高分子物理和化学[78P][5.21MB]

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高分子物理与化学习题答案(精品文档)

-1.05
0.6
0.065710
3
苯乙烯
-1.05
8
0.939413
6
马来酸酐
-1.05
2.25
0.000019
1
乙酸乙烯酯
-1.05
-0.22
0.502128
5
丙烯腈
-1.05
1.2
0.006330
2
注：r1r2越小，越有利于交替共聚（P111）
第七章高分子的结构
3.（P186）名词解释:参见教材
（1）PE, PP,PVC, PS(无规)
（2）聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚间苯二甲酸乙二醇酯，聚己二酸己二酯
（3）尼龙6，尼龙66，尼龙101
答：结晶的充分条件：适当的温度和时间
结晶的必要条件：结构规整性
（1）PE>PP>PVC>PS
（2）聚己二酸己二酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚间苯二甲酸乙二醇酯
（3）尼龙66>尼龙6>尼龙1010
，
lg(η(Tg))=lg(8.0x1012)+9.3763=22.2794
求得：η(Tg)=1.9x1022Pa·s.
K12>k22，k21<k11自由基（St·）活性大于丁二烯自由基（Bd·）的活性
（3）两种单体共聚属无恒比点的非理想共聚，共聚物组成方程为F1=( r1f12+f1f2)/(r1f12+2f1f2+r2f22)，代入r1和r2值，作图如下
（4）欲得组成均匀的共聚物，可按组成要求计算投料比，且在反应过程中不断补加丁二烯单体，以保证原配比基本保持恒定。从而获得较均一组成的共聚物。
问题点解：单体活性的比较看1/r1,1/r1>1,表明单体M2活定大，反之，单体M1活性大。

高分子与物理化学

高分子与物理化学高分子是一类由许多重复单元组成的大分子化合物，也称为大分子聚合物。

高分子在生活和工业中有广泛的应用，如合成纤维、塑料、橡胶等。

然而，高分子的物理化学性质对它们的应用有着至关重要的影响。

在本文中，我们将讨论高分子的基本结构、聚合反应的机制以及物理特性。

高分子的基本结构是由单体通过化学键结合在一起形成的。

高分子单体可以分为两种类型：烯烃类和非烯烃类。

烯烃类单体包括乙烯、丙烯等，它们有一个双键，可以通过加成反应聚合成高分子。

非烯烃类单体包括苯乙烯、酯类等，它们带有一个反应基团，可以通过缩合反应聚合成高分子。

在聚合反应中，单体通过共价键连接，形成高分子结构。

高分子的物理化学特性主要包括分子量、分子构象、溶解性、熔点和玻璃化转变温度等。

分子量是高分子的重要物理化学特性，它决定了高分子的机械性能和加工性能。

获得高分子的分子量可以通过凝胶渗透色谱、粘度法和光散射等方法测定。

高分子的分子构象是指高分子在溶液中的结构形态。

高分子可以折叠以形成规则的球状、肠状和树状结构。

高分子的溶解性是一种重要的物理化学特性，它决定了高分子在不同溶剂中的溶解行为，如聚乙烯可以在无极性溶剂中溶解，而聚丙烯则在极性溶剂中溶解。

高分子的熔点是指高分子从固态到液态的温度，它是高分子结晶的表现。

玻璃化转变温度是指高分子从玻璃态到橡胶态的温度，它是高分子非结晶区的表现。

在高分子的应用中，我们需要考虑这些物理化学特性。

例如，高分子的聚合程度和分子量决定了高分子的机械性能和加工性能。

高分子的分子结构和溶解性决定了高分子可以用于哪些应用领域。

高分子的熔点和玻璃化转变温度决定了高分子的加工温度范围。

因此，在合成高分子和设计高分子应用时，我们必须考虑各种物理化学特性。

总之，高分子的物理化学特性对它们的应用有着至关重要的影响。

只有了解高分子的物理化学特性，才能更好地设计和利用它们。

高分子的结构、分子量、分子构象、溶解性、熔点和玻璃化转变温度等特性都需要仔细研究和理解。

药用高分子材料高分子材料的物理化学性质PPT课件

乙醚醋酸乙酯四氢呋喃丁酮乙醛环己酮丙酮二氧六环二甲基甲酰胺
第20页/共81页
强亲电子性或强氢键溶剂
2-乙基己醇己醇正丁醇乙腈乙醇乙酸甲酸苯酚水
•
在实际选择溶剂时，除了遵循上述原则
外，还要根据使用目的、安全性、工艺要求以及成本等进行综合选择。例如：成膜和薄膜包衣的溶剂应选择挥发性溶剂，否则难以成为连续膜，而作为增塑剂用溶剂，则要求挥发性小，以便于它们长期保留在聚合物中。
第28页/共81页
• 升高可增加溶胀速度; 电解质对溶胀度的影响比较复杂,要根据聚合物的具体情况而定,例如:蛋白质类高分子凝胶,介质的pH在等电点附近时溶胀度最小。
第29页/共81页
(3)脱水收缩性：溶胀后的凝胶在低蒸汽压下保存，液体会缓慢地从凝胶中分离出来，这一现象被称为脱水收缩。
(4)透过性：凝胶和液体相似，也可以作为扩散介质。在低浓度凝胶中，水分子或离子可以自由通过，其扩散速度与在溶液中几乎相同。但当凝胶浓度和交联度增加时，物质的扩散速度就会变小。这主要是因为交联度增加将使凝胶骨架的孔隙变小所致。物质
第一节高分子溶液性质
• 一. 溶胀与溶解 • 二. 聚合物的溶度参数与测量 • 三. 溶剂的选择 • 四.凝胶
第1页/共81页
一. 溶胀与溶解
小分子有机物可以很快地溶于各种溶剂中，但高分子化合物的这一过程却十分缓慢，通常要过夜，甚至数天才能观察到溶解。高分子溶解的第一步是溶胀，由于高分子难以摆脱分子间相互作用而在溶剂中扩散，所以第一步总是体积较小的溶剂分子先扩散进入高分子中使之溶胀。如果是线形高分子，由溶胀会逐渐变为溶解；如果是交联高分子，只能达到溶胀平衡而不溶解。基于上述原因，一般来说：高分子有较好的抗化学性，即抗酸、抗碱和抗有机溶剂的侵蚀性能。

高分子材料的物理和化学性质

高分子材料的物理和化学性质高分子材料是一类重要的工程材料，具有众多独特的物理和化学性质，使其在许多领域中得到广泛应用。

本文将从分子结构、热学性质、力学性质、电学性质、光学性质等方面介绍高分子材料的物理和化学性质。

一、分子结构高分子分子量通常在10^3-10^7之间，相比小分子而言，高分子分子量大，分子体积大，交联度高，分子链上的键合弱、回旋自由度多，这些特征决定了高分子材料具有多段构象、异构性、无规共聚物的存在。

对高分子分子结构的理解对于控制其物理和化学性质，设计合理的高分子材料非常重要。

二、热学性质热学性质是高分子材料性质中关键的一部分，它们决定了高分子材料在各种物理和化学环境中的稳定性和可用性。

热学性质包括热膨胀系数、玻璃化转变、热导率、热变形温度等。

其中，热膨胀系数是指材料在温度变化过程中体积或长度的变化率，该性质对于热稳定性和耐温性的评价非常重要。

玻璃化转变指高分子材料在升温过程中的玻璃化转变温度，此时材料呈脆性固态，具有高强度和刚度，但失去了弹性。

三、力学性质高分子材料的力学性质是其在工程领域中的应用最重要的性质之一，包括拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、硬度等。

高分子材料的力学性质与材料的分子结构密切相关，如分子量、分子量分布、交联度、分子链的取向等。

其中，拉伸强度是材料在拉伸或压缩下的强度；弯曲强度是材料在受力时抵抗变形的能力；冲击强度是指材料在受冲击载荷下的抗冲击能力；硬度是表征材料耐磨性能的一个参数。

四、电学性质电学性质包括电阻率、介电常数、击穿电压等，与高分子材料在电子器件中的应用和可靠性密切相关。

高分子材料的电学性质受到其分子结构、极性、表面状态等因素的影响。

通过改变材料的化学和物理参数，可以改善其电学性能。

五、光学性质高分子材料的光学性质是其在光电领域中的重要应用性能，包括折射率、透明度、吸收系数等。

高分子材料的光学性质取决于分子的键长、键角、现场分布等因素。

通过控制高分子材料分子结构和表面状态等参数来控制其光学性质，从而开发出新的光电器件。

高分子物理和化学

高分子化学高分子化学高分子化学是研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综合性学科。

(|NO.6315)合成高分子的历史不过八十年，所以高分子化学真正成为一门科学还不足六十年，但它的发展非常迅速。

目前它的内容已超出化学范围，因此，现在常用高分子科学这一名词来更合逻辑地称呼这门学科。

狭义的高分子化学，则是指高分子合成和高分子化学反应。

后来，经过研究知道，人工合成的高分子和那些天然存在的高分子，在结构、性能等方面都具有共同性，因此，就都叫做高分子化合物。

高分子的分子内含有非常多的原子，以化学键相连接，因而分子量都很大。

但这还不是充足的条件，高分子的分子结构，还必须是以接合式样相同的原子集团作为基本链节(或称为重复单元)。

许多基本链节重复地以化学键连接成为线型结构的巨大分子，称为线型高分子。

有时线型结构还可通过分枝、交联、镶嵌、环化，形成多种类型的高分子。

其中以若干线型高分子，用若干链段连接在一起，成为巨大的交联分子的称为体型高分子。

(|NO.6315)从高分子的合成方法可以知道，合成高分子的化学反应，可以随机地开始和停止。

因此，合成高分子是长短、大小不同的高分子的混合物。

与分子形状、大小完全一样的一般小分子化合物不同，高分子的分子量只是平均值，称为平均分子量。

决定高分子性能的，不仅是平均分子量，还有分子量分布，即各种分子量的分子的分布情况。

从其分布中可以看出，在这些长长短短的高分子的混合物中，是较长的多还是较短的多，或者中等长短的多。

高分子具有重复链节结构这一概念，是施陶丁格在20世纪20年代初提出的，但没有得到当时化学界一些人的赞同。

直到30年代初，通过了多次实践，这一概念才被广泛承认。

正确概念一经成立，就使高分子有飞跃的发展。

当时链式反应理论已经成熟，有机自由基化学也取得很大的成就。

三者的结合，使高分子合成有了比较方便可行的方法实践证明，许多烯类化合物，经过有机自由基的引发，就能进行链式反应，迅速地形成高分子。

高分子材料的物理化学特性

高分子材料的物理化学特性高分子材料是一类非常常见的材料，广泛应用于各种领域，例如建筑、汽车、电子、医疗、生物等领域。

高分子材料独特的物理化学特性是制造它的原材料和生产工艺的结果，了解这些特性可以帮助我们更好地设计和制造高分子材料产品，提高其性能和可靠性。

一、高分子的分子结构高分子是由大量单体分子通过聚合反应形成的长链分子。

它们通常是由碳、氢、氧、氮等元素组成的大分子，其基本结构包括主链和侧链。

主链是高分子分子结构的基本框架，侧链则可以增强或改变高分子的性质。

例如，聚氨酯聚合物的侧链可以是甲基、乙基、丁基或苯基等，不同侧链对聚氨酯材料的性质有着不同的影响。

二、高分子的力学特性高分子材料的力学特性是指其在外部力下的响应行为，包括弯曲、拉伸、压缩、剪切等方面。

高分子材料的力学特性主要由分子结构、分子量、分子量分布、化学成分、注射成型条件等因素决定。

高分子材料的弹性模量、屈服强度、断裂韧性等力学特性是确定其使用寿命和耐用性的关键因素。

三、高分子的热学特性高分子材料的热学特性是指其在温度变化下的物理行为。

高分子材料的热容量、热导率、线膨胀系数等热学特性对于高分子材料的加工工艺、使用环境和耐热性等都有很大的影响。

例如，聚苯乙烯 (PS) 材料的热导率很低，因此在高温环境下很难进行加工和使用。

四、高分子的光学特性高分子材料的光学特性是指其在光学上的反应和行为，包括折射率、透过率、发光性等。

高分子材料中的原子和分子之间的电子极化、氢键和范德瓦尔斯力等，影响其光学特性。

例如，聚苯醚 (PPO) 材料的折射率很高，它常用于制造反射镜、透镜等光学器件。

五、高分子的电学特性高分子材料的电学特性是指其在电场下的反应行为，包括电阻率、介电常数、电容等方面。

高分子材料的电学特性主要来自于电子从一个分子到另一个分子的传递。

例如，聚乙烯 (PE) 材料的电阻率很低，因此它常用于制造电线和缆线等电子器件。

在现代工业领域中，高分子材料的应用越来越广泛，它们的物理化学特性已经成为人们研究和制造高性能高分子材料的关键。

高分子材料的物理和化学性能

——聚合物的导热性 ——聚合物的导热性 ⊕一般较差（因靠分子间力结合的）。一般较差（因靠分子间力结合的）。 ⊕固体聚合物的热导率范围较窄（0.22W·m-1·K-1左固体聚合物的热导率范围较窄（0.22W· 右）。 ⊕结晶聚合物的热导率稍高，非晶聚合物的热导率结晶聚合物的热导率稍高，随分子量增大而增大。随分子量增大而增大。 ⊕低分子的增塑剂的加入：会使热导率下降。低分子的增塑剂的加入：会使热导率下降。
——高分子材料的介电常数是以上几种因素所产生 ——高分子材料的介电常数是以上几种因素所产生介电常数分量的总和。介电常数分量的总和。（二）相关数值 ——介电现象产生的原因：分子极化。 ——介电现象产生的原因：分子极化。介电现象产生的原因 ——介电常数数值：非极性聚合物2左右； ——介电常数数值：非极性聚合物2左右；极性聚合介电常数数值见表3 11）。物3-9（见表3-11）。
——例子：聚偏氟乙烯、涤纶树脂、PP、PC等聚合 ——例子：聚偏氟乙烯、涤纶树脂、PP、PC等聚合例子物超薄薄膜驻极体已广泛用于电容器传声隔膜及计算机贮存器等方面。计算机贮存器等方面。 ——热释电流：若加热驻极体以激发其分子运动， ——热释电流：若加热驻极体以激发其分子运动，热释电流极化电荷将被释放出来，产生退极化电流，称为极化电荷将被释放出来，产生退极化电流，热释电流（TSC）。热释电流（TSC）。
（二）影响因素 ⊕极性：极性聚合物才有明显的介电损耗。极性：极性聚合物才有明显的介电损耗。 ⊕非晶态极性聚合物：介电谱上一般均出现两个介非晶态极性聚合物：电损耗峰，分别记作α 见图3 37）。电损耗峰，分别记作α和β（见图3-37）。
α峰：相应于主链链段构象重排，链链段构象重排，它和Tg是对应的。它和Tg是对应的。 Tg是对应的 β峰：相应于次级转变，级转变，对聚醋酸乙烯酯是柔性侧基的运动，对PVC相应 PVC相应于主链的局部松弛运动。局部松弛运动。

《高分子物理与化学》PPT课件

维呢纶 6～7.5 顺丁烯胶 25～3
2. 分子量具有多分散性
▪ 什么是分子量的多分散性？
▪ 高分子〔除少数天然高分子如蛋白质、 DNA等外〕不是由单一分子量的化合物所组成
▪ 即使是一种“纯粹〞的高分子，也是由化学组成一样、分子量不等、构造不同的同系聚合物的混合物所组成
这种高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、参差不齐〕的特性，就称为分子量的多分散性
1.分子量大
分子量大是高分子的根本性质高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如：高分子的溶液性质：难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段溶液粘度比同浓度的小分子高得多分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能汽化固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜
▪ 分子量多大才算是高分子？
《高分子物理与化学》 PPT课件
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1. 根底知识
▪ 高分子科学是当代开展最迅速的学科之一
式中，Wi，Ni，Mi分别为i-聚体的重量、分子数、分子量 i = 1－∞
数均分子量是通过依数性方法(冰点降低法、沸点升高法、渗透压法、蒸汽压法) 和端基滴定法测定
重均分子量是按照聚合物的质量进展统计平均的分子量
i-聚体的分子量乘以其重量分数的加和
构造单元
构造单元
重复构造单元
此时，两种构造单元构成一个重复构造单元
▪ 单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子
构造单元重复单元单体单元
但, 重复单元＝链节

高分子化学与物理-1-高分子的基本概念

（b）含多重键的单体，如：
C=C双键：乙烯、丙烯、苯乙烯等 C≡C三键：乙炔及取代乙炔 C=O双键：甲醛等可通过多重键与聚合反应活性中心加成进行链式聚合反应。
（c）杂环单体，可进行开环链式聚合反应，如：
2.6 均聚反应与共聚反应
由一种单体参与的聚合反应一定为均聚反应；由两种以上单体参与的聚合反应不一定是共聚反应，应结合重复结构单元来考虑；如果聚合物分子结构中只有一种重复结构单元、并且该重复结构单元可以只由一种（事实上的、隐含的或假想的）单体衍生而来，则该聚合物为均聚物，否则为共聚物。
的单体分子以及所有聚合度不同的中间产物分子之间
通过缩合或加成反应生成的，聚合反应可在单体分子以及任何中间产物分子之间进行。
特征：1. 单体分子及所有聚合度分子之间都能相
互反应生成更高聚合度的聚合物分子。同。 2. 聚合产物重复结构单元的组成与单体分子相
2.3 加聚反应(addition polymerization)
通常可忽略不写
高分子，是由小分子物质，即单体，通过聚
合反应而得到的。
小分子
单体
Monomer
单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基
聚合反应
Polymerization
ห้องสมุดไป่ตู้
高分子
本结构组成单元的小分子化合物。聚合反应：由小分子生成高分子的反应过程。
单体单元与重复单元的区别
单体单元与重复单元不同: 单体单元是一个基于聚合反应过程的概念，而重复结构单元是基于高分子结构的概念。
高分子化学与物理第一章高分子的基本概念
考一考
大家能想到，什么样的东西才是高分
子吗？
大家有木有用过或见过高分子材料？

高分子物理与化学

高分子物理与化学高分子物理与化学是一门关于高分子材料的性质、结构、合成和应用的学科。

高分子材料是一类由长链分子构成的材料，具有独特的物理和化学性质，广泛应用于汽车、电子、医疗、建筑等领域。

本文将从高分子物理和化学两个方面介绍这一学科的基本概念和研究进展。

一、高分子物理高分子物理主要研究高分子材料的物理性质，如力学性能、热力学性质、流变学性质等。

其中，高分子材料的力学性能是其最为重要的性质之一，因为它们通常用于承受各种载荷，如拉伸、压缩、弯曲等。

高分子材料的力学性能与其分子结构和分子量密切相关。

分子量越大，高分子材料的强度和刚度就越高，但韧性和延展性就越低。

分子结构的改变也会影响高分子材料的力学性能。

例如，聚合物中的侧链结构可以影响其分子的排列方式，从而影响其力学性能。

高分子材料的热力学性质也是高分子物理的重要研究内容之一。

热力学性质包括热膨胀系数、热导率、热容等。

这些性质在高分子材料的加工和应用中起着重要的作用。

例如，在高分子材料的热成型过程中，需要考虑热膨胀系数的影响，以保证成型后的产品尺寸稳定。

高分子材料的流变学性质也是高分子物理的一个重要研究方向。

流变学性质研究的是高分子材料在外力作用下的变形和流动行为。

高分子材料的流变学性质与其分子结构、分子量、交联程度等因素密切相关。

例如，线性高分子材料的流变学性质通常表现为牛顿流体，而交联高分子材料则表现为非牛顿流体，具有更为复杂的流变学行为。

二、高分子化学高分子化学主要研究高分子材料的合成、结构和性质。

高分子材料的合成方法非常多样，包括聚合反应、缩合反应、交联反应等。

其中，聚合反应是最常用的高分子材料合成方法之一。

聚合反应可以分为自由基聚合、离子聚合、羰基聚合等不同类型，每种类型的聚合反应都有其特定的应用领域和优缺点。

高分子材料的结构也是高分子化学的重要研究内容。

高分子材料的结构通常由其分子量、分子量分布、分子结构等因素决定。

例如，线性高分子材料的分子结构简单，易于合成和加工，但其力学性能和热稳定性相对较差。

高分子物理化学全套PPT课件课件

通过深入研究高分子材料的微观结构和宏观性能之间的关系，为高分子材料的设计和制备提供理论指导。
探索新型高分子材料的合成方法
发展新型的高分子合成方法，实现高效、环保、低成本的合成，提高高分子材料的性能和功能。
拓展高分子材料的应用领域
将高分子材料应用于新能源、生物医学、环保等领域，开发具有创新性和实用性的高分子材料。
高分子物理化学的发展历程
• 总结词：高分子物理化学的发展历程包括起步阶段、成长阶段和繁荣阶段，其发展推动了人类社会的进步。
• 详细描述：高分子物理化学的发展历程可以追溯到20世纪初，当时科学家开始对高分子物质进行研究，并发现了高分子化合物的长链结构和多分散性等特点。随着研究的深入，人们逐渐认识到高分子物质的结构和性质在不同尺度上存在差异，并开始从微观到宏观的不同尺度上进行研究。在成长阶段，高分子物理化学的研究领域不断扩大，涉及的学科也越来越多，如物理学、化学、生物学等。同时，人们开始将高分子物理化学应用于实际生产和生活中，推动了相关产业的发展。进入21世纪后，随着科学技术的发展和人类对物质世界的认识不断深入，高分子物理化学的研究进入繁荣阶段。人们开始深入研究高分子物质的结构和性质，探索其在不同环境下的变化规律和机制，为解决实际问题提供更加精准的理论支持。同时，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，人们可以更加方便地模拟和预测高分子物质的行为和性能，进一步推动相关领域的发展。总之，高分子物理化学的发展历程是一个不断创新和发展的过程，其发展推动了人类社会的进步。
高分子物理化学全套 ppt课件
目录
• 高分子物理化学概述 • 高分子结构与性质 • 高分子合成与制备 • 高分子反应与改性 • 高分子材料性能与应用 • 高分子物理化学前沿研究

高分子化学与物理

高分子化学与物理高分子化学与物理的发展历程高分子化学与物理是一门介于化学和物理之间的交叉学科。

它研究的是高分子材料的合成、性质、结构与应用。

该领域的研究追溯到19世纪，当时人们开始对重质烃的化学结构和反应进行深入研究，这些研究为高分子化学打下了基础。

20世纪初，光合成和照相技术的发展推动了高分子的研究，同时化学反应动力学和热力学也都取得了重大进展，为高分子化学的研究提供了更多的工具。

20世纪20年代，荷兰科学家斯特林（Herman Staudinger）提出了高分子分子的概念，他认为高分子是由长链分子组成的大分子化合物，这种理论解释了高分子的独特性质和性能。

斯特林的高分子分子理论引起了学术界的广泛争议，但最终被证明是正确的。

20世纪30年代，进一步的实验和理论研究推动了高分子化学的发展。

化学家Wallace H. Carothers发现了聚合反应的机制，他掌握了一些用来控制聚合反应速率的方法。

这些方法包括聚合引发剂和抑制剂，这两种剂可以有效地控制聚合反应的速度和分子量。

在他的研究中，Carothers合成了众多的聚合物，这些聚合物使用广泛，例如：聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯等。

在40年代，大量的高分子材料开始被应用于工业生产中，例如，在第二次世界大战中，生产氯丁橡胶、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸苯酯等高分子材料用于战争生产。

这时期高分子材料不断地更新，例如1963年Karl Ziegler和Giulio Natta发明了新一代的聚合反应，即采用配对催化剂，这种聚合反应使得聚合物可以高效、原子精确地合成。

20世纪60年代和70年代，高分子物理学开始进入快速发展阶段，特别是结构表征和力学性质的实验技术方面得到了很大的发展，这些进展丰富了高分子化学和物理学的理论，同时也促进了各种新的高分子材料的研究和开发。

在这段时间内，高分子材料的性质和应用领域得到了巨大的发展，例如：材料开发领域的绝缘材料、环保化学领域的生物可降解材料、电子信息材料领域的电解质材料等。

高分子物理和化学1

蛋白质（蛋白质（Protein）DNA，RNA：生命的基础），：纤维素（纤维素（Cellulose）：植物的主体）：
3. 高分子科学是年轻而充满活力的学科 4. 高分子的研究与应用已经渗透到材料科学与工程的各个领域
生产大国----消费大国中国-----生产大国消费大国生产大国中国合成树脂产量
大部分加聚物的结构单元都为单体单元
1. 几个基本概念聚合度Xn：高分子中含有结构单元的数目。聚合度：高分子中含有结构单元的数目
平均聚合度Xn：高分子化合物中平均含有结构单元的数目平均聚合度平均分子量Mn ＝n M0 ＝Xn M0 平均分子量
重复结构单元分子量结构单元平均分子量
* 一种高分子一定有结构单元，(但它们不一定是单体单元，一种高分子一定有结构单元，但它们不一定是单体单元一定有结构单元但它们不一定是单体单元)，不一定有重复结构单元有重复结构单元。但不一定有重复结构单元。加聚物
1870年赛璐珞的工业化标志着塑料时代的开始年赛璐珞的工业化标志着塑料时代的开始
1865年－醋酸纤维素（Cellulose acetate），年醋酸纤维素（）， 1924年制成塑料、纤维年制成塑料、年制成塑料 1889年－ Regenerated cellulose fibers（铜氨纤维）年（铜氨纤维） 1892年－Viscose rayon fibers （粘胶纤维）年粘胶纤维） 1912年－celluphane （赛璐玢）－玻璃纸年赛璐玢）－）－玻璃纸
P.J. Flory （美）在高分子物理化学方面贡献杰出，在高分子物理化学方面贡献杰出， 1974年Nobel化学奖年化学奖 Alan J.Heeger （美）, Alan G. MacDiarmid（美）, （白川英树（白川英树（日）导电高分子领域贡献杰出，导电高分子领域贡献杰出，2000年Nobel化学奖年化学奖

高分子化学与物理绪论ppt课件

投向市场，各种耐高温的高强度聚合物材料层出不穷。各种通用高分子材料走向成熟、并不断涌现出新的高分子材料
o 多功能化光敏性高分子、高分子半导体和导体、光导体、高分
子分离膜、高分子试剂和催化剂、高分子药物等方面的研究与应用都取得巨大进展。这是功能高分子和生物医用高分子理论和材料大发展时期
13
高分子科学的更高、更新阶段
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
26
聚合物电池
负极
电池的三要素正极
电解质
高分子聚合物电池
无漏液、安全问题——使用胶态的固体，不含液态电解液，不产生漏
液和燃烧爆炸，仅由碳、氢、氮构成，对环境的影响较小
薄、体积小——以3.6V、400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm
形状可变——可设计成多种形状，且可弯曲变形，最大可弯曲90度左
控制释放速度在需要的时间范围内以一定的速
度在体内缓慢释放
控制释放地点靶向控制释放体系，使药物在预
定的部位按设计的剂量富集于病灶处
23
导电高分子
电导率<10-10(Ω·cm)-1
优良的绝缘材料
Polyimide/聚酰亚胺
半导体
>102(Ω·cm)-1
导电高分子
掺杂
Polypyrrole/聚吡咯
酚醛树脂
木材棉麻丝毛漆
橡胶皮革各种树脂
改性
皮革的鞣制棉麻的丝光处理
日常生活和生产
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第一阶段——高分子科学的创建
(19世纪30年代-1930年)
❖ 天然高分子的改性：橡胶的硫化（1839年），使天然橡胶实用化硝基纤维素发明推动塑料工业的发展（1868年）
P－OH + HNO3

高分子化学与物理

例如聚乙烯醇（PVA），称：聚（１－羟基乙烯）。
CH2 CH OH
n

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思考题

1. 高分子、聚合反应、单体、结构单元、重复结构单元、链原子、链单元、
聚合度。 2、高分子基本特点？ 3、高聚物按主链结构分几类？ 4、高聚物命名法有几种？ 5、下列表达式分别是高分子化合物结构示意式，A、B分别表示不同单体组分，其中哪个是无规共聚物结构示意式：（） a. ---A-B-A-B-A-B-A-B---b. ---A-A-A-A-A-A-A------A-A-A-A-A-A-A--c. ---A-B-B-A-A-A-B-A-B-A-B-B-A--d. B-B-B--6、3、聚氯乙烯[CH2CHCl]n的平均分子量为94500，其中元素原子量 C=12,H=1,Cl=36,则它的平均聚合度估计为： ( ) a.1500 b. 1000. c. 2000 d. 2500

从分子量角度来说，高分子化合物分子量很高，可以几万、几十万、几百万甚至几千万，而低分子化合物的分子量较低，一般只有几十或几百。实际上，从分子量上划分高分子化合物和低分子化合物並没有明确的界限，但可认为：分子量M>10,000的分子为高分子化合物，低于10,000为低分子化合物。
例如：CH4 CH3―CH3, CH3―CH2―CH3, 低分子化合物：分子量101~103 …… CH3―CH2―…… ―CH2―CH3 高分子化合物：分子量 > 104 成键上，高分子化合物与低分子化合物有所不同，低分子化合物原子间成键方式多种多样：离子键、共价键、金属键或配位键等，而高分子化合物在主要骨架链上，不含离子键或金属键，只有共价键串接原子。
性能用途分：
（１）橡胶。橡胶是常温下形变很大、形变可以回复的材料，橡胶在很小的外力下可产生很大的形变，一般形变达100%~1000%。（２）塑料。常温下难以产生形变的材料，大的形变可以使塑料破坏。塑料的形变一般在几十~几百％，并且通常为块状材料。塑料还可分为热塑性塑料和热固性塑料，热塑性塑料受热发生软化、熔化，冷却后定型，这两过程可反复进行；热固性塑料在第一次受热是可流动的、此时，发生高分子的交联、网络化过程，冷却后成型，再次受热就不会软化，温度若太高，只会导致热固性高分子分解，材料破坏。（３）纤维。纤维是受力形变较橡胶、塑料都小，形变小于20%，在较宽的温度（0~150℃）范围内力学强度稳定的、在牵伸方向上有序排列的丝状材料。（４）粘合剂。粘接两个材料的化合物，大都是有机高分子化合物。（５）涂料。表面涂饰用高分子化合物。（６）功能高分子。有一些特殊作用的高分子化合物。

高分子的化学领域和物理领域

高分子化学领域高分子的控制合成的目标是力图通过精细的聚合反应得到预期结构的高分子材料，从而最终达到度身定制的境界。

即实现对高分子的化学组成、化学结构、序列结构、立体结构、拓扑结构、分子最、分子量分布等内容的控制。

活性阴离子聚合最早在合成具有预计分子量的单分散聚合物、嵌段共聚物、接枝聚合物、星形聚合物方面等方面获得成功。

可控，活性自由基聚合与树枝状，超支化高分子的台成是近十年来高分子合成方面的最大亮点。

同线性高分子比较，支化，超支化高分子的基本性质如刚柔性、分子间链段同的相互作用、构型和构象、结晶和熔融等方面部明显地不同。

此外，支化，超支化高分子具有多端基和相应的可修饰多官能圃．为进一步的功能化带来更大的空间。

特别是树枝状分子，除了具有上述特点外，还具有三维对称的球形、外紧内松的空间分布，可以包容许多有机、无机化合物，在化学、生命科学、纳米技术和光电磁功能材料方面将发挥重要作用。

超分子高分子和利用单体分子的自组装合成特定结构的高分子也是重要的发展方向。

高分子物理领域高分子凝聚态是现代分子科学中最为活跃的研究领域之一。

几乎所有作为材料的高分子都是以凝聚态为基础。

高分子巨大的分子尺寸决定了分子运动行为具有小分子所没有的多重性，表现为各种尺度上分子链段的协同运动，从而导致了高分子凝聚态通常处于体系自由能局域极小的亚稳态，并有对外界的微弱刺激有敏感的响应特征。

即具有典型的软物质特性。

因此．高分子凝聚态及其软物质特性为分子科学研究前沿提供了极其多样和富有挑战性的对象。

当前，软物质物理研究对象主要来自化学和生命中的有机物质．研究重点已从凝聚卷物理传统的相互作用艟量机制变成动力学机制和墒效应起作用，其贡献对较物质有序结构的形成规律的探索带来新的机遇。

聚合物作为最主要的软物质．面临着新的挑战。

在该领域研究的突破，可能会带来高分子材料设计、开发、加工l三l及应用方面的重大进展．从而最终实现材料的预先设计和性能预测。