高分子化学与物理学课件
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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。
橡胶：具有可逆形变的高弹性材料。 纤维：纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100倍
称为“三大合成材料” 涂料、胶粘剂、功能高分子 P17 表1-7 几种主要的三大合成材料
(3) 主链的元素组成
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
均聚物：由一种（真实的或假设的）单体 聚合而成的高分子称为均聚物。
共聚物：由两种或两种以上wk.baidu.com单体聚 合而成的高分子则称为共聚物。
例如：丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚） ----( C 2--HCH=CH2--xC )-H -(-2C --H CH y n-)----
第二节 聚合物的分类与命名
2.1 分类
式中: M 是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量
1.3 由两种结构单元组成的高分子
合成尼龙-66（聚酰胺）：
n H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2 + nH 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
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
碳链高分子 杂链高分子
聚丙烯 尼龙—6
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
HHHHHHO NCCCCCC
HHHHH
元素有机高分子
聚二甲基硅氧烷
C H3 Si O C H3
C H3 C H3
Si O Si O
C H3 C H3
加聚物：单体加成聚合的反应称为加 聚反应，反应产物称为加聚物。
缩聚物：单体缩合聚合反应形成的聚 合物。
2.2 聚合物的命名
(1)按单体来源命名：“聚”＋“单体名称”命 名法
型 (8) 按聚合物受热时的不同行为分类：热塑性和热固性 (9) 按相对分子质量分类：高聚物、低聚物、齐聚物、预聚物 (10)按聚合物中单体种类分类：均聚物、共聚物
(1) 来 源 天然高分子：自然界天然存在的高分子。 半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。 合成高分子：由单体聚合成的高分子。
(2) 性质和用途
(1) 按来源分类：天然高分子、半天然高分子和合成高分子 (2) 按用途分类：纤维、塑料、橡胶、粘合剂、涂料、功能高分
子 (3) 按性能分类：结构材料和功能材料 (4) 按主链的元素组成分类：碳链、杂链、元素有机高分子 (5) 按聚合反应分类：加聚物和缩聚物 (6) 按聚合物主链结构分类：聚酯、聚醚、聚氨酯、聚烯烃 (7) 按聚合物分子链形状分类：线形、支化型、星型、梯形、体
适用于加聚物、不使用于缩聚物。
高分子化学与物理学
周国伟 化学工程学院
教材： 《高分子科学简明教程》 夏 炎 主编
参考书： 《高分子化学》潘祖仁 主编 《高分子化学与物理基础》 魏无际 等编 《高分子物理》何曼君 等编
第一章 绪 论
高分子科学主要研究高分子化合物合成、 改性，高分子及其聚集态的结构、性能， 聚合物的成型加工等内容的一门综合性学 科。
结构单元
结构单元
重复单元
其聚合度 Xn = 2n
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）
nHOOC
O HO C
+ COOH
n HO CH2 CH2 OH
O C O CH2 CH2
+ O H n
(2n-1) H2O
单体在形成高分子的过程中要失去一些原子， 此时结构单元不宜再称为单体单元
P10 表1-5 聚合物的重复单元和单体 注意：聚乙烯醇
CH2 CH n
单体(Monomer)：形成聚合物结构单元的小分 子化合物 结构单元 (Structure unit)：在大分子链中出现 的以单体结构为基础的原子团。或由一种单体分 子通过聚合进入重复单元的部分 。 单体单元（Monomer unit）：与单体组成相同, 只是电子结构不同的重复单元 。 重复单元(Repeating unit）：高分子链中可重 复的最小单位 。 链节(Chain element）：重复单元有时也称为链 节。
n 表示重复单元数，也称为链节数。 聚合度（Degree of polymerization） 聚合物分子所含单体单元的数目，称为该聚合物的 聚合度。
有两种表示法：
以大分子链中的结构单元数目表示，Xn
以大分子链中的重复单元数目表示，DP 或P
两种聚合度相等，都等于 n Xn = DP =n
高分子的分子量： M = Xn M0 = DP M0
n CH2=CH Cl
真实单体
n CH2=CH OH
假想单体
聚合 聚合
[ CH2-CH ] n Cl
聚氯乙烯
[ CH2-CH ] n OH
聚乙烯醇
高分子化合物的特点
相对分子质量很大：一般在104~106 共价键连接 由相同的化学结构重复多次而成
1.2 由一种结构单元组成的高分子
聚苯乙烯 PS nC2HCH C2-HCH 2--C CH H 2--C CH H
第一节 高分子化学的基本概念
1.1 什么是高分子？
由许多结构相同的、简单的单元通过共价键重复连接而成的 相对分子质量很大的化合物。也称高分子化合物. 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 际或假想(?)是由相应的小分子衍生而来。
高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、 高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用 Macromolecule, Polymer
高分子科学既是一门应用科学，又是一门 基础科学。
高分子科学已经发展成高分子化学、高分 子物理和高分子工程几个领域。
高分子化学及相关学科
无机化学 分析化学 有机化学 物理化学
物理
高分子化学
高分子物理
化学工程
高分子科学
材料力学 流体力学
高分子工程
聚合反应工程
聚合物成型加工
第一节 高分子化学的基本概念 第二节 聚合物的分类和命名 第三节 聚合物的分子量及其分布 第四节 高分子链的结构形态
橡胶：具有可逆形变的高弹性材料。 纤维：纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100倍
称为“三大合成材料” 涂料、胶粘剂、功能高分子 P17 表1-7 几种主要的三大合成材料
(3) 主链的元素组成
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
均聚物：由一种（真实的或假设的）单体 聚合而成的高分子称为均聚物。
共聚物：由两种或两种以上wk.baidu.com单体聚 合而成的高分子则称为共聚物。
例如：丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚） ----( C 2--HCH=CH2--xC )-H -(-2C --H CH y n-)----
第二节 聚合物的分类与命名
2.1 分类
式中: M 是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量
1.3 由两种结构单元组成的高分子
合成尼龙-66（聚酰胺）：
n H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2 + nH 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
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
碳链高分子 杂链高分子
聚丙烯 尼龙—6
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
HHHHHHO NCCCCCC
HHHHH
元素有机高分子
聚二甲基硅氧烷
C H3 Si O C H3
C H3 C H3
Si O Si O
C H3 C H3
加聚物：单体加成聚合的反应称为加 聚反应，反应产物称为加聚物。
缩聚物：单体缩合聚合反应形成的聚 合物。
2.2 聚合物的命名
(1)按单体来源命名：“聚”＋“单体名称”命 名法
型 (8) 按聚合物受热时的不同行为分类：热塑性和热固性 (9) 按相对分子质量分类：高聚物、低聚物、齐聚物、预聚物 (10)按聚合物中单体种类分类：均聚物、共聚物
(1) 来 源 天然高分子：自然界天然存在的高分子。 半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。 合成高分子：由单体聚合成的高分子。
(2) 性质和用途
(1) 按来源分类：天然高分子、半天然高分子和合成高分子 (2) 按用途分类：纤维、塑料、橡胶、粘合剂、涂料、功能高分
子 (3) 按性能分类：结构材料和功能材料 (4) 按主链的元素组成分类：碳链、杂链、元素有机高分子 (5) 按聚合反应分类：加聚物和缩聚物 (6) 按聚合物主链结构分类：聚酯、聚醚、聚氨酯、聚烯烃 (7) 按聚合物分子链形状分类：线形、支化型、星型、梯形、体
适用于加聚物、不使用于缩聚物。
高分子化学与物理学
周国伟 化学工程学院
教材： 《高分子科学简明教程》 夏 炎 主编
参考书： 《高分子化学》潘祖仁 主编 《高分子化学与物理基础》 魏无际 等编 《高分子物理》何曼君 等编
第一章 绪 论
高分子科学主要研究高分子化合物合成、 改性，高分子及其聚集态的结构、性能， 聚合物的成型加工等内容的一门综合性学 科。
结构单元
结构单元
重复单元
其聚合度 Xn = 2n
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）
nHOOC
O HO C
+ COOH
n HO CH2 CH2 OH
O C O CH2 CH2
+ O H n
(2n-1) H2O
单体在形成高分子的过程中要失去一些原子， 此时结构单元不宜再称为单体单元
P10 表1-5 聚合物的重复单元和单体 注意：聚乙烯醇
CH2 CH n
单体(Monomer)：形成聚合物结构单元的小分 子化合物 结构单元 (Structure unit)：在大分子链中出现 的以单体结构为基础的原子团。或由一种单体分 子通过聚合进入重复单元的部分 。 单体单元（Monomer unit）：与单体组成相同, 只是电子结构不同的重复单元 。 重复单元(Repeating unit）：高分子链中可重 复的最小单位 。 链节(Chain element）：重复单元有时也称为链 节。
n 表示重复单元数，也称为链节数。 聚合度（Degree of polymerization） 聚合物分子所含单体单元的数目，称为该聚合物的 聚合度。
有两种表示法：
以大分子链中的结构单元数目表示，Xn
以大分子链中的重复单元数目表示，DP 或P
两种聚合度相等，都等于 n Xn = DP =n
高分子的分子量： M = Xn M0 = DP M0
n CH2=CH Cl
真实单体
n CH2=CH OH
假想单体
聚合 聚合
[ CH2-CH ] n Cl
聚氯乙烯
[ CH2-CH ] n OH
聚乙烯醇
高分子化合物的特点
相对分子质量很大：一般在104~106 共价键连接 由相同的化学结构重复多次而成
1.2 由一种结构单元组成的高分子
聚苯乙烯 PS nC2HCH C2-HCH 2--C CH H 2--C CH H
第一节 高分子化学的基本概念
1.1 什么是高分子？
由许多结构相同的、简单的单元通过共价键重复连接而成的 相对分子质量很大的化合物。也称高分子化合物. 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 际或假想(?)是由相应的小分子衍生而来。
高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、 高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用 Macromolecule, Polymer
高分子科学既是一门应用科学，又是一门 基础科学。
高分子科学已经发展成高分子化学、高分 子物理和高分子工程几个领域。
高分子化学及相关学科
无机化学 分析化学 有机化学 物理化学
物理
高分子化学
高分子物理
化学工程
高分子科学
材料力学 流体力学
高分子工程
聚合反应工程
聚合物成型加工
第一节 高分子化学的基本概念 第二节 聚合物的分类和命名 第三节 聚合物的分子量及其分布 第四节 高分子链的结构形态