【资料】高分子化学与物理汇编
高分子化学与物理
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6、 在自由基聚合反应中，当产物大分子两端均带有引发剂的残基，表明是发生（偶合 终止） ，当（产物大分子）一端带有引发剂的残基表明是发生（歧化） 终止反应。 7、 苯乙烯进行乳液聚合时，成核的主要方式是（胶束成核） ，醋酸乙烯酯进行乳液聚 合时，成核的主要方式是（均相成核） 。 8、 丙烯定向聚合常用的催化剂是（ TiCl3 ） ，助催化剂是（AlEt3） 9、 聚合物的降解有热降解、机械降解、水解、 （生物降解）和氧化降解，热降解有（解 聚） 、无规断裂和取代基的消除反应。 10、 路易斯酸通常作为（阳离子型）聚合的引发剂，路易斯碱通常作为（阴离子型） 聚合的引发剂。 11、 在聚合过程中，加入十二碳硫醇的目的是（调节分子量） ，其原理是发生链转移反 应。 12、 二烯烃配位聚合的引发剂大致分为（Ziegler—Natta 型） 、 （ π --烯丙基型）和烷 基锂型 13、 橡胶的交联反应通常是利用橡胶的大分子链上的（双键）反应而实现，因而又称 为（橡胶的硫化） 。 14、 共聚物组成微分方程
[ M1 ] ⋅ r1 [ M1 ] + [ M 2 ] 是表示（共聚物瞬时组成）与 d [ M 2 ] [ M 2 ] r2 [ M 2 ] + [ M1 ]
=
d [ M1 ]
（单体组成间的）定量关系。 15、 在自由基聚合反应中，当双基偶合终止时，v=1/2 DP ,当歧化终止时 v= DP 16、 取代基极性即 e 值大小是单体参加（共聚）合反应活性的决定因素，取代基共轭 程度的大小是单体参加（均聚反应）活性的决定因素 17、 可进行阴离子聚合的烯类单体，其取代基都是（吸电子基团） ，而可进行阳离子聚 合的烯类单体其取代基都是（供电子基团） 。 18、 乳液聚合反应进入恒速期的标志是（胶束消失） 。 19、 聚合速率快，得到的聚合物分子量高，又可在较低的温度下聚合的方法是（乳液 聚合） ，得到产品纯度高的聚合物方法是（本体聚合） 。 20 、常用的 Z—N 催化剂为（TiCL4—AtEt3）或（TiCL3—AtEt3） 21、 在离子聚合过程中，活性中心离子近旁存在反离子，它们之间的结合随溶剂和温 度不同，可以是共价键、紧密接触离子对、溶剂隔离离子对和自由离子。 22、影响聚合物反应活性的化学因素主要有溶剂效应、自由离子效应和温度效应。 23、 异丁烯和少量异戊二烯选用 SnCl4+H2O 为引发剂，在二氯甲烷中反应，该反应属于 阳离子聚合，其产物为丁基橡胶。
高分子物理-6-第6章-高分子化学与物理资料
体系吸收 的热量
假定过程可逆 由热力学第二定律：
dQ TdS
体系对外 作的功
膨胀功 PdV 拉伸功 fdl
dW PdV fdl
dU TdS PdV fdl
等容条件便于理论分析
dU TdS PdV fdl
分子间距离不变，即分子间相互作用不变，只需 考虑由于分子构象改变而引起的内能和熵的变化
S
f
T ( l
)T ,V
l
f
T
(
S
)T
,V
(
l
)T
,V
1 l0
T
(
S
)T
,V
l0
f A0
1 A0l0
S
T ( )T ,V
1 A0l0
T[1 2
Nk(2
2
2 )]
S 1 Nk[2 2 3]
2
1 A0l0
T[1 2
Nk(2
2
2
)]
N1
N A0l0
N1kT(
1
2
)
橡胶状态方程1
N1 M c
4.15
尼龙 66
1.0
2.0 0.35 1.2 1.55 0.855
5.13
3.3
0.45
3.0
0.33
4.1
0.33
3.3
0.33
对于各向同性的材料：
E 2G(1 ) 3B(1 2 )
只要知道2个参数，就足以描述它的弹性力学行为。
3、各向异性材料的情况 单轴取向的材料有5个独立的弹性模量，2个泊松比
纤维素硝酸酯—赛璐珞 1869年海厄特(J.W.Hyatt1837～1920）
高分子化学与物理基础（第二版）第6章 高分子的化学反应（可编辑）
高分子化学与物理基础（第二版）第6章高分子的化学反应第6章高分子的化学反应1高分子化学反应的特征及影响因素2高分子的官能团反应3高分子的交联和接枝4高分子的扩链反应5高分子的降解第6章高分子的化学反应高分子的化学反应一般是按照聚合度和基团的变化(侧基或端基)而不按反应机理来分类的,通常把高分子的化学反应大致分为三类。
①聚合度基本不变,高分子的侧基和(或)端基发生变化的反应,成为高分子的相似转变。
这种反应主要发生在由某种官能团转变为新的官能团,继而生成新高分子的反应。
②聚合度变大的反应,主要的反应如交联、嵌段、接枝和扩链等反应。
③聚合度变小的反应,如高分子发生解聚、降解等反应,使得分子量变小。
6.1 基础理论1能量的级别2理想功Wid3不可逆过程的损耗功WL6.1.1 高分子化学反应特征一般来说,高分子与其低分子同系物在结构上有类似的地方,因而可进行相同的化学反应,包括氧化、还原、取代、加成、消去、环化、配位等反应。
(1)高分子的化学反应不完全(2)高分子的化学反应复杂6.1.2 影响大分子链上官能团反应能力的物理因素化学反应需要反应物质相互接触,因此影响大分子链上官能团反应能力的物理因素主要有反应物质的扩散速率和反应物的局部浓度。
对于高分子来说,结晶和无定形高分子,线型、支链型及交联高分子,不同的链构象,反应是否呈均相等,对小分子物质的扩散都有着不同的影响,从而影响到基团的化学反应能力。
对于部分结晶的高分子,在非均相反应中分子链上基团的反应主要发生在无定形区。
因为在结晶区内分子链间排列整齐并且作用力大,小分子试剂难以扩散到晶区内。
6.1.3 影响高分子反应的化学因素影响高分子反应活性的化学因素主要是概率效应、位阻效应、静电效应和邻近基团效应等。
(1)概率效应高分子相邻官能团作无规则的成双反应时,中间往往会有孤立的单个基团,这些孤立的基团不能够再参加化学反应,使最高转化程度受到限制。
(2)空间位阻效应当参与反应的高分子链的侧基具有较大的位阻,或者小分子试剂含有较大的刚性基团时,高分子反应的活性将受到空间位阻的影响。
考研高分子化学及物理讲义..
高分子物理：第一章高分子链的结构第二章聚合物的凝聚态结构第三章高分子溶液第四章聚合物的分子量和分子量分布第五章聚合物的转变与松弛第七章聚合物的粘弹性第八章聚合物的屈服和断裂第九章聚合物的流变学（2）次要章节：高分子物理：第六章橡胶弹性第十章聚合物的电学性能、热性能、光学性能以及表面与界面性能知识点进行巩固复习，理解性练熟背会。
考试中答题一定要全面，有重点，结合实例、图表分析更好，无论出到什么类型和什么方面的试题，一定要根据自己掌握的知识尽量作答，不允许出现空白。
高分子物理部分1、什么是嵌段共聚物？试举一个嵌段共聚物的实例，并说明其合成方法及共聚物性能？2、什么是接枝共聚物？试举一个接枝共聚物的实例，并说明其合成方法及共聚物性能？3、指出高分子溶剂是良溶剂、θ溶剂和劣溶剂的条件？4、简述取代基对高分子链柔顺性的影响？5、简述分子间作用力对聚合物凝聚态结构和性能的影响？6、简述高分子运动的特点？7、简述影响高分子结晶能力的因素？8、什么是结晶速度？简述温度对结晶速度的影响？用什么方法可以得到透明的聚合物材料？9、简述高聚物的熔化和低分子熔化的相似点和区别？10、怎样能够制取强度和韧性均较好的纤维材料？11、以HIPS为例说明共混高聚物对热性能和力学性能的影响？12、什么是理想溶液？简述高分子溶液与理想溶液的区别？13、结合非晶态高聚物的温度-形变曲线分析高聚物的两种转变和三种力学状态？为什么非晶态高聚物随温度变化出现三种力学状态和两种转变？14、用自由体积理论解释玻璃化转变现象？15、简述玻璃化温度的影响因素？三、图表类1、聚合物的结晶速度与温度的关系：2、结晶聚合物和小分子晶体在加热熔融过程中比热容随温度的变化曲线：3、4、在同一坐标系中画出牛顿流体、假塑性流体、膨胀性流体粘度随剪切速率的关系图（左图）：聚合物零切粘度与分子量的关系曲线（右图）5、聚合物的比容随温度的变化曲线（左图）非晶态聚合物模量随温度的变化曲线（右图）：6、玻璃化温度与相对分子质量之间的关系（左图）：两种交联天然橡胶，样品1的交联度大于样品2的交联度，在同一坐标系中画出温度--形变曲线（右图）：7、非晶态聚合物的应力应变曲线（左图）：应力—应变曲线（右图）：8、对如下四种聚合物施加一恒定应力，然后除去应力，形变--温度曲线（发展和恢复过程）9、交联和线性聚合物的应力松弛曲线（左图）：结晶聚合物的应力应变曲线（右图）：10、储能模量、损耗模量及损耗角的正切值随温度的变化曲线：储能模量、损耗模量及损耗角的正切值随作用频率的变化曲线：（教材P150）补充：1、聚合物--溶剂体系的相图2、特性粘度的求法：3、非晶态聚合物的温度—形变曲线4、线性非晶态聚合物的蠕变及回复曲线：5、蠕变与温度和外力的关系（左图）：硫化橡胶拉伸和回缩的应力--应变曲线（中图）：聚合物的形变—温度曲线和内耗温度曲线（右图）：6、聚合物5种类型应力—应变曲线：7、聚合物应力—温度、应力—应变曲线：8、聚合物熔体和溶液的普适流动曲线：（教材P203）9、切变速率—分子量—粘度的关系（左图）：分子量对聚合物流动曲线的影响（中图）：分子量分布对聚合物流变曲线的影响（右图）：高分子物理部分：1、高分子链的构象统计：自由连接链：自由旋转链：或锯齿形长链在主链方向上的投影：等效自由连接链：或柔顺性的表征：空间位阻参数：特征比：无扰尺寸：例：一种聚丙烯高分子链的聚合度为600，在θ条件下该高分子链在外力作用下的最大拉伸比为10，求该高分子链的空间位阻参数σ和极限特征比C∞。
高分子化学与物理-第1章-绪论-精简
第1章 问题
1 、为什么说高分子科学既是一门基础科学，也是一门应用科学？
2 、天然高分子有什么优点和缺点？为什么要发展合成高分子？ 3 、合成高分子的研究是经历一个怎么样的过程？ 4、 按照不同角度来区分，高分子有多少种类？ 5、 通常制备高分子方法有哪几种？
6 、为什么高分子分子量会有一个分布？分布如何表示？什么样的 分布最合适？
D Mw Mn
D值越大，表示分布越宽。天然高分子的D值可达1，完
全均一，合成高分子的D值一般在1.5～50之间。
8、高分子化学发展简史
• 高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。 • 1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。 • 1868年，英国科学家Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得 赛璐珞。
PMMA：poly（methyl methacrylate）
PET：poly（ethylene terephthalate） PA：polyamide；PUR： polyurethane
6、聚合反应分类
A. 按单体和聚合物的组成和结构变化分类
早期的分类方法：加聚反应和缩聚反应。
B. 按聚合机理分类
密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。1963年， Ziegler和Natta分享诺贝尔化学奖。 • 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）。
20世纪50年代开始，按聚合机理和动力学过
程，将聚合反应分：链式聚合和逐步聚合两大类。
7、高分子的相对分子质量及其分布
高分子化学和物理
高分子化学和物理高分子化学是研究大分子化合物的化学、结构、性质和合成方法等方面的学科。
它是材料科学和工程领域中十分重要的一门学科，具有广泛的应用前景。
高分子物理是研究高分子材料的物理性质和现象的学科。
高分子物理对于理解高分子材料的结构和性质、控制高分子材料的结构和性质以及开发新的高分子材料等方面都有重要意义。
高分子化合物是由许多重复单元组成的大分子化合物。
高分子材料是由高分子化合物构成的材料。
高分子材料具有许多优良的性质，例如高强度、高韧性、耐磨性、耐化学腐蚀性等，被广泛地应用于汽车、电子、医疗、航空、建筑等领域。
高分子化学是研究高分子化合物的物理、化学和结构等方面的学科。
高分子化学的研究对象包括高分子的合成方法、结构、形态、性质、应用等方面。
高分子的分类方法有许多种，例如按链长分为超分子、超高分子、大分子等；按功能划分为物理性能、化学性质、热力学、动力学等。
高分子的结构也有许多种分类方法，例如按分子量、聚合度、极性等。
高分子的合成方法主要有四种：自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和羧酸聚合。
自由基聚合是最常用的一种，其反应机理是通过光、热或化学作用激发单体分子中的一个自由基，然后它就能够和另一个单体分子中的自由基发生反应，形成一个链长增大一个单体分子的高分子分子。
阳离子聚合和阴离子聚合是在带正离子或带负离子的引聚体存在下，通过捕获共轭共振偶极子或异极子与单体成立活泼质子化合物并释放出引聚学界、产生引聚反应的一种聚合方法。
羧酸聚合是在含有羧酸官能团的单体中，通过官能团的缩合作用发生聚合反应。
高分子的应用非常广泛，既包括常见的聚乙烯、聚丙烯等塑料材料，也包括更加高级的聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚醚酮等高温材料。
这些高分子材料在汽车、电子、医疗、航空、建筑等领域中都有广泛的应用。
高分子材料的结构和形态与其性质有密切关系。
高分子材料的分子结构、平衡结晶结构和非平衡结构（例如玻璃态结构）对材料的力学性能、导电性能、光学性能等都具有重要影响。
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溶胀：溶剂分子渗入聚合物内部，溶剂分子和高分子的某些链段混合，使聚合物体积膨胀有限溶胀：最终不能达到溶解的溶胀，产生的条件：非良溶剂或交联聚合物无限溶胀：最终能达到溶解的溶胀，产生的条件：线性聚合物在良溶剂中溶解度参数：内聚能密度的平方根θ状态：溶剂分子之间、高分子链段之间以及高分子链段和溶剂分子间相互作用能相等，高分子链可互相贯穿并处于无扰状态。
X1：哈金斯参数，反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。
松弛过程：在一定温度和外场作用下，聚合物从一种平衡态通过分子运动过渡到另一种与外界条件相适应的平衡态总是需要时间的现象。
玻璃化转变：玻璃态和高弹态之间的转变高弹性：聚合物的分子中链发生了运动，使长链分子由卷曲状态变成伸展状，当外力消除后，形变可完全恢复，材料的这种性质称为高弹性。
Tg：玻璃化转变的转变温度称为玻璃化转变温度，用Tg表示熔融指数：在一定的温度和负荷下，高分子熔体在10min流经一个规定直径和长度的标准毛细管的质量（g）。
假塑性流体：低剪切速率下的流动行为符合牛顿流体行为，但随着剪切速率增大，黏度降低。
具有这种流动行为的流体称为假塑性流体。
表观黏度：在中等剪切速率范围内流体所受到剪切应力与剪切速率的比值剪切变稀：表观粘度随剪切速率的增加而减小脆性断裂：断裂前试样没有明显的变化，断裂面一般与拉伸方向相垂直，断裂面光洁。
一般出现于屈服点之前的断裂。
韧性断裂：断裂前试样发生缩颈现象，断面粗糙。
一般发生于屈服点之后的断裂。
强迫高弹形变：Tg或Tm一下的大应力大形变，去除外力，形变不能回复，但加热至Tg 或Tm以上，形变大部分能恢复高分子的热运动特点：①运动单元的多重性，小运动单元（侧基、支链、链节、链段）和大运动单元（分子链）的运动②高分子热运动是一种松弛过程——分子运动具有时间依赖性③高分子热运动与温度有关——分子运动具有温度依赖性影响聚合物Tg（玻璃化转变温度）的结构因素和影响规律：链结构（主链结构、取代基和链构型），分子量，支化、交联和结晶，共聚，共混，分子间作用力，外界条件链柔性（最重要），主链柔性越好，Tg越低①对称取代——极性减弱，分子间作用力下降，Tg下降②不对称取代——数量增加，内旋转阻力增大（柔性变差），Tg上升③取代基越大——分子间距变大，分子间作用力下降，Tg下降一、聚合物的粘性流动：高分子流动是通过链段的位移运动来完成的，链段运动带动整个分子链位移，高分子流动不符合牛顿流体的流动规律，高聚物熔体为非牛顿流体，高分子流动时伴有高弹形变二、粘流温度Tf的影响因素：分子链的结构（链柔性、分子间作用力、分子量）及外力（外力大小与作用时间）三、高分子流动性影响因素：链结构的影响（分子量、分子量分布、支化）、外界条件（温度、剪切速率和剪切应力）四、分析加工条件（温度、剪切应力、剪切速率）对不同结构聚合物流动性的影响规律，并得出结论。
高分子化学与物理复习
1.高分子的结构1高分子链的近程结构（一级结构）一、高分子的化学组成二、结构单元的键接顺序三．支化与交联四、共聚物的结构五．高分子链的构型2高分子链的远程结构（二级结构）一、聚合物的分子量二、高分子的分子量分布三、高分子链的构象四．高分子链的柔顺性五、高分子链的构象统计3高分子的化学组成1. 碳链高分子2. 杂链高分子3. 元素高分子4. 无机高分子1-3出题方式：如：4支化与交联1. 支化支化高分子的性质与线形分子相似，可溶解，加热可融化；但结晶度大大降低。
2. 交联交联的高分子不能溶解。
交联高分子加热不能融化但在溶剂中可以溶涨，交联的程度越高，溶胀度越小。
5共聚物的结构交替、无规、嵌段、接枝6高分子链的构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
构型不能用物理方法改变，改变构型必须通过化学键的断裂和重组。
1．旋光异构体由手性碳原子（不对称碳原子）形成的。
（1）全同立构全部由一种旋光异构体单元键接而成，取代基R 处在平面的同一侧（2）间同立构由两种旋光异构体单元交替键接而成，取代基R 交替处在平面两侧。
（3）无规立构两种旋光异构单元完全无规键接，取代基R 无规分布在平面两侧。
7分子的立体构型不同，材料的性能也不同：全同立构的聚苯乙烯可结晶，熔点为240 ︒C ，而无规立构的聚苯乙烯不能结晶，软化温度为80 ︒C ；全同或间同的PP 易结晶，可纺丝成纤；而无规聚丙烯却是一种橡胶状的弹性体。
自由基聚合的高聚物大都是无规的，定向聚合可制得有规立构的高聚物。
8．几何异构体顺式：取代基在双键的同一侧反式：取代基在双键的两侧顺式1,4-聚丁二烯：分子与分子之间的距离较大，在室温下是一种弹性很好的橡胶。
反式1,4-聚丁二烯：分子链结构比较规整，容易结晶，在室温下是弹性很差的塑料。
9.单分散性：如果聚合物的分子量完全均一、大小相同，就称为单分散性。
阴离子聚合得到的产物接近单分散性。
（1）数均分子量（2）重均分子量（3）粘均分子量对单分散性样品，则：对单分散性试样，d=1对多分散性试样，d>1M Mn Wd =10.高分子链的构象1．内旋转单键是由σ电子组成，电子云分布是轴对称的，因此高分子在运动时C -C 单键可以绕轴旋转，称为内旋转。
高分子化学与物理
高分子化学与物理高分子化学与物理的发展历程高分子化学与物理是一门介于化学和物理之间的交叉学科。
它研究的是高分子材料的合成、性质、结构与应用。
该领域的研究追溯到19世纪，当时人们开始对重质烃的化学结构和反应进行深入研究，这些研究为高分子化学打下了基础。
20世纪初，光合成和照相技术的发展推动了高分子的研究，同时化学反应动力学和热力学也都取得了重大进展，为高分子化学的研究提供了更多的工具。
20世纪20年代，荷兰科学家斯特林（Herman Staudinger）提出了高分子分子的概念，他认为高分子是由长链分子组成的大分子化合物，这种理论解释了高分子的独特性质和性能。
斯特林的高分子分子理论引起了学术界的广泛争议，但最终被证明是正确的。
20世纪30年代，进一步的实验和理论研究推动了高分子化学的发展。
化学家Wallace H. Carothers发现了聚合反应的机制，他掌握了一些用来控制聚合反应速率的方法。
这些方法包括聚合引发剂和抑制剂，这两种剂可以有效地控制聚合反应的速度和分子量。
在他的研究中，Carothers合成了众多的聚合物，这些聚合物使用广泛，例如：聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯等。
在40年代，大量的高分子材料开始被应用于工业生产中，例如，在第二次世界大战中，生产氯丁橡胶、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸苯酯等高分子材料用于战争生产。
这时期高分子材料不断地更新，例如1963年Karl Ziegler和Giulio Natta发明了新一代的聚合反应，即采用配对催化剂，这种聚合反应使得聚合物可以高效、原子精确地合成。
20世纪60年代和70年代，高分子物理学开始进入快速发展阶段，特别是结构表征和力学性质的实验技术方面得到了很大的发展，这些进展丰富了高分子化学和物理学的理论，同时也促进了各种新的高分子材料的研究和开发。
在这段时间内，高分子材料的性质和应用领域得到了巨大的发展，例如：材料开发领域的绝缘材料、环保化学领域的生物可降解材料、电子信息材料领域的电解质材料等。
高分子化学与物理总结
3.单体单元：（与单体具有相同的化学组成，只是电子结构不同的原子组合。
）4.结构单元：（构成高分子主链，并决定主链结构的最小的原子组合。
）5.重复结构单元：（主链上化学组成相同的最小原子组合，有时简称为重复单元或链节。
）1.体型缩聚：多官能单体参加反应，能形成非线性的多支链产物，支化的大分子有可能进一步交联成体型结构的产物，这种凡能形成体型结构缩聚物的缩聚反应，称为体型缩聚。
2.凝胶现象：体型缩聚反应在聚合过程中一般表现为反应体系的黏度在聚合初期逐渐增大，当反应进行一定程度后，黏度突然急剧增大，体系转变为具有弹性的凝胶状物质，这一现象称为凝胶化或凝胶现象。
3.凝胶点：出现凝胶现象时的反应程度（临界反应程度）称为凝胶点。
17. 转化率：已转化为聚合物的单体量占起始单体量的百分数18. 反应程度：参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值偶合终止：两个大分子自由基相互结合生成一个大分子的终止方式，称为偶合终止。
歧化终止：歧化终止两个大分子自由基相互间反应，生成两个大分子的终止方式，称为歧化终止。
链转移反应：链转移反应是指在聚合过程中，链自由基可能从单体、引发剂、溶剂或大分子上夺取一个原子（大多数为氢原子）而终止，而失去一个原子的分子则成为新的自由基，并能继续进行反应形成新的活性自由基链，使聚合反应继续进行。
引发剂效率：用于引发聚合的引发剂量占引发剂分解总量的百分率。
诱导分解：自由基（包括初级自由基、单体自由基、链自由基）向引发剂分子的链转移反应。
笼蔽效应：引发剂分解产生的初级自由基在与单体反应生成单体自由基之前，发生了副反应而失活这种效应称为笼蔽效应。
诱导效应:有机分子中引入一原子或基团后，使分子中成键电子云密度分布发生变化，从而使化学键发生极化的现象，称为诱导效应6.异构化聚合：阳离子聚合中由于碳正离子的不稳定，异构成更稳定的结构，发生所谓的异构化反应。
若异构化反应比链增长更快，则进行异构化聚合。
高分子化学与物理2篇
高分子化学与物理高分子化学与物理是研究高分子化合物及其物理性质的学科领域。
高分子化学与物理的研究内容广泛，涉及高分子合成、高分子结构与性质、高分子的应用等多个方面。
本文将分为两篇，每篇3000字，介绍高分子化学与物理的基本概念、研究方法、应用前景等内容。
【第一篇】高分子化学与物理是一门跨学科的研究领域，它主要研究高分子化合物的合成、结构、性质以及相关的物理现象。
高分子化学与物理在材料科学领域有着广泛的应用，从塑料、纤维到聚合物材料等都是高分子化学与物理研究的重点。
高分子化学与物理研究的首要任务是合成高分子化合物。
高分子是由许多重复单元组成的大分子化合物，其分子量较大，通常在千克至百万克/摩尔之间。
高分子的合成有多种方法，常见的方法包括聚合反应、缩合反应、环化反应等。
合成的高分子可以通过改变反应条件和反应物的选择来控制其结构和性质。
高分子化合物的结构与性质是高分子化学与物理的核心研究内容。
高分子的结构通常分为线性结构、支化结构和交联结构等多种形式。
高分子的结构决定了其物理性质，如聚合度、分子量分布、亲水性、热性质等。
通过改变高分子的结构，可以调控其性能，满足不同领域的应用需求。
高分子化学与物理的研究方法主要包括理论计算和实验技术。
在理论计算方面，研究人员可以通过量子化学计算、分子动力学模拟等方法对高分子化合物的结构和性质进行预测和分析。
在实验技术方面，常用的方法包括核磁共振、质谱、红外光谱、热重分析、动态力学分析等。
这些实验技术可以揭示高分子的化学结构、分子量、热性质、机械性能等信息。
高分子化学与物理的应用广泛且前景可观。
高分子材料在日常生活中有着广泛的应用，如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。
此外，高分子材料还被广泛应用于电子器件、医疗器械、汽车零部件等领域。
随着科学技术的不断发展，高分子化学与物理的研究将为新材料的合成和性能调控提供更加丰富的理论基础和实验方法。
【第二篇】高分子化学与物理研究的持续发展为我们理解和应用高分子材料提供了更为深入的基础。
高分子化学与物理-第1章-绪论
涂料与粘合剂
01
涂料是一种能够涂覆在物体表面 并形成保护膜的高分子材料，具 有装饰和保护作用。
02
粘合剂是一种能够将两个物体粘 结在一起的物质，广泛应用于建 筑、机械、电子等领域。
05
高分子化学与物理的未来发展
高分子材料的绿色化
高分子结晶学
高分子结晶的结构与形态
01
描述高分子结晶的结构特点，以及不同形态的高分子结晶的形
成机制。
高分子结晶的成核与生长
02
研究高分子结晶的成核和生长过程，以及成核剂和生长因子对
高分子结晶形成的影响。
高分子结晶的动力学与热力学
03
探讨高分子结晶的动力学和热力学性质，如结晶速率、晶体熔
点和热稳定性等对高分子结晶性质的影响。
高分子化学与物理-第1章绪论
• 绪论 • 高分子的基本概念 • 高分子化学与物理的基本理论 • 高分子材料 • 高分子化学与物理的未来发展
01
绪论
高分子化学与物理的定义
01
02
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高分子化学
研究高分子化合物的合成、 反应、结构和性能的化学 分支。
高分子物理
研究高分子物质的结构、 运动和转变的物理分支。
塑料的回收和再利用是当前研究的热 点，旨在减少环境污染和资源浪费。
橡胶
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橡胶是一种具有高弹性和耐摩 擦性能的高分子材料，常用于 制造轮胎、密封件、减震器等
。
天然橡胶主要来源于橡胶树， 而合成橡胶则是由多种单体聚 合而成，如丁苯橡胶、顺丁橡
胶等。
橡胶的硫化是制造橡胶制品的 重要过程，通过硫化可以使其 具有更好的力学性能和耐久性
第八章高分子化学与物理
第八章功能高分子简介18.1 概述功能高分子是由天然高分子和合成高分子演变而成的一类具有功能性的高分子（材料）。
20世纪50年代开始萌芽80年代才发展成为高分子学科的一个最年轻、最有魅力和活力的多学科相互渗透和交叉的分支学科，正处于快速发展阶段。
2从物质到原材料，从通用材料到特性材料(Specialty materials)，再从特性材料到功能材料(Functional materials)，都有本质的区别。
要把它们区分开来，首先要分清性能(Performance)和功能(Function)两个词的含义区别。
3材料的性能指材料对于外部的各种刺激（水、外力、热、光、电、磁、化学品等）的抵抗能力。
通常称为耐水性、耐热性、透光性、耐化学品性等。
材料的功能指当对材料输入“信号”（能量）时就会发生质和量的变化，其中任何一种变化都有输出作用。
如机械能转换成其它形式功能，磁转换成热，电致发光，离子交换等。
4苯乙烯化工原料聚合聚苯乙烯通用材料发泡聚苯乙烯特性材料加发泡剂磺化聚苯乙烯（离子交换树脂）功能高分子材料磺化58.1.1 概念所谓功能高分子（Functional polymer）是指对物质、能量和信息具有传输、转换和储存功能的特殊高分子（材料）。
一般是带有特殊功能基团的高分子（材料）。
68.1.2 功能高分子的分类按照功能高分子（材料）的功能或用途所属的学科领域，可分为三大类：化学功能高分子材料物理功能高分子材料生命功能高分子材料各自又可分为若干小类（详见下表）。
表8-1 功能高分子的分类8.2化学功能高分子具有某种特殊化学功能和用途是化学功能高分子材料的基本特征，这是一类最经典、用途最广的功能高分子材料。
离子交换树脂、吸附树脂、高分子分离膜、反应性高分子（或高分子试剂）和高分子催化剂是其重要种类。
10②按树脂的结构分类：凝胶型：接近透明的均相结构；大孔型：不透明的非均相结构，交联骨架之间拥有可供分子扩散的孔道；载体型：在无机材料骨架上包裹离子交换树脂层，拥有极高的机械强度，适用于高压液相色谱等特殊用途。
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1.2 高 分 子 基 本 概 念
根据IUPAC1996年之建议：Excerpt from Pure Appl. Chem. 1996, 68, 2287 2311
高 分 子 Polymer molecule, Macromolecule
也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量(104~106) ， 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 际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。
➢ Paul J. Flory——建立了高分子长链结 构的数学理论（1948年） 推出高分子溶液的热力学性质,使粘 度、扩散、沉降等宏观性质与分子微 观结构有了联系。
1974年诺贝尔奖
高分子理论和聚合方法上的突破
➢定位聚合的实现
1953年德国人齐格勒
Karl Ziegler 1898~1973
——[ TiCl4+Al(C2H5)3]——低压聚乙烯； 意大利人纳塔
1920年德国Staudinger发表了“ 论聚合 ” 的论文，提出高分子物质是由具有相同化学 结构的单体经过化学反应(聚合)，通过化学 键连接在一起的大分子化合物。
1932年出版了划时代的巨著《高分子 有机化合物》，成为高分子化学作为一 门新兴学科建立的标志。
1953年诺贝尔奖
高分子理论和聚合方法上的突破
——[ TiCl3+Al(C2H5)3]——等规立构聚丙烯 1963年齐格勒、纳塔获得诺贝尔化学奖。
石油裂解产物得 到充分利用
Giulio Natta 1903~1979
高分子理论和聚合方法上的突破
➢活性聚合的实现
1956年，美国Szwarc提出活性聚合概念 ——高分子进入分子设计时代。
SBS弹性体
N
p o ly an ilin e
N n
高分子理论和聚合方法上的突破
分子设计：性能—结构—合成 ★材料宏观性能的设计和材料的加工方法设计 ★高分子聚集态结构和化学结构的设计 ★合成方法和反应条件的设计
在了解材料性能、聚合物结构和材料性能之间相互关系的基础上， 根据材料性能的需要，设计理想的聚合物结构，并选择一定的合成方 法和条件，以获得该种聚合物
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
研究聚合物的结构与性
分
能的关系，为设计合成
子
预定性能的聚合物提供
物
理论指导，是沟通合成
理
与应用的桥梁。
第一章绪论
➢高分子科学的发展史 ➢高分子基本概念 ➢高分子的分类 ➢高分子的命名 ➢高分子的结构特征 ➢高分子分子质量及其分布 ➢聚合反应以及分类
高分子化学与物理
高分子化学与物理
• 第一章 绪论 • 第二章 自由基聚合 • 第三章 自由基共聚合 • 第四章 聚合方法 • 第五章 阴、阳离子聚合 • 第六章 逐步聚合 • 第七章 聚合物的化学反应 • 第八章 高分子链的结构 • 第九章 聚合物的聚集态结构 • 第十章 高分子溶液 • 第十一章 聚合物的分子量与分布 • 第十二章 聚合物的转变与松弛 • 第十三章 高分子材料的力学性能
1.1高分子科学的发展
高分子材料种类的涌现
➢ 远古时期——天然高分子材料已得到应用
（皮毛、天然橡胶、 棉花、虫胶、蚕丝、木材等）
15世纪，美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。
➢ 19世纪中期到后期——天然高分子的改性和加工工艺得
到开发
1839年美国人Goodyear发明了天然橡胶的硫化 1855年英国人Parks实现硝化纤维产业化 1870年Hyatt制得赛璐珞塑料（硝化纤维+樟脑+乙醇高压共热） 1887年，法国人Chardonnet用硝化纤维素的溶液进行纺丝，制得了 第一种人造丝。
Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger （2000年诺贝尔奖）
N H
n
polypyrrole (P P y)
S
n
n
p olyth iop h en e (P T ) poly(phenylene vinylene) (PPV)
H N
H N
（2）热塑性酚醛树脂：酚基与 亚甲基连接，不带羟甲基
OO
(C(CH 2)4C N H (CH 2)6N H)n
尼龙66（聚己二酰己二胺）
OO (C(CH2)4C O(CH2)6O)n
O
O
(C
COCH2CH2O)n
1940年，英国的温费尔德
涤纶，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）
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高分子理论和聚合方法上的突破
Styrene-Butadiene-Styrene
C CC C C CC CC C CC C C CC C C
Hard
Soft
Hard
高分子理论和聚合方法上的突破
接枝共聚（graft）
ABS树脂
交替共聚（alternating）
高分子理论和聚合方法上的突破
➢导电聚合物的发现和发展
20世纪70年代中期发现的导电高分子，改变了长期以来人们对高分子只能 是绝缘体的观念，进而开发出了具有光、电活性的被称之为“电子聚合物”的 高分子材料，有可能为21世纪提供可进行信息传递的新功能材料。
OH + CH2O
OH OH
CH2OH
OH
OH
CH2
OH ，CH2O
OH CH2
OH
OH
CH2 n
CH2 O CH2
OH CH2
OH CH2
CH2
OH
OH
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通过控制苯酚和甲醛的摩尔比以 及反应的pH值，可以合成出两种性 能不同的酚醛树脂：
（1）自固化热固性酚醛树脂： 带羟甲基
高分子材料种类的涌现
➢ 20世纪初——合成高分子得到开发和应用
• 1907年，Baekeland为寻找虫胶的代用品，第一次用人工方法合成 酚醛树脂 • 1926年，美国Semon合成了聚氯乙烯 • 1930年，合成聚苯乙烯 • 1935年，英国ICI公司高压聚乙烯问世 • 1935年，杜邦公司Carothers第一次用人工方法制成合成纤维— —尼龙66 • 1953年，低压PE，PP被聚合…
➢ 高分子（Macromolecular，Polymer）概念的形成和高分子 科学的出现始于20世纪20年代。
胶体理论
淀粉——水解产物葡萄糖——葡萄糖缔合体 天然橡胶——裂解产物异戊二烯——二聚环状结构缔合体
聚合物理论 高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反
应（聚合）用化学键连接在一起的
高分子理论和聚合方法上的突破