第一章 绪论PPT课件

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第一章 绪论
• 高分子溶液理论在30年代建立， 并成功测定了聚合物的分子量。 Flory(1910~1985)为此于1974年 获得诺贝尔奖。
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40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要 的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937）, 丁腈橡胶 （1937）, 丁基橡胶（1940）, 有机氟材料（1943）, 涤 纶树脂（1940～1950）, ABS（1947）。
• 高分子化学：主要研究高分子的合成及高分子的 化学反应（高分子化学是研究高分子合成基本规 律的科学）。
• 高分子物理学：主要研究聚合物结构与性能之间 的关系。
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1.2 高分子的基本概念
高分子化合物是由许多结构单元相同的小 分子化合物通过化学键连接而成的。例如，聚 氯乙烯的化学结构为： [ CH2 CH ]n
Cl
它是由小分子氯乙烯通过双键打开连接而成的。 这里小分子氯乙烯称为单体。
单体：形成高分子化合物中结构单元的低分子 化合物。即合成聚合物的原料。
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其中方括弧中的化学式表示高分子链中的 重复单元，也叫结构单元、单体单元和链节。
• 结构单元：构成高分子链并决定高分子结构的 最简单、重复出现的基本结构式。
高聚物结构与性能
3“W”？
Who ？ What？ Why ？
高聚物结构与性能
主讲教师 孙 宁
五邑大学
化学与环境工程学院 电话： 电邮：wyuchemsn@
参考书目
1. 聚合物结构与性能：结构篇，马德柱主编，科学出版社，2012 2. 高分子化学与物理基础，魏无际等主编 化学工业出版社，2011 3. 高分子化学与物理，赵俊会主编，中国轻工业出版社，2010 4. 高分子科学简明教程，董炎明等编著，科学出版社，2008 5. Polymer science and technology，(美)Joel R.Fried著，机械工业
• 重复单元（链节）：聚合物中重复出现的化学 组成相同的最小单元。
• 单体单元：与单体相比，除了电子结构改变以 外，原子相同的这类结构单元。
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[ CH2
CH ]n Cl
n为重复单元的数量，称为聚合度，用DP表示。
一个高分子化合物的相对分子质量M可用下 式表示：
M = DP×M0
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• 为表彰在导电高分子的发展方面所作的贡献， 2000年，美国科学家黑格（A.J.Heeger） 、麦 克迪尔米德（A.G. MacDiarmid）和日本科学家 白川英树（H.Shirakawa）分享诺贝尔化学奖。
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80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和 发展。 新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自
“论聚合”的论文，提出了高分子的概念，并预测 了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构 。 1953年获诺贝尔化学奖。
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• 1935年，Carothes(1886~1937)发明 尼龙66，1938年工业化。
• 30年代，许多烯烃类加聚物被开发出 来，PVC（1927～1937）, PMMA （1927～1931）, PS（1934～1937） , PVAc（1936）, LDPE（1939）。 自由基聚合发展。
• 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 ）。
• 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发 展。
• 特种高分子：高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频 绝缘、半导体等。
• 功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、 导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树 脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。
由基聚合、等离子聚合等等； 新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星
状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含富勒烯 (C60)聚合物等等。
人类活动是高分子科学发展的动力。
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• 随着科技、生产的发展，高分子科学形成了二个 分支 —— 高分子化学与高分子物理学。
• 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。 • 1893年，法国人De Chardonnet发明粘胶纤维。
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• 1907年，第一个合成高分子—酚醛树脂诞生。 • 1920年，德国人Staudinger(1881~1965)发表了
50年代，Ziegler(1903~1979)和Natta (1898~1973)发明 配位聚合催化剂，制得高密度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。
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• 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。
子。
重要概念：
当一个化合物的相对分子质量足够大，以至多一个链节 或少一个链节不会影响其基本性能时，称为高分子。
出版社，2011 6. 聚合物科学与工程导论＝Introduction to polymer science and
engineering（双语），揣成智主编，中国轻工业出版社，2010
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1.1 高分子科学发展简史
• 高分子的概念始于20世纪20年代，但应用更早。
高分子化合物 —— 分子量很大的一类化合物。
（1—1）
量M为0为聚单合体度的的相整对数分倍子。质量。高分子化合物的相对分子质
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由此可见，高分子化合物是由小分子单体聚 合而成的，因此又称为聚合物。
通常，根据化合物的相对分子质量大小来划 分高分子和小分子。
• 相对分子质量小于 1000 的，一般为小分子化合物； • 而相对分子质量大于10000的，称为高分子或高聚物； • 处于中间范围的可能为高分子（低聚物），也可能为小分