高分子化学ppt

授课教师: 王冬梅
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该课程为化学和化工专业的方向课，共48学时，一周 六学时，三次课。实验24学时 本教材的主要内容共9章： 第一章 绪论 *第二章 缩聚与逐步聚合 *第三章 自由基聚合 *第四章 自由基共聚 *第五章 聚合方法 第六章离子聚合 第七章 配位聚合 第八章 开环聚合 *第九章 聚合物的化学反应
高常用的高分子的分子量一般高达几万、几十万，
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1.由一种结构单元组成的高分子
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。 例如：聚苯乙烯
n CH2 CH
聚合
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
缩写成
CH2 CH
n
合成聚合物的起始原料称为单体（Monomer） 在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称
M xn M0 DP M0
另一种情况：
n H2N-(--CH 2-)-COOH
5
式中: M 是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量
--NH-(--CH 2-)-CO-- + n H2O n 5
结构单元＝重复单元＝链节 单体单元
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2.由两种结构单元组成的高分子
参考书： 1 潘才元 ，高分子化学，中国科学技术大学出版社，1997 2 王久芬，高分子化学,哈尔滨工业大学出版射，2004 3 何曼君，高分子物理，复旦大学出版社 4 冯新德， 高分子合成化学， 科学出版社 5 钱保功，高分子科学技术发展简史，科学出版社，1994
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第一章 绪论
1 高分子科学的发展历史 2 高分子科学的分支 3 高分子的基本概念 4 高分子的命名 5 高分子的分类 6 聚合反应简介 7 高分子的基本特征 8 高分子材料和力学性能 9 小结与作业
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1 高分子科学的发展历史
1. 远古到1800年以前：人们只会直接利用一些天然高分 子，如棉、麻、丝、毛、淀粉、肉类蛋白质等 2. 1840到1900年：人类开始对天然高分子有较大规模的 化学改性。如1839年美国实现了天然橡胶的硫化； 1845年舍恩拜因就发现纤维素可以硝化，成为硝酸纤 维素。1865年许岑贝格尔把纤维素乙酰化成为醋酸纤 维素。 1868年硝酸纤维赛璐珞出现；1893年粘胶纤 维素的生产被发明。 3. 20世纪初：早期高分子的合成阶段（是高分子建立前 的铺垫）。1907年首先在德国出现了酚醛树脂，1909 年工业化；1911年丁钠橡胶在俄国出现，到1920年醇 酸树脂、醋酸纤维、脲醛树脂等都相继投产。 7/27/2014 5 山东科技大学
聚合度（Degree of polymerization）
聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
有两种表示法：

以大分子链中的结构单元数目表示，记作
xn
以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP
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在这里,两种聚合度相等，都等于 n
xn DP n
由聚合度可计算出高分子的分子量：
超高分子量的聚合物 的分子量高达106 以上
高分子的强度与分子
强 度 C
B
A
量密切相关
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聚合度
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A 点是初具强度的最低聚合度，A
点以上强度随分子链迅速增加
A
尼龙
纤维素
B
150
250 400
加
40
60
不同高分子初具强度的聚合度和 乙烯基 100 聚合物 临界点的聚合度不同，如
高分子科学的发展历史
4. 1929年：高分子科学的建立阶段。如早在1920年 Staudiginger在《论聚合》中提出了“高分子线链形” 概念。 1932年得到法拉第学会的公认。1953年获诺贝 尔奖。Carothers 1928年开始系统地研究缩聚反应， 1935年成功研制了尼龙-66，被称为合成纤维的开山祖 师。Flory在聚酯动力学、连锁聚合机理、高分子溶液 和分子量测定等方面都推动了高分子的发展，他1974 年也获诺贝尔奖。在1928-1941这期间投产产品有PVC, PS, PMMA, PE, PVA,涤纶树脂，尼龙-66等
5.1940到1950年：高分子工业相互促进共同发展。丁苯 橡胶丁氰橡胶、丁基橡胶、氟树脂、ABS树脂。
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高分子科学的发展历史
6. 1950年以后：Ziegler 和Natta发明了金属络合催化剂， 合成高密度聚乙烯、全同聚丙烯，开拓高分子合成新领 域。1963年二者获诺贝尔奖。Szwarc对阴离子聚合和活 性高分子研究有贡献，SBS嵌段共聚物的合成。60年代 后高分子进入到繁荣发展阶段。
为结构单元（Structure unit）
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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）
结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节
n 表示重复单元数，也称为链节数, 在此等于聚合度
聚氯乙烯 5～15 聚苯乙烯 10～30
尼龙-66 1.2～1.8 维呢纶 6～7.5
2. 分子量具有多分散性
什么是分子量的多分散性（Polydispersity） ？
高分子不是由单一分子量的化合物所组成
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即使是一种“纯粹”的高分子，也是由化学 组成相同、分子量不等、结构不同的同系聚 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 因此应注意：
1.1 高分子的基本概念
什么是高分子？ 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 Macromolecules, High Polymer, Polymer 甚至上百万，范围在104～106
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高分子也叫 高分子化合 物，是指分 子量很高并 由共价键连 接的一类化 合物
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1.
绪
论
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 高分子科学已经发展成高分子化学 和高分子物理两个主要分支
本 章 内 容

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高分子的基本概念 高分子化合物的基本特征 高分子化合物的命名和分类 聚合反应 山东科技大学 11
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 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
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1.2 高分子化合物的基本特征
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
结构单元 重复单元 单体单元
但, 重复单元＝链节
xn 2DP 2n M xn M 0 2DP M 0
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
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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 ----( CH2--CH=CH--CH 2 -)--(-CH 2--CH-)---y x
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Macromolecules, High Polymer, Polymer。常用的高分子的分子量一般高达几万、 几十万，甚至上百万，范围在104～106 。 常见的几种高分子的简介：
1. 由一种结构单元组成的高分子 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。如：聚苯乙烯 2.由两种结构单元组成的高分子 如：合成尼龙-66 3. 由无规排列的结构单元组成的高分子 例如：丁苯橡胶
合成尼龙-66则具有另一特征：
H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH + (2n-1) H 2O
结构单元 结构单元
n
重复结构单元
此时 ，两种结构单元构成一个重复结构单元
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单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子
高分子科学可以分为：高分子化学(狭义的)、 高分子物理 高分子工艺学三部分 高分子化学又分为：高分子合成 高分子化学反应 高分子物理化学 高分子物理研究高聚物的聚集态结构和本体性能。 高分子工艺学又分为高聚物加工成型和高聚物应用。
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3 高分子的基本概念
高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高并由共价键 连接的一类化合物
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高分子化学
潘祖仁 主编
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。
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。