高分子化学 第一章
高分子化学课件资料全
高比强、高比模结构材料
火箭整流罩、卫星接口支架、液氢/液氧发动机共底、固体火箭发动机壳体等：碳纤维/环氧树脂复合材料
F-22的材料组成
钛合金：41%；铝合金：15%；钢：5% 树脂基复合材料: 24% 环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。
高分子材料具备金属和陶瓷等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是20世纪改变人类生活、生产的20项发明之一
每年全球生产超过2亿吨聚合物材料以满足全世界的60亿人的使用需要。在这一生产过程，只消耗了全球原油年产量的4%。比较而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗却要比聚合物大一个数量级。
复合化 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。如，以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大规模生产和应用阶段，而且在将来仍会有所发展。
支柱
生物技术
先进材料
信息技术
能源环境 结构材料 军事 航空、航天
三大材料
金属 陶瓷 高分子
材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。高分子材料扮演着极为重要的角色
高分子的应用Βιβλιοθήκη 未来为满足航天航空、电子信息、汽车工业、家用电器等多方面技术领域的需要，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面性能进一步提高
高性能化
合成新的高分子 改性 通过新聚合反应控制分子结构(如: 阴离子活性聚合) 通过聚合方法和聚合过程的控制、提高性能(如: 齐格勒纳塔聚合)
可控制反应物空间立构、聚合物相对分子质量及相对分子质量分布的所谓可控聚合 活性聚合、酶催化聚合、微生物催化聚合 新型功能高分子材料的设计及合成 基于分子识别、分子有序组装的分子设计、组装化学和组装方法 包括分子改性和表面改性在内的聚合物改性方法和原理
高分子化学第一章
高分子化学第一章一个大分子往往由许多简单的结构单元通过共价键重复键连形成，结构单元数通常用n表示，也称为聚合度（DP）。
许多结构基元连接形成线性大分子，类似一条链子，所以结构基元俗称为链节。
合成聚合物的化合物称为单体，单体通过聚合反应才转变为大分子的结构单元。
由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物，由两种以上的单体聚合而成的聚合物称为共聚物。
§1.2聚合物的分类和命名一、聚合物的分类从不同的专业角度来看，有很多分类。
但在有机化学和高分子化学方面，我们根据主链结构将聚合物分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机(半有机或半无机)聚合物。
在此基础上，进一步细分为聚烯烃、聚酰胺等。
（1）碳链聚合物定义：大分子主链完全由碳原子组成大多数烯烃和二烯烃的加成聚合物都属于这一类。
以乙烯为基质，不同的取代基可以形成多种不同性质的饱和碳链聚合物，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等。
当共轭二烯聚合时，主链会含有双键，如聚丁烯和聚异戊二烯。
（2）杂链聚合物定义：大分子主链除了碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子的缩聚物和杂环开环聚合物。
天然高分子多属于这一类。
这类聚合物的主链中多含有一些特征基团，如醚键、酯键、酰胺键等。
（3）元素有机聚合物（半有机高分子）大分子主链中没有碳原子，主要由B、Si、Al和O、N、S、P 等原子组成，侧基多半是有机基团，如甲基、乙基、乙烯基、苯基等。
聚硅氧烷（有机硅橡胶）是典型的例子。
如果主链和侧基都没有碳原子，这样的我们就叫做无机高分子。
二、聚合物的命名聚合物按照单体来源来命名，有时也会有商品名。
下面是1972年IUPAC对线型聚合物提出的结构系统命名法：（1）单体来源命名法聚合物名称通常以单体名为基础。
•烯类聚合物以烯类单体名前冠以"聚"字来命名。
例如：乙烯的聚合物——聚乙烯•由两种单体合成的聚合物，常摘取两单体的简名，后缀“树脂”来命名。
例如，苯酚和甲醛的缩聚物——酚醛树脂。
高分子化学第一章 绪论
高分子化学的定义
高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学
合成(Synthesis)： 由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化 合物的过程 例
n H2C CH X CH2 CH X n
反应(Reaction)：以高分子为反应物进行的化学反应
例
分子结构
形态形状
小分子化合物
高分子化合物
制品
使 用 性 能
Xw Mw d 或d Xn Mn
举例：一聚合物样品中的分子量为104 的分子有10mol，分子量 为105的分子有5mol，即M1=104, n1 = 10 mol, M2 = 105, n2 = 5 mol, 则：
Mn
niMi n M NiMi n ni
1
1
n2 M 2 10 104 5 105 4 104 10 5 1 n2
也称 链式 反应，反应需要活性中心。 反应中一旦形成单体活性中心，就能很快传递下去，瞬间形 成高分子。平均每个大分子的生成时间很短（零点几秒到几秒）
连锁聚合反应的特征：
聚合过程由链引发、链增长和链终止几步基元反应组成， 各步反应速率和活化能差别很大 反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂
缩聚反应通常是官能团间的聚合反应 反应中有低分子副产物产生，如水、醇、胺等 缩聚物中往往留有官能团的结构特征,如 -OCO- -NHCO-， 故大部分缩聚物都是杂链聚合物 缩聚物的结构单元比其单体少若干原子，故分子量不再 是单体分子量的整数倍
1.3.2 按反应机理分类
连锁聚合反应（Chain Polymerization）
塑 料
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 具有特殊功能与用途的精细高分子材料
高分子化学答案(第五版)
高分子化学答案（第五版）第一章绪论思考题1.举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。
答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。
在生成过程中，单体往往转变成结构单元的形式，步入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而变成。
在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素共同组成也相同，但电子结构却存有变化。
在异构化物中，不使用单体单元术语，因为异构化时部分原子变小制备高分子副产物划出，结构单元的元素共同组成不再与单体相同。
如果用2种单体异构化成异构化物，则由2种结构单元形成重复单元。
聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。
聚合度就是来衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准，即为聚合物大分子链上所不含重复单元数目的平均值，以dp则表示；以结构单元数为基准，即为聚合物大分子链上所不含结构单元数目的平均值，以xn则表示。
2.举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。
请问：制备高分子多半就是由许多结构单元重复键接而变成的聚合物。
聚合物（polymer）可以看做就是高分子（macromolecule）的同义词，也曾采用largeorbigmolecule的术语。
从另一角度考量，大分子可以看做1条大分子链，而聚合物则就是许多大分子的聚集体。
根据分子量或聚合度大小的相同，聚合物中又存有低聚物和高聚物之分后，但两者并并无严苛的界限，通常低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。
多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“低”字。
齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
低聚物的含义更广泛一些。
3.写下聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。
高分子材料化学重点知识点总结
第一章水溶性高分子水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。
造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。
日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。
壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。
1996年Donlar公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。
第二章、离子交换树脂离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。
（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。
离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。
（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（-SO3H）；阴离子交换树脂（-N+R3Cl-）；两性离子交换树脂离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式）离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生；b. OH型强碱型阴离子交换树脂则用4%NaOH溶液再生。
北京化工大学《高分子化学》 各章要求、重点内容
《高分子化学》各章要求及重点内容第一章 绪论一、基本要求1、掌握高分子化学的基本概念。
2、对重要的相关概念进行辨析。
3、掌握聚合物的分类与命名。
4、正确写出常用聚合物的名称、分子式、聚合反应式。
二、主要内容 1、基本概念单体、高分子、大分子、聚合物、低聚物（齐聚物）； 结构单元、重复单元、单体单元、链节； 主链、侧链、端基、侧基；聚合度、相对分子质量、相对分子质量分布等；加聚反应、缩聚反应、加聚物、缩聚物、连锁聚合、逐步聚合； 2、聚合物的分类、命名及典型聚合物的命名、来源、结构特征 - 表1-5、1-6、1-7、1-8、内容合成高分子、天然高分子；碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物、无机高分子； 聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚、聚脲、聚砜。
3、聚合反应的分类及聚合反应式 聚合物分子式（结构式）、结构单元-重复单元的区别与联系； 聚合反应的分类及聚合反应式写法；加成聚合与缩合聚合、连锁聚合与逐步聚合的联系与区别。
第二章 逐步聚合要求一、基本要求1、掌握逐步聚合的基本概念；2、逐步聚合反应分类（从不同的角度分类）3、比较线形逐步聚合与体型逐步聚合反应；4、线形逐步聚合反应聚合度的计算与控制（单体等摩尔比反应与非等摩尔比反应）；5、体型逐步聚合凝胶点的控制；6、正确书写重要逐步聚合聚合物的合成反应式；7、比较连锁聚合与逐步聚合，讨论影响两类反应速率及产物分子量的因素。
二、主要内容 1、基本概念平衡缩聚与不平衡缩聚、线形缩聚与体形缩聚、均缩聚、混缩聚、共缩聚； 缩合聚合、逐步加聚反应（聚加成反应）、氧化偶取联聚合、加成缩合聚合、分解缩聚。
官能团与官能度、平均官能度、官能团等活性理论、反应程度与转化率、当量系数与过量分率； 热塑性树脂与热固型树脂、凝胶点、结构预聚物与无规预聚物； 2、线性逐步聚合相对分子质量控制方法及其计算（1）等物质量反应：PX n -=11封闭体系： )1/(+=K K P 1+=K X n开放体系： wnPnKC X0=（2）非等物质量反应：aAa + bBb （过量）体系：当量系数：B A N N r = 过量分率：AA B N N N q -= 关系：r=1/(1+q) rPr r X n 211-++= )1(22P q q X n -++= aAa + bBb + Cb 体系：,2BBANNN r +=AB NN q ,2= 聚合度计算公式同前3、体型逐步聚合凝胶点的控制官能团等当量：平均官能度：∑∑=iii Nf N f 凝胶点： fP c2=官能团非等当量：所有分子数未过量官能团数⨯=2f 凝胶点： fP c 2= 三、分析应用（1）官能团等活性理论的分析、运用（与自由基聚合、共聚合中等活性理论比较）。
高分子化学
第一章 概论1.高分子的定义：高分子与低分子的区别在于前者相对分子质量很高，通常将相对分子质量大于约10000的称为高分子，相对分子质量小于约1000的称为低分子，介于此的称为低聚物。
2.基本概念：A.主链：构成高分子骨架结构，以化学键结合的原子集合。
最常见的是碳链，偶尔有非碳原子夹入，如O 、S 、N 等。
B.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。
较小的支链称为侧基，较大的称为侧链。
C.单体：通常将生成高分子的那些低分子原料称为单体。
D.重复单元：大分子链上化学组成核结构均可重复的最小单位，简称为重复单元，在高分子物理中也称为“链节”。
高分子的结构式常用n 表示链节数目，即[]n链节。
E.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。
F.单体单元：与单体的化学组成完全相同只是化学结构不同的结构单元。
G.聚合度：聚合物分子中，结构单元的数目叫聚合度。
聚合度常用符号DP 表示，也可用X 表示（如数均聚合度为n X ）。
3..对于高分子的强度等物性，存在着一个临界相对分子质量0M ，高分子的强度特性为：无强度〈0M 〈有强度。
当相对分子质量达到s M 时强度达到一定值。
4.结晶性好、分子内极性集团多甚至形成氢键、分子间作用力大的高分子，其0M 和s M 值较小。
5.由于统计平均方法的不同，可以有四种不同的平均相对分子质量，即数均相对分子质量n M ，重均相对分子质量W M ，Z 均相对分子质量Z M 和黏均相对分子质量V M 。
数均：∑∑=++++++=iii n n n nN M N N N N M N M N M N M (212211)重均：∑∑∑∑===iii i Wi i i iiiWMN M N M M N W WM W M 2,所以，由于Z 均：∑∑=23iii i ZMN M N M黏均：⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=∑∑a ii a ii v M N MN M 11一般线性高分子的α介于0.5-1.0，所以n M ＜V M ＜W M ＜Z M 。
高分子化学第一章 绪论习题及答案
第一章绪论习题1. 说明下列名词和术语：(1)单体，聚合物，高分子，高聚物(2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子(3)主链，侧链，侧基，端基(4)结构单元，单体单元，重复单元，链节(5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布(6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应(7)加聚物，缩聚物，低聚物2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征？3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。
4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。
5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。
(2)碳链聚合物，杂链聚合物。
(3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。
6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF(2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C|COO CH3(4) HO-( CH2)5-COOH(5) CH2CH2CH2O|__________|7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合？-(1) -[- CH2- CH-]n|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]-n|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]-n|CH3(4) -[-NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CO -]n - (5) -[-NH(CH 2)5CO -]n -8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式： (1) 聚苯乙烯 (2) 聚丙烯(3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶 (8) 尼龙610 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体，并对聚合物命名，说明聚合属于何类聚合反应。
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 第1章 绪论
★ ★ ★
应用广，与人们的衣食住行息息相关 产量大，其产量超过其它材料的总和 高分子科学的知识是我们认识世界、改 造世界的有力武器
8
聚苯乙烯
纤维
我被高分子 聚氯乙烯 包围了呀！ 有机玻璃 淀粉
涤纶
酚醛塑料
蜜胺塑料
环保漆
PE塑料
9
Hyundai QarmaQ
（龙途拉力）
Lexan®（PC）
Xenoy iQ ®（PBT）聚对苯
34
第二种情况：聚合时有小分子生成
n H2N-(--CH 2-)-COOH
5
--NH-(--CH 2-)-CO-- + n H2O n 5
因为聚合时有小分子生成，结构单元比其单体少了 些原子（如：氢原子和氧原子），所以此时的结构 单元不等于单体单元。
结构单元＝重复单元＝链节 单体单元
Attention!
n
结构单元 重复单元
结构单元
结构单元 重复单元 单体单元；重复单元＝链节 结构单元数
xn 2DP 2n
M xn M 0 2DP M 0
注意：Mo为两种结构单元的平均分子量
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易混淆的
x n 、n及 DP
O C OH
H H O H O C C OH + HO C H H H H O H O C C O C H H
参考书目：
贾红兵主编《高分子化学（第四版）导读与题解》
何旭敏，董炎明《高分子化学学习指导》.2007.8
焦书科主编.《高分子化学习题及解答》. 2004.7
韩哲文主编，《高分子化学》. 2001.12
董炎明，张海良编著.《高分子科学教程》. 2004.9
高分子化学资料整理
《高分子化学复习资料》第一章——绪论1.高分子化学:研究高分子合成基本规律的科学.2.高分子：化合物分子质量足够大，以至于多一个链节或少一个链节不会影响其基本性能；有重复结构单元；重复结构单元间以共价键连接.3.低聚物（Oligomer)：分子量较小的高分子化合物.4.单体（Monomer ）：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.5.结构单元：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团(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).6.重复结构单元：（重复单元，链节）：大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单位.7.单体单元：与单体的化学组成完全相同，只是化学结构不同的结构单元（电子结构有所改变）.由聚合度可计算高分子的分子量：M0：结构单元平均分子量.（2）由两种结构单元组成的高分子：结构单元＝重复单元＝链节≠单体单元.M o 两种结构单元的平均分子量.（3）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。
共聚物：丁苯橡共聚物胶----( CH 2--CH=CH--CH 2 -)--(-CH 2--CH-)----x y nx, y 为任意值，在这种情况下，无法确定它的重复单元，仅：结构单元＝单体单元.9.高分子化合物的分类和命名分类：（1）单体来源分类：天然高分子（纤维素、蛋白质、淀粉等）；合成高分子（聚酯、聚酰胺等）；半天然高分子（改性淀粉、乙酸纤维素等.（2）根据材料的性能和用途分类：橡胶（丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等）；纤维（涤纶、腈纶、锦纶、维尼纶等）；塑料（热塑性塑料：线型或支化聚合物，如聚乙烯、聚氯乙烯等；热固性塑料：体型聚合物，如酚醛树脂、不饱和聚酯等）；涂料；粘合剂；功能高分子 .（3）根据高分子的主链结构分类：a.碳链聚合物: 大分子主链完全由碳原子组成绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类.b.杂链聚合物: 大分子主链中除碳原子外，还有O 、N 、S 等杂原子.c.元素有机聚合物: 大分子主链中没有碳原子，主要由Si 、B 、Al 、O 、N 、S 、P 等原子组成，侧基则由有机基团组成.。
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
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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
(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(第四版)第一章绪论课件
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2、根据受热行为分： 热塑性聚合物——线形或支链型 ——可熔可溶 如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、有机玻璃等。 热固性聚合物 ——交联结构 ——不溶不熔 如酚醛树脂、脲醛树脂 、环氧树脂等。
高分子化学，Polymer Chemistry
主讲教师：刘勇
1
参考文献
1.《高分子化学教程》王槐三等主编 科学 出版社
2.《高分子科学简明教程》夏炎主编 科学 出版社
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课程考查
闭卷考试：基本内容，占80％ 平时作业、考勤等占50%。
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第一章 绪论
1.1 高分子的基本概念
高分子化合物：是多种原子以相同的多次重复的小分子通 过共价健连接起来的分子量在104～107的化合物。
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[CH 2CH ]n
Cl
-[--CH2-CH2-]--n
| COOCH3
结构单元 重复单元 单体单元
[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n 结构单元 结构单元 重复单元
[ O2 C C2 O H H CO C] nO
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聚合度——衡量高分子大小的指标
• 以重复单元数为基准：DP
DP
• 以结构单元数为基准：X n
Xn
聚合物是不同聚合度的同系物的混合物
聚合度是一统计平均值
聚氯乙烯：DPXn n
尼龙-66： DPXn /2n
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聚合物的分子量： 重复单元的分子量与重复单元数的乘积
M = DP M0
或结构单元分子量与结构单元数的乘积
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
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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
结构单元
结构单元
重复结构元
两种结构单元构成一个重复结构单元
非晶态高聚物 处于玻璃态，Tg是使用的上限温度
橡胶 只能是非晶态高聚物，处于高弹态
Tg是使用的下限温度， Tg应低于室温70℃以上 Tf 是使用的上限温度
纤维 大部分纤维是晶态高聚物 Tm应高于室温150℃以上
也有非晶态高聚物 分子排列要有一定规则和取向
根据高分子的主链结构分类
碳链聚合物 大分子主链完全由碳原子组成 绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类 如：PE，PP，PS，PVC
如 苯酚 甲醛
酚醛树脂
尿素 甲醛
脲醛树脂
甘油 邻苯二甲酸酐 醇酸树脂
丁二烯 苯乙烯
丁苯橡胶
（d）由两种烯类单体共聚合所得共聚物的命名是在两种单体 名称间联以短划，并冠以“聚”字。如聚苯乙烯-丙烯腈（也 可称为苯乙烯-丙烯腈共聚物）等。
（e）对于合成橡胶，往往从共聚单体中各取一字，后缀“橡 胶”两字来命名。如丁（二烯）苯（乙烯）橡胶等。
根据材料的性能和用途分类
三大合 成材料
• 橡胶（丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等） • 纤维（涤纶、腈纶、锦纶、维尼纶等） • 塑料 热塑性塑料（线型或支化聚合物，如聚
乙烯、聚氯乙烯等） 热固性塑料（体型聚合物，如酚醛树
脂、不饱和聚酯等）
• 涂料 • 粘合剂 • 功能高分子
塑料 晶态高聚物 处于部分结晶态 ，Tm是使用的上限温度
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
xn2DP 2n M xnM 02DM P0
注意：Mo两种结构单元的平均分子量
3. 由无规排列的结构单元组成的高分子
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
例如：丁苯橡胶
以高分子链的结构特征命名
O
O
O
£ - C - N H - - C - O - - N H - C - O - - O -
聚酰胺 聚酯 聚氨酯 聚醚
商品名
合成纤维最普遍，我国以“纶”作为合成纤维的后缀
涤纶 聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）
丙纶 聚丙烯
锦纶 聚酰胺（尼龙），后面加数字区别
数字含义
第一个数字表示二元胺的碳原子数 第二个数字表示二元酸的碳原子数 只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数
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。 第一种情况 例如：聚苯乙烯
CH2 CH n
链节数
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。 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
✓ 以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP
高分子化学
化学化工学院
第一章 绪论
1 ❖ 高分子科学是当代发展最迅速的 学科之一
❖ 高分子科学既是一门应用科学， 又是一门基础科学
❖ 建立在有机化学、物理化学、生 物化学、物理学和力学等学科的 基础上逐渐发展而成的一门新兴 学科
➢ 高分子的基本概念 ➢ 高分子化合物的分类和命名 ➢ 聚合反应
本 ➢ 分子量及其分布 章 ➢ 大分子微结构 内 ➢ 线形、支链型和交联形大分子 容 ➢ 聚集态结构
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。
例如：聚苯乙烯
nC2HC聚H 合 C2-H CH 2--C CH H 2--C CH H
单体
CH2 CH n
聚合物
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。
C H 2C H
单体单元 重复单元
链节
1.由一种结构单元组成的高分子
上述习惯命名法存在的不足： 不完善、不严格、混乱
如：
OCH2CH2 n 聚环氧乙烷（习惯命名） 聚氧化乙烯（按IUPAC结构命名法 命名）
系统命名--IUPAC
命名程序：
1确定重复单元结构
2排出次级单元的次序，两个原则:
杂链聚合物 大分子主链中除碳原子外，还有O、N、S等杂原子 如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚
元素有机聚合物 大分子主链中没有碳原子，主要由Si、B、Al、 O、N、S、P 等原子组成，侧基则由有机基团组成 如：硅橡胶
2 命名
习惯命名 以单体名称为基础，在前面加“聚”字
（a）由一种单体经加聚获得的聚合物，常在其单体 名称前冠以“聚”字，就成为聚合物的名称。如聚乙 烯、聚苯乙烯等。
----( 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：
M1M2M1M1M2M1M2M2M2
结构单元 = 重复单元
1.2 高分子化合物的分类和命名
1..分类
从单体来源分类：
天然高分子（纤维素、蛋白质、淀粉等） 合成高分子（聚酯、聚酰胺等）
xnDPn
由聚合度可计算出高分子的分子量：
MxnM 0DP M 0
M 是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量
❖ 另一种情况：
n H 2 N ( C H 2 ) 5 C O O HN H ( C H 2 ) 5 C O n + n H 2 O
结构单元＝重复单元＝链节 单体单元
2.由两种结构单元组成的高分子
（b）由两种不同单体缩聚生成的聚合物，除了在名称 之首冠以“聚”字外，还在名称中反映出经缩聚反应生 成的主链中的特征基团。如由对苯二甲酸和乙二醇缩聚 得到的酯，称为聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
（c）由两种不同单体聚合生成的聚合物，且其聚合物结构又 不很明显（多数是热固性塑料），后缀“树脂”两字来命名。 取单体简名，在后面加“树脂” 、“橡胶”二字
➢ 高分子材料和力学性能 ➢ 高分子化学发展简史
1.1 高分子的基本概念
什么是高分子？
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。 分子量高达104～107。
高分子化合物、大分子化合物、 高分子、大分子、高聚物、 聚合物
Macromolecules Polymer