理:链增加反应的活化能很低,Ep=20~34KJ/mol,聚合反应一旦开始,在很短时间内(0.01s~几秒)就有成千上万的单体参加了聚合反应,也就是生成一个相对分子质量几万~几十万的大分子只需要0.01~几秒的时间(瞬间可以完成),体系中不是聚合物就是单体,不会停留在中间聚合度阶段,所以聚合物的相对分子质量与反应时间基本无关。
而缩聚反应遵循的是逐步聚合机理:单体先聚合成低聚体,低聚体再聚合成高聚物。
链增加的活化能较高,Ep=60KJ/mol,生成一个大分子的时间很长,几乎是整个聚合反应所需的时间,缩聚物的相对分子质量随聚合时间的延长而增大。