高分子科学
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
高分子化学学科
高分子化学是一门新兴的综合性学科，主要研究高分子化合物的合成、化学反应、物理化学、物理、加工成型以及应用等方面。
尽管合成高分子的历史不过80年，高分子化学作为一门科学的发展却非常迅速。
该学科的内容已经超出了传统化学的范围，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。
在狭义上，高分子化学主要关注高分子合成和高分子化学反应。
人类与高分子有着密切的关系，自然界的动植物包括人体本身，都是以高分子为主要成分构成的。
这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。
因此，高分子化学在人类的生产和生活中具有非常重要的意义。
总的来说，高分子化学是一门充满挑战和机遇的学科，它的研究和发展对于推动人类社会的进步和发展具有重要意义。
浅谈高分子科学的发展趋势
浅谈高分子科学的发展趋势
高分子科学是一门研究高分子材料的科学，随着科技的不断发展，高分子科学也在不断推进。
以下是高分子科学发展的一些趋势：
1. 功能化高分子材料：随着科技的进步，人们对材料性能的要求越来越高。
功能化高分子材料可以根据不同的需求进行设计和制备，具有特定的性能和功能，例如降解性能、导电性能、自修复性能等。
2. 生物医学应用：高分子材料在生物医学领域有着广泛的应用，例如生物医学材料、药物传递系统和组织工程等。
未来，高分子科学将更加注重生物相容性和生物活性，以满足医学领域的需求。
3. 绿色可持续发展：环保和可持续发展已成为社会的重要关注点。
高分子科学将重点关注可再生材料的研究和开发，如生物质材料和可降解高分子材料，以减少对环境的不良影响。
4. 纳米技术的应用：纳米技术在高分子科学中具有巨大的潜力。
纳米材料可以改变高分子材料的性能，使其具有独特的性质和应用。
未来，高分子科学将与纳米技术相结合，开创出更多的应用领域。
5. 3D打印技术：3D打印技术是一种快速制造技术，可以根据设计要求直接将材料打印成所需的形状和结构。
高分子材料在3D打印中的应用将会大大提升，
为各个领域的设计和制造带来新的可能性。
总的来说，高分子科学的发展趋势是朝着功能化、生物医学、绿色可持续发展、纳米技术和3D打印技术等方向发展。
随着科技的不断突破和创新，高分子科学将为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
高分子科学与工程 专业 定义
高分子科学与工程专业定义高分子科学与工程是一门综合性的学科，涉及到高分子材料的合成、加工、性能调控以及应用等方面。
高分子材料是由大量重复单元组成的大分子化合物，具有独特的物理、化学和力学性质，因此在众多领域有着广泛的应用前景。
高分子科学与工程专业的学习主要包括以下几个方面：高分子材料的合成与改性、高分子加工工艺、高分子材料性能表征与测试、高分子材料应用等。
首先，学生需要掌握高分子材料的合成方法，了解不同合成方法对材料性能的影响，以及如何通过合成方法的调控来获得所需的特定性能。
其次，学生需要学习高分子材料的改性方法，包括添加剂的选择与加入，通过改变材料的结构和组成来改善其性能。
此外，学生还需要学习高分子材料的加工工艺，包括塑料成型、纤维制备、薄膜制备等，了解不同加工方法对材料性能的影响。
同时，学生还需要学习高分子材料的性能表征与测试方法，包括力学性能测试、热性能测试、光学性能测试等，以便评估材料的性能。
最后，学生需要学习高分子材料的应用领域，了解高分子材料在电子、医疗、能源、环保等领域的应用情况。
高分子科学与工程专业的学习不仅仅是理论知识的学习，还需要通过实验和实践来巩固和应用所学知识。
在实验室中，学生可以亲自合成高分子材料，改变合成条件来调控材料的性能；也可以进行材料的加工和测试，验证理论知识的正确性和实用性。
通过实验和实践，学生可以更好地理解高分子科学与工程的知识，培养解决实际问题的能力。
高分子科学与工程专业的毕业生有着广泛的就业前景。
他们可以在高分子材料相关的行业从事研发、生产、质量控制等工作；他们也可以在科研机构从事科研工作，不断推动高分子科学与工程的发展；此外，他们还可以选择进入教育领域，从事高分子科学与工程的教学工作，培养更多的高分子科学与工程专业人才。
高分子科学与工程是一门综合性的学科，涉及到高分子材料的合成、加工、性能调控以及应用等方面。
通过学习高分子科学与工程专业，学生可以掌握高分子材料的合成、改性、加工和测试等知识与技能，为高分子材料的研发和应用做出贡献。
高分子科学ppt课件
塑料的发现
1869年31岁的印刷工人 约翰•海阿特发明赛璐珞
1909年贝克兰发明 酚醛树脂
现代生活中的高分子材料－塑料
现代生活中的高分子材料－工程塑料
橡胶的发展
橡 树 之 泪
丑却受宠的合成橡胶
高分子膜是指那些由具有特殊分离功能的高分子材 料制成的薄膜，能有选择地分离物质。目前应用于海水 淡化、反渗透、膜萃取、膜蒸馏等技术领域。
建于沙特阿拉伯的基塔自来水厂，是世界上最大的海水淡化厂， 日供应淡水12000吨，主要使用醋酸纤维素分离膜装置。
光敏高分子材料
• 光敏高分子材料以光敏树脂 为代表，主要用于照相、印 刷制版、印刷集成电路等。 • 印刷工业应用聚乙烯醇酸酯， 光照时交联而不溶而保留下 来，得到凸版。 • 光解性的光刻胶，重氮醌接 到酚醛树脂上，光作用下重 氮醌分解，图像被保留，分 辨率达10纳米。
高分子科学
高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立 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。
高分子化学
研究聚合反应和高分子化学反应原理， 选择原料、确定路线、寻找催化剂、制 订合成工艺等。
高分子科学
高分子物理
研究聚合物的结构与性能的关系，为设 计合成预定性能的聚合物提供理论指导， 是沟通合成与应用的桥梁。
功能高分子材料－隐形眼镜
1950年人们逐渐开始配 戴材质是聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA）的隐形眼镜，具 有优越的光学特性，又能矫 正角膜性散光。1960年捷克 学者利用十年的时间发明了 软性隐形眼镜的材料，就是 一直延用至今的聚甲基丙烯 酸羟乙酯（HEMA）。
高分子材料科学
高分子材料科学高分子材料科学是一门研究高分子材料的学科，高分子材料指的是由大量重复单元组成的一类特殊材料。
高分子材料具有分子量大、结构多样、性能优异等特点，广泛应用于各个领域，如塑料、橡胶、纤维、聚合物等。
高分子材料科学研究的内容主要包括高分子的合成方法、结构与性能的关系、材料加工方法以及应用等方面。
首先，高分子材料的合成方法有多种，如聚合反应、开环聚合、共聚反应等，通过不同的合成方法可以得到不同结构和性能的高分子材料。
其次，研究高分子材料的结构与性能的关系是高分子材料科学的核心内容之一。
高分子材料具有复杂的结构，包括聚合度、聚合物链的取向和排列等，这些结构对材料的性能有着重要的影响。
通过研究不同结构对材料性能的影响，可以合理设计高分子材料，提高其性能。
另外，高分子材料的加工方法也是高分子材料科学的重要内容之一。
高分子材料一般都是在高温下通过熔融、溶液或者热固化等方式进行加工，通过合适的加工方法可以得到理想的形态和性能。
最后，高分子材料的应用也是高分子材料科学的重要研究内容。
高分子材料具有优异的性能，可以应用于众多领域，如汽车、航空航天、电子、医药等。
高分子材料的研究与应用对于社会的发展有着重要的意义。
高分子材料在汽车领域的应用可以减轻车辆重量、提高燃油效率；在医药领域的应用可以开发出更安全、更有效的药物；在电子领域的应用可以制造更小、更快的电子设备。
高分子材料科学的发展将进一步推动人类社会的进步。
总之，高分子材料科学是一门重要的学科，研究高分子材料的合成方法、结构与性能的关系、材料加工方法以及应用等内容。
高分子材料具有分子量大、结构多样、性能优异等特点，广泛应用于各个领域。
高分子材料科学的发展将推动社会的进步，为人类创造更多的福祉。
高分子科学导论-绪论
comprises the multiple repetition of units derived, actually or conceptually, from
molecules of low relative molecular mass. 相对高分子质量的分子，其结构主要是由相对低分子质量的分子按实际
高分子物理 （Polymer Physics）
高分子的结构与性能：高分子链的构型与构象，高分子的聚集态及 分子运动、固态与液态聚合物的物性（热学、力学、电学、光学、 磁学、流变学等性能）,高分子溶液与分子量等；
高分子工程 （Polymer Engineering）
高分子成型加工与聚合反应工程：高分子成形加工的理论基础及方
4.0
包装箱/容器
148.7
11.8
5.3
日用品
301.9
22.9
10.8
其他
675.0
14.5
合计
2,801.9
17.9
24.1
8
100
Introduction to Polymer Science
高分子科学的基本内涵
高分子化学 （Polymer Chemistry）
高分子的合成和化学反应：聚合反应理论，新的聚合方法及改性方 法，高分子的基团反应，高分子的降解、老化与交联等；
O
O O
O
NH2 NN H2N N NH2
L-lactide Dimer of L-lactic acid
Melamine
15
Trimer of cyanamide
Introduction to Polymer Science
Definition and Foundation
高分子科学名人
高分子科学名人－海外版 高分子科学名人－海外版(5)
程正迪(Stephen Z.D.Cheng) 程正迪 (1949－) －
Hale Waihona Puke 高分子科学名人(2) 高分子科学名人
• 钱人元 钱人元(1917－)： －： 江苏常熟， 江苏常熟，1939 毕业于浙江大学。 毕业于浙江大学。 1980年为中科院院士 1980年为中科院院士。 年为中科院院士。 著名物理化学、 著名物理化学、高分 子物理学家。 子物理学家。
高分子科学名人(3)
高分子科学名人(1) 高分子科学名人
• 唐熬庆 (1915－)， 唐熬庆: －，
中科院院士， 中科院院士，国家自然科学基金委 员会名誉主任、吉林大学名誉校长。 员会名誉主任、吉林大学名誉校长。 专长：量子化学、 专长：量子化学、高分子物理化学
•王葆仁 (1907－1986) 王葆仁: 王葆仁 －
中科院院士，有机化学家、高分子化学家、 中科院院士，有机化学家、高分子化学家、 教育家。 教育家。中国有机化学研究的先驱者和 高分子化学事业的主要奠基人之一 。
1977年华师大数学系，1981中纺 年华师大数学系， 年华师大数学系 中纺 大高分子硕士。1985美 大高分子硕士。1985美 Rensselaer高分子化学博士。 高分子化学博士。 高分子化学博士 现任Akron大学教授，美国物 大学教授， 现任 大学教授 理学会院士， 理学会院士，北美热分析学会 院士等。 院士等。主要从事高分子凝聚 态物理学研究。 态物理学研究。
• 徐僖 徐僖(1921－)： －： 1921年出生于江 年出生于江 苏南京， 苏南京，1944毕业于 毕业于 浙江大学。 浙江大学。 中科院院士。 中科院院士。著名高 分子材料科学家。 分子材料科学家。 四川联合大学、 四川联合大学、上海 交通大学教授。 交通大学教授。
高分子材料科学
高分子材料科学⏹2000年，世界合成高分子材料的年总产量已达到2亿吨。
其中塑料1.63亿吨，合成橡胶0.11亿吨，合成纤维0.28亿吨。
⏹高分子科学既是一门基础学科，又是一门应用科学，主要由高分子化学、高分子物理、高分子材料和高分子工艺四个学科分支组成。
什么是高分子？高分子的含义分子量很大（104~107，甚至更大）。
分子似“一条链”，由许多相同的结构单元组成。
以共价键的形式重复连接而成。
与小分子比较⏹分子量不确定，只有一定的范围，是分子量不等的同系物的混合物；⏹没有固定熔点，只有一段宽的温度范围；⏹分子间力很大，没有沸点，加热到2000C~3000C以上，材料破坏（降解或交联）。
高分子材料分类⏹按材料来源分类天然高分子合成高分子⏹按材料性能和用途分类塑料橡胶（称为三大合成材料）纤维涂料粘合剂功能高分子通用高分子材料塑料、橡胶、纤维，称为三大合成材料全世界产量1亿多吨塑料主要品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等合成橡胶主要用途为制造轮胎，约占60%合成纤维主要品种有：涤纶（PET）、尼龙、聚丙烯腈、聚丙烯等合成纤维、天然纤维、人造纤维比例为2 ׃ 3 ׃1工程塑料⏹性能：坚硬、韧性、耐磨、耐热水及蒸气，加工时尺寸稳定性好、化学稳定性好。
⏹主要有：尼龙（聚酰胺）、聚碳酸酯（PC）、聚苯醚（PPO）、聚甲醛（POM）、饱和聚酯（PET、PBT）等按结构单元的化学组成分类1. 碳链高分子⏹ 主链以C 原子间共价键相联结 加聚反应制得⏹ 如 聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚甲基丙稀酸甲酯，聚丙烯2. 杂链高分子⏹ 主链除C 原子外还有其它原子如O 、N 、S 等，并以共价键联接，缩聚反应而得，如聚对苯二甲酸乙二脂（涤纶）聚酯聚胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酚等3. 元素有机高分子⏹ 主链中不含C 原子，而由Si 、 B 、P 、Al 、 Ti 、As 等元素与O 组成，其侧链为有机基团；⏹ 兼有无机高分子和有机高分子的特性，既有很高耐热和耐寒性，又具有较高弹性和可塑性，如硅橡胶。
华东理工大学-高分子科学教程(第一章)
• 1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。 • 1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑
混合制得赛璐珞。 • 1889年，法国人De Chardonnet（夏尔多内）
发明人造丝。 • 1907年，酚醛树脂诞生。
• 1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合”的论 文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯 和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。
• 1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合， 开创了高分子结构设计的先河。
• 50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。 聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜 （1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺 （1962）。
• 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发 展。 特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频 绝缘、半导体等。
RO H2N C C OH
H
H2O
H RO
[ N C C ]n H
• 1．2 高分子的基本概念 （2）二聚体，三聚体……和齐聚物：
• 聚合是逐步进行的，两个单体结合生成二聚体，二 聚体也能和单体结合生成三聚体，两个二聚体结合 能生成四聚体，以此类推逐渐生成更多聚体。
（2）二聚体，三聚体……和齐聚物：
• 40年代，二次大战促进了高分子材料的发展， 一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡 胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶 （1940），有机氟材料（1943），ABS （1947），涤纶树脂（1940～1950）。
• 50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂， 制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。
• 1935年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。
高分子科学定义
高分子（Macromolecule）化合物是指分子量很高的一类化合物，如蛋白质，通常由较小的亚基（单体）的聚合产生。
它们一般由数千或更多的原子组成。
通过一定形式的聚合反应生成具有非常高的分子量的大分子，一般指聚合物和结构上包括聚合物的分子。
在生物化学中，这个术语被应用于三个传统的生物聚合物（核酸、蛋白质、和碳水化合物），以及具有大分子量的非聚合分子，例如脂类和大环化合物。
这些分子有时也被称为生物大分子。
合成大分子包括普通的塑料和合成纤维以及实验材料如碳纳米管。
聚合物高分子的各个构成分子被称为单体。
金属和晶体虽然也是由许多原子组成的，其内部通过类似分子的键联合在一起，但是它们一般不被认为是高分子。
有时不同的高分子之间通过分子间力（但不是通过化学键）组合到一起，尤其是假如这样的组合是自然发生的，而且其组成部分一般不单独出现的话，那么这样的混合物也会被称为高分子。
实际上这样的混合物更应该被称为高分子复合物。
在这种情况下组成这个复合物的单个高分子往往被称为下单位。
由高分子组成的物质往往有不寻常的物理特性。
液晶和橡胶就是很好的例子。
许多高分子在水中需要特殊的小分子帮助才能溶解。
许多需要盐或者特殊的离子来溶解。
定义“高分子"这个术语由诺贝尔奖获得者赫尔曼·施陶丁格于1920年代创造的，尽管他发表的第一篇相关领域的文章只是提到"高分子化合物"（超过1000个原子）。
那时，"聚合物"这一习惯用法由贝采利乌斯于1833年提出，和现在的意思不同：它只是同分异构的另一个形式，比如说苯和乙炔的异构，而与分子量的大小无关。
根据标准的IUPAC 定义，"高分子"用在聚合物科学中仅仅指的是单一分子。
比如说，一个聚合分子写成“高分子”或者“聚合物分子”很合适，而不应该用由高分子组成的物质的“聚合物”来表示。
由于它们的尺寸，高分子不能方便地用化学计量来描述。
高分子科学基础
高分子科学基础
高分子科学基础是研究高分子化合物的结构、性质、合成方法以
及应用等方面的基础理论。
高分子化合物是由大量重复单元连接而成
的大分子化合物，其分子量通常较大，具有高度的分子量分布、异构
体形成、缩合反应以及溶液聚合等特点。
高分子科学基础研究的内容包括高分子合成反应机理、高分子结
构与物理性质之间的关系、高分子的理论计算、高分子的分子形态、
高分子的热力学性质、高分子的流变学性质、高分子的生物学应用等。
在工程应用方面，高分子科学基础还包括高分子材料的开发、高分子
材料的加工与成型技术、高分子材料的性能测试等。
高分子科学基础的发展与应用在当今社会中具有极其重要的地位。
随着高分子材料需求的不断增加，高分子科学基础的研究和应用也得
到了越来越多的关注。
未来高分子科学基础的研究将面向绿色、环保、高效、节能、低碳等方向发展，开发更具有可持续性的高分子材料和
技术，创造更加美好的社会。
高分子科学的基本概念
聚合度是衡量高分子链大小的一个指标。有两种表示法： 以大分子链中的结构单元数目表示，记作 以大分子链中的重复单元数目表示，记作
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
高分子的分类
按用途分类 塑 料（plastic） 橡 胶（rubber） 纤 维（fiber） 涂 料（coating） 粘合剂（adhesive） 功能高分子
基团转移聚合 （GTP） 原子自由基转移聚合 （ARTP
） 活性开环聚合 活性开环歧化聚合
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
酶催化聚合
以被分离的酶为催化剂，通过体外非生物过程的聚合反应.
优点 (与传统化学催化聚合的比较) 具有高的区域和立构选择性 具有高的催化活性 有效抑制副反应的发生 可在较温和条件下反应 非金属催化剂
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
高分子的命名
Example 1
Polymer
monomer
简单命名法：聚乙烯醇，poly (vinyl alcohol); PVA
系统命名法：聚 1-羟基乙烯
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
高分子的基本概念
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 ）
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
高分子的命名
简单命名法 以单体名为基础，前面冠以聚字。例如丙烯的聚合物 称为聚丙烯。 对于两种单体的共聚产物，常摘取两种单体的简称， 后缀“树脂”（塑料）或“橡胶”。例如苯酚和甲醛 的缩聚产物被称为酚醛树脂；丁烯与苯乙烯的共聚物 被称为丁苯橡胶。
第一讲_高分子新时代和高分子科学R
价廉！
轻便 强度高 易于加工成型 性能易于控制 使用安全 废弃物易于处理
波音787 50%复合材料
7
信息时代的高分子
Polymers for Information Technology
LCD after using polymer optical compensation films: Polymer light emitting diodes （LED）:
法则： 凡是人类的创造都有矛盾性 敬畏自然，探究规律 与高分子共存，个人必要修养
例1 高分子与能源革命
• 耗能 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。 • 量效比 与全球每年产生的约500亿吨生物物质相比，聚合物的产量是如此的 微不足道。然而，聚合物材料的使用却对全球经济产生了巨大的影响，它对美 国GDP的贡献达到4%。当全世界人口比现在翻一番时，聚合物的生产规模可能是 现在的三倍甚至四倍 •新能源工程 高分子起着无可替代的作用，风能，太阳能，潮汐发电……
工业制造领域，制出了航空航天用结构 件，在私家车库里造出实用枪械，甚至打 印机也可以打印出来，实现自我增殖。
3D打印的无人飞机
美国牛人使用3D打印 机在家中打印了一支0.22 英寸口径的塑料步枪，并 且能够发射子弹。
3D打印建筑
荷兰建筑事务所 Universe Architecture 以莫比乌斯环（一 个边界一个面）为原型，利用 3D 打印技术创造了这座“没有起 点也没有终点”的建筑——Landscape House。
近期进展举例: 喷漆式电池 Rice NhomakorabeaUniv.,Texas
高分子科学基础总结(1)
高分子科学基础总结第一章绪论1.高分子：也称聚合物分子或大分子，分子量较高(一般为104～106)，其分子结构必须是由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成的。
2.聚合物：也称高分子化合物，是由许多单个聚合物分子（高分子）组成的物质。
3.单体：能够进行聚合反应，并形成高分子中基本结构组成单元的小分子化合物。
4.重复单元：高分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元，也称链节。
5.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叫做结构单元。
6.单体单元：与单体的元素组成和排列相同，只是电子结构不同的结构单元。
7. 聚合物的多分散性：聚合物是由一系列不同分子量（或聚合度）的同系物高分子组成的混合物，这些同系物高分子之间的分子量差为重复单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子小不一的特性称为聚合物的多分散性。
8.聚合反应分类：（1）根据单体与其生成的聚合物之间在分子组成与结构上的变化把聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。
（2）根据反应机理和动力学性质的不同，分为逐步聚合反应和链式聚合反应9.聚合物的分类：a.按主链元素组成：碳链高分子：主链完全由C原子组成。
杂链高分子：构成主链的元素除C外，还含O,N,S,P等一些杂原子。
元素有机高分子:主链无碳原子，完全由 Si,B,Al,O,Ti, N,S,P等杂原子组成，但侧基却是含C,H,O 的有机基团。
b.按性质和用途：塑料，纤维，橡胶，涂料，胶黏剂，功能高分子。
第二章逐步聚合反应1. 逐步聚合反应：由低分子化合物经多次逐步进行的相似的化学反应形成大分子的过程。
2. 缩聚反应：缩合聚合反应的简称，是指带有两个或两个以上官能团的单体经过许多次的重复缩合反应而逐步形成聚合物的过程。
3. 单体官能度（f )：一个单体分子中能参与聚合反应的官能团数目称为单体官能度，以f 表示。
4. 平均官能度( f )：是指聚合反应体系中实际上能参与聚合反应的官能团数相对于体系中单体分子总数的平均值，用f 表示。
11-高分子科学的历史
～高分子科学的历史
（3）纤维素是重要的造纸原料。此外，以纤维素为原料的产 品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。食物中的 纤维素（即膳食纤维）对人体的健康也有着重要的作用。 （4）纤维素是世界上蕴藏量最大的可再生资源，据估计自然 界每年产1000亿吨。
～高分子科学的历史
2、蛋白质的利用～～练丝、鞣革
素，它很易燃烧，甚至爆炸。被称为火棉，可用于制造炸药。这是 人类制备的第一种高分子合成物。
舍恩拜因深知这个发现的重要商业价值，他在杂志上只发表了新 炸药的化学式，却没有公布反应式，而把反应式卖给了奥地利政府和 一个英国商人泰勒。但由于生产太不安全，到1862年奥地利的最后两 家火棉厂被炸毁后就停止了生产。
近代时期
～高分子科学的历史
1、纤维素（Cellulose）的改性
1864年的一天，瑞士巴塞尔大学的化学教授舍恩拜因在自家的厨 房里做实验，一不小心把正在蒸馏硝酸和硫酸的烧瓶打破在地板上。 因为找不到抹布，他顺手用他妻子的布围裙把地擦干，然后把洗过的 布围裙挂在火炉旁烘干。就在围裙快要烘干时，突然出现一道闪光， 整个围裙消失了。为了揭开布围裙自燃的秘密，舍恩拜因找来了一些 棉花把它们浸泡在硝酸和硫酸的混合液中，然后用水洗净，很小心地 烘干，最后得到一种淡黄色的棉花。现在人们知道，这就是硝酸纤维
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高分子科学一、单选(22分)1、具有电木之称的是下列()塑料。
A聚氨酯B、酚醛C、脲甲醛D、聚乙烯正确答案:B2、提高环氧树脂的韧性和()是其改性的两个重要方向A强度B、耐热性C、硬度D、回弹性正确答案:B3、下列工程材料中,()具有优异的耐沸水性,可在高温下做耐水制品应用A、PCB. PAC. PPOD POM正确答案:C4.长丝纤维的长度与直径的比一般大于()。
A.100:1B.1000:1C、10:1D.10000:1正确答案:A5、热塑性酚醛树脂最常用的固化剂是()A邻苯二甲酸酐B、六次甲基四按C、氢氧化钠D、乙二胺正确答案:B6、聚丙烯的分子量增大,结晶度和耐冲击韧性分别怎样变化()A增大,减小B、减小,增大C、增大,增大D、减小,减小正确答案:B7、下列不属于热塑性材料的是()A PAB EPC、PVCD PBT正确答案:B8、下列通用望料中（）综合性能较好,可视为工程望料使用A.填充聚丙烯B.茂金属聚乙烯C、超高分子量聚乙烯D、聚氨酯下列正确答案:C9、—对单体共聚时,r1=1,r2=1,其共聚行为是()A理想共聚;B、交替共聚C、恒比点共聚;D、非理想共聚正确答案:A10、两对单体可以共聚的是()。
A、Q和e值相近;B、Q值相近而e值相差大;C、Q值和e值均相差大;D、Q值相差大而e值相近正确答案:B11、邻苯二甲酸二辛脂是PVC常用的()助剂。
A增韧剂B.增塑剂C、润滑剂D.稳定剂正确答案:B12.下列工程材料中,()最易发生应力开裂A PCB POMC PBTD PPO正确答案:A13、在高分子合成中,容易制得有实用价值的嵌段共聚物的是()A配位阴离子聚合;B、阴离子活性聚合;C、自由基共聚合;D、阳离子聚合正确答案:B14、ABS树脂是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯共聚而得,其中苯乙烯的含量为()A、10%-40%B、20%-40%C.30%-60%D.10%-30%正确答案:C15、下列几种聚酯纤维的结晶速度次序排列正确的是()A. PTT>PET>PBTB PBT>PTT>PETC PET>PTT>PBTD PET>PBT>PTT正确答案:B16、乳液聚台的第二个阶段结束的标志是(A胶束的消失B.单体液滴的消失C.聚合速度的增加D乳胶粒的形成。
正确答案:B17、能采用阳离子阴离子与自由基聚合的单体是()A MMAB、StC、异丁烯D、丙烯腈。
正确答案:B18、PA和LDPE共混,除了可以降低吸水率之外,还可以提高()。
A、耐热性能B、冲击强度C、拉伸强度D、弯曲强度正确答案:B19、下列聚合物中,阻隔性能最好的是()。
A EVOHB PVDCD POM正确答案:A20.自由基聚合实施方法中,使聚合物分子量和聚合速率同时提高,可采用()聚合方法A乳液聚合B.悬浮聚合C.溶液聚合D.本体聚合正确答案:A21、下面哪种组合可以制备无支链高分子线形缩聚物()A、1-2宫能度体系;B、2-2官能度体系C、2-3官能度体系D、3-3官能度体系正确答案:B22、()是由乙烯单体和少量a-烯烃共聚而得。
A、LDPEB、HDPEC、LLDPED. POM正确答案:C二、判断(30分)23、聚合过程中,分子链线形增长。
()正确答案:正确24、聚丙烯的立体异构包括全同(等规)、间同(间规)和无规立构。
()正确答案:正确25、均缩聚是由一种单体进行的缩聚反应()正确答案:正确26、两种均不能独自缩聚的单体进行的缩聚为混缩聚()正确答案:正确27、加热时可塑化、冷却时则固化成型,能如此反复进行这种受热行为的树脂。
() 正确答案:正确28、体型缩聚中形成的线型和支链型预聚物可熔融塑化,受热后经固化反应形成体型聚合物。
该聚合物加热后不能再塑化、成型,把这样的预聚物称为热固性树正确答案:正确29、过氧化苯甲酰可作为的自由基聚合的引发剂。
()正确答案:正确30、自由基聚合中双基终止包括岐化、终止和偶合终止。
()正确答案:正确31.PP和PE都是结晶聚合物,但PP的密度和熔点均比PE高,且低温脆性大。
()正确答案:错误32、1953年德国K. Ziegler以TiCl/AlCl3为引发剂在比较温和的条件下制得了少支链的高结晶度的聚乙烯。
()正确答案:正确33、BP0在高分子合成中是引发剂剂,对苯二酚加在单体中用作阻聚剂(正确答案:正确34.常用的逐步聚合反应方法有熔融缩聚、溶液缩聚界面、界面缩聚正确答案:正确35.己内酰胺以NaOH作引发剂备尼龙-6的聚合机理是阴离子聚合正确答案:正确36、某一聚合反应,单体转化率随反应时间的延长而增加。
它属于连锁聚合反应。
()正确答案:正确37、引发剂效率小于1的原因是诱导分解和笼壁效应。
()正确答案:正确38、间规聚丙烯属于高弹性热塑性材料,性能介于无规聚丙烯和等规聚丙烯之间。
()正确答案:正确39.邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油缩聚,体系的平均官能度为1。
()正确答案:错误40、聚合物的化学反应中,交联和支化反应会使分子量变大而聚合物的热降解会使分子量变小。
()正确答案:正确41、常用于电器减震包装材料或者是绝热保温材料的是EPS.()正确答案:正确42、氢键和溶剂化作用在单体中比在聚合物中要强得多,使聚合热降低,例如丙烯酸的聚台热-H=-67 KJ/mol.()正确答案:正确43.阴离子聚合是由阴离子引发并进行增长的聚合反应。
(正确答案:正确44、单体分子中能参见反应并能表征反应类型的叫原子团。
()正确答案:错误45、过量分数是过量单体的过量分子数与不过量单体的分子数之比。
()正确答案:正确46、不平衡缩聚是通常指平衡常数大于103的缩聚反应,或根本不可逆的缩聚反应。
()正确答案:正确47、无规预聚物指结构不确定，未反应的官能团无规排布的预聚物。
()正确答案:正确48,结构预聚物指具有特定的活性端基或侧基的预聚物。
()正确答案:正确49、取代基电负性强时,聚合热升高,例如氯乙烯,H=95.8 KJ/mol。
()正确答案:正确50.转化率是参加反应的单体分子数与初始投料单体分子数之比。
()正确答案:正确51、当量系数是起始两种官能团数之比,记为y,y≤1()正确答案:正确52、尼龙66的重复单元是-NH(CH2)6 NHCO(CH2)4CO-正确答案:正确三、问答(13分)53、硫化反应:正确答案:把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构,反应生成了弹性体。
54、逐步聚合:正确答案: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。
55、乳液聚合:正确答案:是在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳液状,由水溶性引发剂引发而进行的聚合反应56、缩聚反应正确答案:含有两个或两个以上官能团的低分子化合物在官能团之间发生反应缩去小分子的同时生成高聚物的可逆平衡反应57、热塑性塑料正确答案:受热熔融、可进行各种成型加工,冷却时硬化。
再受热又可熔融、加工。
具有多次重复加工性58.悬浮聚合正确答案:通过强力搅拌并在分散剂的作用,把单体分散成无数的小液滴悬浮于水中,由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应59、链节正确答案:是指结构重复单元,重复组成高分子分子结构的最小结构单元60、何谓侧链断裂?与聚合物结构有何关系?正确答案：聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯加热时易着色,起初变黄，然后变棕，最后变为暗棕或黑色，同时有氯化氢放出。
这一过程称为侧链断裂。
侧链断裂是链锁反应，连续脱氯化氢的结果使分子链形成大TT键61、什么是链段?链段与链节有什么不同?如何理解链段越长,分子链刚性越好?正确答案：链段是高分子材料的最小运动单元。
链段的长度与材料的形态有关,不同形态,即使是同种材料,链段也可能不同,链节则只与材料本质结构有关,由于链段是最小运动单元,本身不易变化,刚性强,易变化的只是连接处62、四大通用热塑性树脂分别是什么?比较说明这四种树脂的结构特点和聚合方法。
正确答案：四大通用热塑性树脂分别是聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS。
(1)聚乙烯分子链呈锯齿形,无极性基团存在,分子结构对称,作用力小,具有良好的柔顺性和规整性,易结晶,属于非极性结晶聚合物。
工业上制备PE可采用自由基聚合与配位聚合两种方法。
(2)聚丙烯按侧甲基排列方式的不同可分为等规、无规、间规三种。
无极性基团,分子结构对称性、规整性和结晶性都不及PE,但也属于非极性结晶聚合物。
叔碳原子上的氢已被氧化,所以制品易老化发脆。
工业上制备PP采用配位阴离子聚合方法,以淤浆聚合为主。
(3)聚氯乙烯属于无定形材料,结构中因含有电负性很强的氯原子,使得分子间作用力增大,同时氯的空间位阻效应使其刚性、硬度、力学性能比PE好,但韧性不及PE,易老化降解。
工业上制备PVC可采用自由基聚合方法,主要以悬浮聚合为主。
(4)聚苯乙烯属于无定形材料,由于苯基的存在,使得苯基上a位的氢活性高,耐候性、耐光性、氧化性差,但苯环的共轭效应使其耐辐射性好,所以聚苯乙烯的制品长期户外使用易变黄变脆。
工业上制备PS可采用自由基聚合、配位聚合和离子聚合63、已知在苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时,所得聚苯乙烯的相对分子质量比一股本体聚合要低。
但当乙醇量增加到一定程度后,所得到的聚苯乙烯的相对分子质量要比相应条件下本体聚合所得的要高,试解释之正确答案：加少量乙醇时,聚合反应还是均相的,乙醇的链转移作用会使分子量下降。
当乙醇量增加到一定比例后,聚合反应是在不良溶剂或非溶剂中进行,出现明显的自动加速现象,从而造成产物的分子量反比本体聚合的高64按照大分子链的微观结构分类,共聚物分几类?它们在结构上有何区别?各如何制备?正确答案：共聚物分为无规共聚物、交替共聚物,嵌段共聚物和接枝共聚物四种,无规共聚物中两种单体单元无规排列,M1、M2连续的单元数不多;交替共聚物中M1、M2两种单体单元严格相间排列;嵌段共聚物由较长的M1链段和另一较长的M2链段构成的大分子,接枝共聚物主链由一种(或两种)单体单元构成,支链由另一种(或另两种)单体单元构成。
无规共聚物,交替共聚物可由自由基共聚合制备；嵌段共聚物可由阴离子聚合制备；接枝共聚物可由聚合物的化学反应制备。
65、等摩尔二元醇和二元酸缩聚,另加1.5%(mol)醋酸调节相对分子质量。
P=0.995及0.999时,聚酯的聚合度各为多少?加1%(mol)酸酸时,结果如何?(酸酸%(mol)浓度以二元酸计)正确答案：。