第五版高分子化学学习课件报告

高分子科学把合成、结构、性能和 应用这四方面的研究用“四角关系” 表示：
合成
结构
应用
性能
高分子化学领域的研究目标：
创造新物质及提高已有物质的性能。
高分子化学具体的研究思路：
研究高分子化合物的分子设计及合成； 研究高分子合成、改性的新聚合反应、新 聚合方法； 研究高分子有序结构及特定凝聚态结构的 控制合成或组装方法。
4、高分子化学的发展方向
（1）对重要通用高分子的改进，提高其 使用性能和附加值。 化学共聚、交联、大分子基团反应 物理共混、增强、增塑、复合 差别化 高分子复合材料
（2）高性能、功能高分子研究


耐热高分子材料：碳纤维、氟高分子、 聚间苯二甲酰间苯二胺 高强高模：Kevlar、Nomax、聚乙烯 功能高分子：光致导电、光致变色 仿生高分子：人体胚器
三、高分子科学的发展概况与趋势
1、高分子科学的发展概况
19世纪中叶以前 天然高分子的利用与加工
19世纪中叶～20世纪30年代
天然高分子的改性 • 1855年 英国 Parks 由硝纤维素和樟脑 制得赛璐塑料 • 1883年 法国 de Chardoniret 发明了人 造丝

20世纪20年代
还有一类聚合物是由两种单体聚合生 成高分子，如由己二胺和己二酸缩聚生成 的聚己二酰己二胺（尼龙66）
这类聚合物的结构单元和重复单元含义 不一样，也不存在单体单元。
三、分子量及分子量分布
分子量是聚合物的重要结构指标， 只有分子量很高的聚合物才具有高 的机械强度。
随着分子量增加（AB段），机械强度 增加，但过了B点后，再提高分子量，强 度上升很慢，C点为强度的饱和点。
Polymer
Technic
1、高分子化学
高分子化合物的合成 高分子的合成机理、动力学 合成反应与高分子的分子结构、相 对分子质量和相对分子质量分布之 间的关系 高分子化合物的化学反应、改性、防 老化等。

2、高分子物理 高分子的表征 高分子化合物的物理性质 高分子化合物结构与性能之间的关系 3、高分子工程学 高分子的生产工艺 高分子产品的成型
2、我国高分子科学研究概况 中国的高分子科学研究起步于20世纪50 年代初
1950年 合成橡胶和纤维素化学的研究 1952年 有机玻璃和尼龙-6 1953年 高分子溶液性质、高聚物粘弹性 及高分子辐射化学的研究 50年代末 高分子化学首先发展壮大并形 成学科基本内涵 60年代中 高分子物理学科形成 80年代后期 高分子工程领域初步形成 学科基础研究内涵
2、大分子具有链状结构---- 大分子由 基本链节（结构相同的、简单的结构单 元）通过共价键或配位键重复连接而成。
例如：
3、具有多分散性 分子量有大小，即分子量的多分散性 %&& 结构也有差异，称结构多分散性
4、多种运动单元 链段运动 基团振动 大分子运动（蠕动）
聚乙烯大分子空间结构 示意图
蛋白质大分子空间结构 示意图
高聚物合成方法简介
第一节
一、高分子科学的研究范围

衣：棉、麻、丝、毛及合成纤维 食：粮食（淀粉）；肉、蛋（蛋白质） 住：木材、塑料、粘合剂、涂料 行：汽车、自行车用的轮胎、塑料等 航天、航空中的复合材料 这些材料都是高分子化合物
二、高分子科学研究的内容
Chemistry
Physics
二、高分子的一些基本概念
1、单体（monomer）
能够形成聚合物中结构单元的小分子化 合物称为单体。 例如： 氯乙烯
2、聚合物（high polymer） 由相同的化学结构多次重复通过共价键 或配位键连接而成的高分子化合物，称聚 合物。
3、单体单元（monomer unit） 由氯乙烯单体反应得到的聚氯乙稀， 其结构单元的元素、组成和排列都与单 体相同，仅电子结构发生变化，故又称 单体单元。 4、结构单元（structure unit）
（3）高分子应用基础和基础理论的 研究
a)
b) c) d)
聚合理论、反应机理、聚合方法 改性方法 聚合反应引发体系 新类型聚合物合成 高分子设计理论
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第二节
一、高分子化合物的特征
1、分子量大

低分子化合物：

H2O O2 SO2
18 32 64
高分子化合物： 天然纤维素 2,000,000 粘胶 48,000～70,000 PET 20,000 PVA 75,000～80,000
3、高分子在现代化建设中的重要作用
高分子材料生产的发展速度十分迅速
塑 料： 每隔十年产品增加1倍 合成橡胶：1970年 世界总产量550万吨 2000年 世界总产量4400万吨 合成纤维：80年代中期年产量已超过其它 各种天然纤维和人造纤维的总和 高分子材料在工业、农业、交通运输、 建筑、国防科学、卫生医药、人民生活各 个方面都得到广泛的应用。
聚氯乙稀这样的聚合物，括号内的化 学结构称为结构单元。
5、重复单元（repeating unit） 聚氯乙稀分子链可以看作结构单元多次 重复构成，因此括号内的化学结构也可称 为重复单元或链节（chain element）。
6、聚合度（degree of polymerigation）
重复单元的数目，表征聚合物分子量大 小的一个物理参数。
高 分 子 化 学
Polymer Chemistry
主讲教师： 余木火ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ顾 莉 琴 东华大学材料学院
有机化学
无机化学
化学
物理化学 高分子化学
分析化学
高 分 子 化 学
第一章
绪
论
–第一节
高分子科学研究的范围和内容
–第二节
–第三节
高分子化合物的基本概念
高聚物的结构
–第四节
–第五节
高分子化合物的命名
高分子概念的形成和高分子科学的出现 • 1920年 德国 staudinger 提出了高分 子的长链结构，形成高分子概念 • 20世纪初开始合成高分子 1907年 酚醛树脂 1927年 聚氯乙稀 • 20世纪30年代高分子研究的发展时期 1938年 尼龙（聚酰胺）66 1950年 PAN (聚丙烯腈纤维） 1953年 PET （聚酯纤维） 1957年 PP （聚丙烯纤维）

1、聚合物的平均分子量 由于测定分子量的方法有多种，各 种方法符合不同的统计数学模型，测定 的统计平均值互不相等。