高分子中重要的基本概念
高分子基本概念

1. 高分子:高分子也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量,其结构必须是由多个重复单元所组成。
2. 单体:能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元的小分子。
3.结构单元:在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元。
4. 共聚物: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。
5. 加聚反应:烯类单体加成而聚合起来的反应称为加聚反应,反应产物称为加聚物。
6. 缩聚反应:是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程,兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义,反应产物称为缩聚物。
7. 高分子的聚集态结构:高分子的聚集态结构,是指高聚物材料整体的内部结构,即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。
分为晶态、非晶态、液晶态。
8. 官能度:一分子中能参加反应的官能团的数目叫官能度9. 平均官能度:每一分子平均带有的基团数。
10. 反应程度:参加反应的基团数占起始基团数的分数。
11. 转化率:参加反应的单体量占起始单体量的分数12. 两者区别:转化率是指已经参加反应的单体的数目, 反应程度则是指已经反应的官能团的数目, 如:一种缩聚反应,单体间双双反应很快全部变成二聚体,就单体转化率而言,转化率达100%;而官能团的反应程度仅50%13. 凝胶化现象:体系粘度突然急剧增加,难以流动,体系转变为具有弹性的凝胶状物质,这一现象称为凝胶化。
14. 凝胶点:开始出现凝胶化时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点,用Pc表示,是高度支化的缩聚物过渡到体型缩聚物的转折点。
15. 引发剂:自由基聚合引发剂通常是一些可在聚合温度下具有适当的热分解速率,分解生成自由基,并能引发单体聚合的化合物。
16. 引发剂半衰期:引发剂分解至起始浓度一半所需要的时间。
17. 引发剂效率:引发剂用来引发单体聚合的部分占引发剂分解或消耗总量的分数。
18. 自动加速现象:随着反应进行,体系的粘度增大,活性端基可能被包埋,双基终止困难,速率常Kt下降,聚合反应速率不仅不随单体和引发剂浓度的降低而减慢,反而增大的现象。
高分子化学总结

•2-3、2-4等多官能度体系:体形缩聚。
第 二 章
缩 聚 和 逐 步 聚 合
反应程度 p :参加反应的官能团数占起始官能
团数的分率。
官能团等活性理论:不同链长的端基官能团,
具有相同的反应能力和参加反应的机会,即官能
① 取代基的位阻效应使聚合热降低;
② 共振能和共轭效应使聚合热降低;
③ 强电负性取代基使聚合热升高; ④ 氢键和溶剂化作用使聚合热降低。
第 三 章
单体平衡浓度:
自 由 基 聚 合
自由基的稳定性:共轭效应和位阻效应使自由基
稳定。
活泼自由基可引发单体进行自由基聚合;
稳定自由基是自由基聚合的阻聚剂。
质均分子量
Mw
n M x M n
i i i i
i
mi M i m
i
ni M i n M
i
2
wi M i
i
第 二 章
一、基本概念
缩 聚 和 逐 步 聚 合
缩聚反应: 缩合聚合的简称,是基团间经多次缩 合形成聚合物的反应。
官能度 f :是指一个单体分子中能够参加反应的 官能团的数目。
第 一 章
绪 论
单体单元:与单体相比,除电子结构改变外,原子种类及个数完
全相同的结构单元。
聚合度:以重复单元数为基准:DP ;以结构单元数为基准 全同立构高分子:主链上的C*的立体构型全部为D型或L 型。 间同立构高分子:主链上的C*的立体构型各不相同, 即D型与L型 相间连接。
Xn
立构规整性高分子: C*的立体构型有规则连接,简称等规高分子。 无规立构高分子:主链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。
高分子化学知识点

高分子化学知识点高分子化学是研究大分子化合物的合成、结构、性质和应用的科学。
在这篇文章中,我们将逐步介绍高分子化学的一些基本概念和知识点。
第一步:高分子化合物高分子化合物是由重复单元(单体)通过共价键连接而成的。
这些单体可以是有机化合物,如乙烯、苯乙烯等;也可以是无机化合物,如硅氧烷等。
共价键的形成使得高分子化合物具有较高的分子量和相对较低的挥发性。
第二步:聚合反应聚合是指将单体通过共价键连接成高分子化合物的过程。
聚合反应分为两类:加成聚合和缩聚聚合。
加成聚合是指单体中的双键被打开,形成新的共价键;而缩聚聚合是指单体中的官能团(例如羟基、胺基等)通过消除小分子(例如水、醇等)形成新的共价键。
第三步:聚合度聚合度是指高分子化合物中单体重复单元的数量。
它可以用聚合物的平均分子量(Mn)或聚合度分布来表示。
对于线性高分子,聚合度越高,分子量越大。
第四步:高分子结构高分子的结构可以分为线性、支化和交联结构。
线性高分子是指单体以直线形式连接而成的聚合物;支化高分子是指聚合物中存在分支结构;交联高分子是指聚合物中存在交联点,形成三维网络结构。
高分子的结构对其性能和应用有很大影响。
第五步:高分子性质高分子的性质包括力学性能、热性能、光学性能等。
力学性能包括强度、刚度和韧性等;热性能包括熔点、玻璃化转变温度等;光学性能包括透明度、折射率等。
不同的高分子具有不同的性质,使其在不同的领域具有广泛的应用。
第六步:高分子应用高分子在生活中有着广泛的应用。
例如,聚乙烯是一种常见的塑料,可以用于制作包装材料、管道等;聚合物电解质可以用于锂离子电池和燃料电池等能源领域;高分子材料还可以应用于医学、电子、纺织等领域。
总结:高分子化学是一门研究大分子化合物的合成、结构、性质和应用的学科。
了解高分子化学的基本概念和知识点对于理解和应用高分子材料具有重要意义。
通过逐步的学习,我们可以深入了解高分子化学的各个方面,为高分子化学的研究和应用提供基础。
高分子的基本概念教案

高分子的基本概念教案高分子是由重复单元结构组成的大分子化合物。
它们由许多聚合单体通过化学键连接而成,具有高分子量和较长的链状结构。
高分子化合物的基本概念包括高分子的定义、分类、聚合反应以及高分子材料的性质和应用等方面。
首先,高分子的定义是指分子量较大的化合物,通常为几千至数百万个原子量单位。
高分子通常由聚合单体通过共价键连接而成,并形成长链状结构。
高分子的命名通常根据其聚合单体的名称以及聚合方法,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
根据结构和形态的不同,高分子可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子以及共聚高分子等。
线性高分子由一个个聚合单体依次连接而成,链状结构较为简单。
支化高分子在线性结构的基础上增加了支链,使得分子更为复杂。
交联高分子中含有交联键,使得分子形成网状结构,从而增加了高分子的机械强度和稳定性。
共聚高分子是由两种或多种不同的单体共同聚合而成,可以调节高分子的性质以及应用领域。
高分子的聚合反应是将聚合单体转变为高分子的过程。
聚合反应分为自由基聚合、离子聚合、缩聚聚合以及环氧树脂聚合等不同类型。
自由基聚合是最常见的聚合反应,通过自由基引发剂引发自由基聚合反应,如自由基聚合聚合物的形成。
离子聚合是通过离子引发剂引发单体的离子聚合反应,例如阴离子聚合以及阳离子聚合。
缩聚聚合是通过缩聚反应来形成高分子,如酯缩聚反应、醚缩聚反应等。
环氧树脂聚合是通过环氧树脂的开环反应来形成高分子。
高分子材料具有许多独特的性质,包括高分子链的柔韧性和可延展性、化学稳定性、热稳定性以及电绝缘性等。
高分子材料的性质可以通过聚合单体的选择、聚合方法的控制以及添加剂的引入进行调节。
根据不同的应用需求,高分子材料可以具有不同的性能特点,如强度高、耐磨性好、耐高温、抗腐蚀等。
高分子材料在各个领域都有广泛的应用。
例如,聚乙烯、聚氯乙烯等高分子材料广泛用于塑料制品的生产;聚酰胺纤维、涤纶纤维等高分子材料用于纺织品的制造;丙烯酸树脂、环氧树脂等高分子材料在涂料和粘合剂中得到广泛应用;高分子凝胶材料在生物医学领域用于药物传递和组织工程等。
北京化工大学《高分子化学》 各章要求、重点内容

《高分子化学》各章要求及重点内容第一章 绪论一、基本要求1、掌握高分子化学的基本概念。
2、对重要的相关概念进行辨析。
3、掌握聚合物的分类与命名。
4、正确写出常用聚合物的名称、分子式、聚合反应式。
二、主要内容 1、基本概念单体、高分子、大分子、聚合物、低聚物(齐聚物); 结构单元、重复单元、单体单元、链节; 主链、侧链、端基、侧基;聚合度、相对分子质量、相对分子质量分布等;加聚反应、缩聚反应、加聚物、缩聚物、连锁聚合、逐步聚合; 2、聚合物的分类、命名及典型聚合物的命名、来源、结构特征 - 表1-5、1-6、1-7、1-8、内容合成高分子、天然高分子;碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物、无机高分子; 聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚、聚脲、聚砜。
3、聚合反应的分类及聚合反应式 聚合物分子式(结构式)、结构单元-重复单元的区别与联系; 聚合反应的分类及聚合反应式写法;加成聚合与缩合聚合、连锁聚合与逐步聚合的联系与区别。
第二章 逐步聚合要求一、基本要求1、掌握逐步聚合的基本概念;2、逐步聚合反应分类(从不同的角度分类)3、比较线形逐步聚合与体型逐步聚合反应;4、线形逐步聚合反应聚合度的计算与控制(单体等摩尔比反应与非等摩尔比反应);5、体型逐步聚合凝胶点的控制;6、正确书写重要逐步聚合聚合物的合成反应式;7、比较连锁聚合与逐步聚合,讨论影响两类反应速率及产物分子量的因素。
二、主要内容 1、基本概念平衡缩聚与不平衡缩聚、线形缩聚与体形缩聚、均缩聚、混缩聚、共缩聚; 缩合聚合、逐步加聚反应(聚加成反应)、氧化偶取联聚合、加成缩合聚合、分解缩聚。
官能团与官能度、平均官能度、官能团等活性理论、反应程度与转化率、当量系数与过量分率; 热塑性树脂与热固型树脂、凝胶点、结构预聚物与无规预聚物; 2、线性逐步聚合相对分子质量控制方法及其计算(1)等物质量反应:PX n -=11封闭体系: )1/(+=K K P 1+=K X n开放体系: wnPnKC X0=(2)非等物质量反应:aAa + bBb (过量)体系:当量系数:B A N N r = 过量分率:AA B N N N q -= 关系:r=1/(1+q) rPr r X n 211-++= )1(22P q q X n -++= aAa + bBb + Cb 体系:,2BBANNN r +=AB NN q ,2= 聚合度计算公式同前3、体型逐步聚合凝胶点的控制官能团等当量:平均官能度:∑∑=iii Nf N f 凝胶点: fP c2=官能团非等当量:所有分子数未过量官能团数⨯=2f 凝胶点: fP c 2= 三、分析应用(1)官能团等活性理论的分析、运用(与自由基聚合、共聚合中等活性理论比较)。
高分子的基本概念是

高分子的基本概念是
高分子是由许多重复单元组成的大分子化合物。
它们具有相同或相似的化学结构单元,并以共价键或其他化学键相连。
高分子在自然界和人工合成中都广泛存在,包括蛋白质、核酸、纤维素等。
高分子具有许多特性和应用。
首先,它们通常具有高分子量和长链结构,这使得高分子具有良好的物理性质,如高强度和高韧性。
其次,高分子材料可以根据需要进行改性,以满足不同的应用要求。
例如,通过添加填充剂可以提高高分子材料的强度和刚度;通过添加增塑剂可以增加高分子材料的可塑性和柔软性。
高分子还具有良好的化学稳定性和耐热性。
大多数高分子材料在常规温度和环境下可以长时间稳定存在,不易分解或腐蚀。
这使得高分子材料在各种领域有着广泛的应用,如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。
高分子材料还具有良好的绝缘性能,广泛应用于电子器件、电缆、绝缘材料等领域。
高分子材料在生物学和医学领域中也有重要应用。
例如,可降解高分子材料可以作为药物传递系统,通过调控药物释放速率和目标定向,实现药物在体内的靶向治疗。
另外,高分子还可以用于人工器官和组织工程方面的研究,如人工血管、人工皮肤等的制备。
高分子科学是一个跨学科的研究领域,涉及化学、物理学、材料学、生物学等多个学科的知识。
在高分子领域中还有许多重要的概念和原理,如聚合反应、高分
子结构与性质关系、高分子合成和表征技术等。
总的来说,高分子是由重复单元组成的大分子化合物,具有良好的物理和化学性质,广泛应用于各个领域。
高分子科学的发展为我们提供了许多新材料和新技术,对人类社会的进步具有重要影响。
高分子物理基本概念汇总

第四、五章 高聚物分子量及分子量分布
• 高聚物分子量的特点:分子量在10 -10 之间; 分子量不均一,具有多分散性,分子量只有 统计意义。 • 多分散系数:表征高聚物分子量的分散程度, d越大,说明分子量越分散, d=1,说明 分子量呈单分散。 • 分子量测量方法:端基分析法、溶液依数性 法、渗透压法、气相渗透法、光散射法、粘 度法 。
高分子物理基本概念
高分子科学发展历史
• 1806 橡胶热弹性效应 • 1920 H.Staudinger 提出大分子 • 1932 高分子学科创立
• 1953 H.Staudinger 获诺贝尔化学奖(高分子学说)
• 1963 Zegler,Natta • 1974 P.J.Flory 获诺贝尔化学奖(高分子定向聚合) 获诺贝尔化学奖(高分子溶液)
• 分子量分布的研究方法:理论推导法、试验分级 法(沉淀分级法、溶解分级法、梯度淋洗法、扩 散速度法、沉降平衡法、沉降速度法、凝胶渗透 色谱法),凝胶渗透色谱又称为排斥体积色谱 (SEC)。 • 高分子的分子量分布中,低分子量部分对数均分 子量影响较大,高分子量部分对重均分子量影响 较大。
第六章 高聚物的分子运动和力学状态
• 流变性:在外力作用下,熔体不仅表现出粘性流动,而 且也表现出弹性形变,也就是高聚物的熔体既表现出粘 性,又表现出弹性,又称为粘弹性。 • 流体流动方式:层流、单轴拉伸流动及流体静压强下流 动。 • 高聚物流动性的表征参数:剪切黏度、拉伸黏度、熔融 指数。
• 熔融指数( MI ):在一定温度下,熔融状态的高聚物 在一定负荷下,10min内从规定直径和长度的标准毛细 管中流出的重量(g)。 MI越大,熔体流动性越好。
• 剪切变稀:大多数高聚物熔体和浓溶液属于假塑性流 体,其粘度随剪切速率的增大而减小,即剪切变稀。
高分子的基本概念

结构单元有时也称为单体单元(Monomer unit)。
2.1 由一种结构单元组成的高分子
聚氯乙烯 (PVC)
nCH2 CH Cl
单体
CH2 CH n Cl
结构单Байду номын сангаас、重复单元、单体单元
聚苯乙 n CH2 CH 聚合 烯 (PS)
缩写成
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
CH2 CH n
结构单元=单体单元=重复单元
DP n
高分子的分子量(数均分子量):
M DP M0 n M0
式中: M ——高分子的分子量 M0 ——结构单元的分子量
由1种结构单元组成的高分子,高分子的分子量是结构单元的分子量与聚合度DP 或重复单元数n的乘积。
2.2 由2种结构单元构成1个重复结构单元的高分子
聚对苯二甲酸乙二醇酯,PET
分子量多大才算是高分子?其实,并无明确界限,一般分子量划分
< 1000~ 103 ~ 104 104 ~ 106 >106
低分子量化合物 中等分子量化合物(齐聚物) 高分子化合物 超高分子量化合物
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - -
乙烯基 100 400
聚合物
高分子的加工性能与分子量有关
内 高分子化合物的命名和分类
容 聚合反应
学习要点
1. 高分子化合物的定义及其特点; 2.七种分类和五种命名方法; 3.大分子结构式和聚合反应方程式的书写规范; 4.相对分子质量及其多分散性。
第1.1节 高分子的基本概念 一、高分子化合物定义(macromolecule compound )
高分子化学知识要点

高分子化学知识要点一、高分子的基本概念高分子化合物,简称高分子,是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物。
生活中常见的高分子材料有塑料、橡胶、纤维等。
高分子与小分子化合物相比,具有独特的性能。
例如,高分子材料通常具有较好的韧性、弹性和机械强度。
这是因为高分子的长链结构能够有效地分散和承受外力。
高分子的相对分子质量是一个重要的参数。
它不是一个确定的值,而是具有一定的分布范围。
这是由于聚合反应过程中的随机性导致的。
相对分子质量的大小和分布会显著影响高分子材料的性能。
二、高分子化合物的分类高分子化合物的分类方法有多种。
按照来源,可分为天然高分子和合成高分子。
天然高分子如纤维素、蛋白质等,是自然界中原本就存在的;合成高分子则是通过人工化学反应合成的,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
根据高分子主链的结构,又可分为碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子。
碳链高分子的主链全部由碳原子组成,像聚乙烯、聚丙烯就属于此类;杂链高分子的主链除了碳原子,还含有氧、氮、硫等杂原子,如聚酯、聚酰胺;元素有机高分子的主链中不含碳原子,而是由硅、磷、铝等元素组成,不过侧基一般是有机基团。
另外,还可以根据用途将高分子分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
不同类型的高分子在性能和应用方面有着很大的差异。
三、高分子的合成方法高分子的合成方法主要包括加聚反应和缩聚反应。
加聚反应是指由不饱和单体通过加成反应相互结合形成高分子的过程。
在这个过程中,没有小分子副产物生成。
例如,乙烯在引发剂的作用下发生加聚反应生成聚乙烯。
缩聚反应则是由具有两个或两个以上官能团的单体,通过官能团之间的缩合反应逐步形成高分子,同时会产生小分子副产物,如水、醇、氨等。
聚酯的合成就是一个典型的缩聚反应。
此外,还有开环聚合、逐步加成聚合等合成方法。
开环聚合是指环状单体通过开环形成线性高分子的反应;逐步加成聚合则是通过逐步的加成反应形成高分子。
高分子物理与化学 第1-2章基本概念和自由基聚合

第二章 自由基聚合
烯类单体的加聚反应绝大多数属于连锁 聚合,连锁聚合由链引发、链增长和链终止 等基元反应组成。
聚合时常用的引发剂I先形成活性种R*, 活性种打开单体M的π键,与其加成形成单体 活性种M*,再不断的和单体加成,形成高分 子,最后增长的活性链失去活性,使链终止。 链引发: I → R* R*+M → RM* 链增长: RM*+M → RM2* RM2*+M → RM3* RMn-1*+M → RMn* 链终止 RMn* → 死聚合物
在不同转化率下分离得聚合物的平 均分子量差别不大,体系中始终由单体、 聚合物和微量印发剂组成,不存在分子 量递增得中间产物。所变化得是聚合物 的量。 大部分烯类单体的聚合都属于这类 聚合。 对于有些阴离子聚合则是引发快, 增长慢、物终止的所谓活性聚合,有分 子量随转化率线形增长的情况。
2、 逐步聚合 反应是一步一步进行的,小分子先二 二 反应成二聚体,再成三聚体等---,再短时间 内单体转化率很高,分子量缓慢上升,要很 高转化率时才达到高分子量。再反应过程中 有很多中间产物,没二各中间产物都能相互 反应。尼龙66、聚氨酯的合成都属于逐步聚 合。 尼龙6的合成,用不同的催化剂,聚合机 理不一样 用水和酸做催化剂时为逐步聚合;用碱 做催化剂时为阴离子连锁聚合。
单体的聚合类型和聚合能力和单体结构,即
单体的电子效应和空间位阻效应决定。 醛酮中羰基π键异裂后具类似离子的特性,可 进行离子聚合,不能进行自由基聚合。 乙烯基单体可均裂也可异裂,有进行自由基 聚合和离子聚合的可能,但具体到每个单体 则要看其结构而定。
乙烯分子无取代基,结构对称,无诱导效应
二、聚合反应 是小分子单体合成聚合物的反应叫聚合反 应 聚合方法又两种不同的分类, 最早是以反应前后单体和聚合物的组成和 结构上的变化来分类:他们可以分成加聚反 应和缩聚反应
高分子材料的基本概念

纤 维
性 质 和 用 途 橡 胶 涂 料
纤细而柔软的丝状物,长度至少为直径的100 倍。
具有可逆形变的高弹性材料。
涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料。
能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料。 具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料。
胶粘剂
功能高分子
(三) IUPAC系统命名法 (1) 确定重复结构单元;
(2) 按规定排出重复结构单元中的二级单元循序:规定主 链上带取代基的C原子写在前,含原子最少的基团先写;
(3) 给重复结构单元命名:按小分子有机化合物的IUPAC 命名规则给重复结构单元命名; (4) 给重复结构单元的命名加括弧,并冠以前缀“聚”。 括弧必不可少
CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3
(四)单体单元 聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。 (五)聚合度 单个聚合物分子所含单体单元的数目。
聚合物
聚对苯二甲酸乙二酯, 涤纶,PET
HO O (C O C OCH2CH2O ) n HO O C
单
O C
体
+ OH HOCH2CH2OH
单体单元
O C O C
聚合度
2n n
OCH2CH2O O C O C OCH2CH2O
O C
O C OCH2CH2OH
(六)均聚物
由一种(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物。 如: CH2CH 氯乙烯单体 Cl
O C O C OCH2CH2O
由对苯二甲酸和乙二醇反应 生成的“隐含单体”: HOቤተ መጻሕፍቲ ባይዱC-Ph-COOCH2CH2OH “假设单体”:乙烯醇
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
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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
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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。
高分子化学第一章(2)

--NH-(--CH2-)-CO-- + n H2O n 5
n
H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH + (2n-1) H2O
n
8
单体单元、结构单元、重复单元、 单体单元、结构单元、重复单元、 高分子化学 链节有何关系? 链节有何关系?
3
聚氯乙烯PVC由什么组成? 由什么组成? 聚氯乙烯 由什么组成
4
高分子化学
一、 高分子化合物与单体
聚合物分子结构必须是由多个重复单元所组成, 聚合物分子结构必须是由多个重复单元所组成,并且这 些重复单元是由相应的小分子衍生而来。 些重复单元是由相应的小分子衍生而来。
C 2-C C 2-C C 2-C H H H H H H C l C l C l
其重复单元由 两种结构单元 组成, 组成,且结构 单元与单体的 组成不尽相同, 组成不尽相同, 所以, 所以,不能称 为单体单元。 为单体单元。
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH+ (2n-1) H2O
n
结构单元 结构单元 重复结构单元
但单体在形成高 分子的过程中要 失掉一些原子
----( C 2--C = H H2 -)--(-C 2--C -)---H H C --C H Hy x
n
说明: y为任意值,故在分子链上结构单元的排列是任意的: 说明: 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 在这种情况下,无法确定它的重复单元,
说明:n 表示重复单元数,也称为链节数,, 在此等于聚合度。 表重复单元数,也称为链节数 在此等于聚合度。
高分子化学总复习提纲1

自动加速效应 autoacceleration effect 又称凝胶效应。在自由基聚合反应中,由于聚合体系黏 度增大而使活性链自由基之间的碰撞机会减少,双基终止难 于发生,导致自由基浓度增加,此时单体仍然能够与活性链 发生链增长反应,从而使聚合速度自动加快的现象。 竞聚率: 两种单体均聚速率常数与共聚速率常数之比称为竞聚 率: r1 == k11 / k12;r2 == k22 / k21。 活性聚合、活性聚合物、计量聚合 living polymer 在无链转移和链终止反应发生的连锁聚合反应条件下,聚合 反应完成以后大分子链端仍然保留着活性,一旦加入单体即 可以重新开始聚合反应,这样的聚合反应称为活性聚合;生 成物叫活性聚合物。阴离子聚合、配位阴离子聚合、阳离子 聚合以及自由基聚合反应在特定的条件下都可以得到活性聚 合物。不过阴离子聚合是目前合成活性聚合物最有效的方 法。
5.体型缩聚凝胶点计算: 首先判断两类官能团摩尔数是否相等,再分别按照不 同公式计算平均官能度: 1)如果两种官能团等摩尔即 fa Na == fb Nb + fc Nc, 则平均官能度为官能团总摩尔数与单体总摩尔数之比:
_
f
=
fa Na + fb Nb + fc Nc Na + Nb + Nc
2)如果两种官能团摩尔数不等,则平均官能度应该等于摩 尔数少的官能团摩尔数的二倍与单体总摩尔数之比:设fa Na > fb Nb + fc Nc,
=
_ _ _ _ HO [OC(CH2)4CO HN(CH2)6NH ]n H + (2 n 1) H2 O
4. 尼龙-6, 也有两条合成路线: 1)n HOOC(CH2)5NH2 == HO–[OC(CH2)5NH]n–H + (n -1) H2O
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高分子化学名词解释集合第一章绪论(Introduction)高分子化合物(High Molecular Compound):所谓高分子化合物,系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
单体(Monomer):合成聚合物所用的-低分子的原料。
如聚氯乙烯的单体为氯乙烯。
重复单元(Repeating Unit):在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。
如聚氯乙烯的重复单元为。
单体单元(Monomer Unit):结构单元与原料相比,除了电子结构变化外,其原子种类和各种原子的个数完全相同,这种结构单元又称为单体单元。
结构单元(Structural Unit):单体在大分子链中形成的单元。
聚氯乙烯的结构单元为。
聚合度(DP、X n)(Degree of Polymerization) :衡量聚合物分子大小的指标。
以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以表示。
聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成,因此聚合度是一统计平均值,一般写成、。
聚合物分子量(Molecular Weight of Polymer):重复单元的分子量与重复单元数的乘积;或结构单元数与结构单元分子量的乘积。
数均分子量(Number-average Molecular Weight):聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。
,Ni :相应分子所占的数量分数。
重均分子量(Weight-average Molecular Weight):聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。
,Wi :相应的分子所占的重量分数。
粘均分子量(Viscosity-average Molecular Weight):用粘度法测得的聚合物的分子量。
分子量分布(Molecular Weight Distribution, MWD ):由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布,分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。
多分散性(Polydispersity):聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。
分布指数(Distribution Index) :重均分子量与数均分子量的比值。
即。
用来表征分子量分布的宽度或多分散性。
连锁聚合(Chain Polymerization):活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
逐步聚合(Step Polymerization):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。
加聚反应(Addition Polymerization):即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。
加聚反应无副产物。
缩聚反应(Condensation Polymerization):即缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。
该反应常伴随着小分子的生成。
塑料(Plastics):具有塑性行为的材料,所谓塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。
塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间,受力能发生一定形变。
软塑料接近橡胶,硬塑料接近纤维。
橡胶(Rubber):具有可逆形变的高弹性聚合物材料。
在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。
橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(T g)低,分子量往往很大,大于几十万。
纤维(Fiber):聚合物经一定的机械加工(牵引、拉伸、定型等)后形成细而柔软的细丝,形成纤维。
纤维具有弹性模量大,受力时形变小,强度高等特点,有很高的结晶能力,分子量小,一般为几万。
热塑性聚合物(Thermoplastics Polymer):聚合物大分子之间以物理力聚而成,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。
热塑性聚合物受热时可塑化,冷却时则固化成型,并且可以如此反复进行。
热固性聚合物(Thermosetting Polymer):许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物,许多大分子键合在一起,已无单个大分子可言。
这类聚合物受热不软化,也不易被溶剂所溶胀。
碳链聚合物(Carbon-chain Polymer):大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
杂链聚合物(Hetero-chain Polymer):聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧、氮等杂原子。
元素有机聚合物(Element Organic Polymer) :聚合物的大分子主链中没有碳原子孙,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。
无机高分子(Inorganic Polymer):主链与侧链均无碳原子的高分子。
聚合反应(Polymerization):由低分子单体合成聚合物的反应。
第二章自由基聚合(Free-Radical Polymerization)活性种(Reactive Species):打开单体的π键,使链引发和增长的物质,活性种可以是自由基,也可以是阳离子和阴离子。
均裂(Homolysis):化合物共价键的断裂形式,均裂的结果,共价键上一对电子分属两个基团,使每个基团带有一个独电子,这个带独电子的基团呈中性,称为自由基。
异裂(Heterolysis):化合物共价键的断裂形式,异裂的结果,共价键上一对电子全部归属于其中一个基团,这个基团形成阴离子,而另一缺电子的基团,称为阳离子。
自由基聚合(Radical Polymerization):以自由基作为活性中心的连锁聚合。
离子聚合(Ionic Polymerization):活性中心为阴、阳离子的连锁聚合。
阳离子聚合(Cationic Polymerization):以阳离子作为活性中心的连锁聚合。
阴离子聚合(Anionic Polymerization):以阳离子作为活性中心的连锁聚合。
诱导效应(Induction Effect):单体的取代基的供电子、吸电子性。
共轭体系(Resonance System):在某些有机化合物分子中,由于双键、p电子或空的p轨道的相互影响与作用,使得电子云不能仅仅局限在某个碳原子上,而是分散在一定范围内多个原子上的离域体系中,这种离域体系就是共扼体系。
共轭效应(Resonance Effect):共扼效应存在于共扼体系中,它是由于轨道相互交盖而引起共扼体系中各键上的电子云密度发生平均化的一种电子效应。
共扼效应使体系的键长趋于平均化,体系能量降低,分子趋于稳定。
可分为σ-π共轭、p-π共轭、π-π共轭、σ-p共轭。
空间位阻效应(Steric Effect):由取代基的体积、数量、位置所引起的效应,它对单体聚合能力有显著的影响,但它不涉及对活性种的选择。
链引发(Chain Initiation):形成单体自由基活性种的反应。
链引发包括两步:初级自由基的形成(即引发剂的分解),单体自由基的形成。
链增长(Chain Propagation):单体自由基形成后,它仍具有活性,能打开第二个烯类分子的π双键,形成新的自由基,新自由基的活性并不随着链段的增加而衰减,与其它单体分子结合成单元更多的链自由基,即链增长。
链终止(Chain Termination):自由基活性高,有相互作用终止而失去活性的倾向。
链自由基失去活性形成稳定聚合物的反应称为链终止反应。
偶合终止(Coupling Termination):两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应,偶合终止的结果是大分子的聚合度为链自由基重复单元数的两倍。
歧化终止(Disproportionation Termination):某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子终止反应。
歧化终止的结果是聚合度与链自由基的单元数相同。
单基终止(Mono-radical Termination):链自由基从单体、溶剂、引发剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止,这些失去原子的分子可能形成新的自由基继续反应,也可能形成稳定的自由基而停止聚合。
双基终止(Bi-radical Termination):链自由基的独电子与其它链自由基中的独电子或原子作用形成共价键的终止反应。
链转移(Chain Transfer):在自由基聚合过程中,链自由基可能从单体(M)、溶剂(S)、引发剂(I)等低分子或大分子上夺取原子而终止,使失去原子的分子成为自由基,继续新链的增长,这一反应叫链转移反应。
引发剂(Initiator):在聚合体系中能够形成活性中心的物质,使单体在其上连接分为自由基引发剂,离子引发剂。
半衰期(Half Life):物质分解至起始浓度(计时起点浓度)一半时所需的时间。
诱导期:聚合初期初级自由基为阻聚杂质所终止,无聚合物形成,聚合速率为零的时期。
诱导分解(Induced Decomposition):诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,其结果使引发剂效率降低。
笼蔽效应(Cage Effect):在溶液聚合反应中,浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基始终处于含大量溶剂分子的高黏度聚合物溶液的包围之中,一部分初级自由基无法与单本分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应,从而使引发剂效率降低。
引发剂效率(Initiator Efficiency):引发聚合部分引发剂占引发剂分解消耗总量的分率称为引发剂效率。
转化率(Conversion):单体转化为聚合物的分率,等于转化为聚合物的单体量比去用去单体总量。
热引发聚合(Thermal-Initiation Polymerization):聚合单体中不加入引发剂,单体只在热的作用下,进行的聚合称为热引发聚合。
光引发聚合(Photo-Initiation Polymerization):单体在光的激发下(不加入引发剂),发生的聚合称为光引发聚合。
可分为直接光引发聚合和光敏聚合两种。
光引发效率(Photo-Initiation Efficiency):又称为自由基的量子产率,表示每吸收一个光量子产生的自由基对数。
辐射聚合(Radiation Polymerization):以高能辐射线引发单体聚合,即为辐射聚合。
辐射剂量(Radiation Dosage):指辐射线传给物质的能量,一般将每克物质吸收10-5J的能量作为辐射吸收剂量的单体。
辐射吸收剂量与剂量率可用于衡量辐射聚合效应的大小。
剂量率(Dose Rate):是指单体时间内的吸收剂量。