高分子材料基础第一二章

1、高分子材料基础 第一、二章1 主讲:陈绮丽 高分子材料基础 第一、二章2 材料加工原理（高分子材料加工部分）材料加工原理（高分子材料加工部分） 1.1.材料科学基础材料科学基础 刘智恩主编刘智恩主编 西北工业大学西北工业大学 2.5 2.5 分子相分子相 3.5 3.5 陶瓷、聚合物的凝固陶瓷、聚合物的凝固 6.6 6.6 聚合物的变形聚合物的变形 2.2.材料加工原理材料加工原理 第五章第五章 高分子材料加工原理高分子材料加工原理 3.3.高分子材料基础高分子材料基础 张留成张留成 瞿雄伟瞿雄伟 丁会利编著丁会利编著 化学工业出版社教材出版中心化学工业出版社教材出版中心 第一章，第二章第一章

2、，第二章2.12.1，第三章，第四章，第三章，第四章4.14.1 4.4.高分子材料流变学高分子材料流变学 吴其晔吴其晔 巫静安巫静安 高等教育出版社高等教育出版社 第一章，第一章，2.42.4，2.52.5，2.62.6，第五章；，第五章；6.26.2，7.27.2；8.18.1，9.19.1；9.29.2 高分子材料基础 第一、二章3 高分子材料基础高分子材料基础 张留成张留成 瞿雄伟瞿雄伟 丁会利编著丁会利编著 化学工业出版社教材出版中心化学工业出版社教材出版中心 第一章第一章 材料科学概述材料科学概述 第二章第二章 高分子材料的制备反应高分子材料的制备反应 2.12.1高分子与高分子材

3、料高分子与高分子材料（复印（复印P26-30P26-30） 第三章第三章 高分子材料的结构与性能高分子材料的结构与性能 3.1 3.1 聚合物结构聚合物结构（复印（复印P94-110P94-110） 第四章第四章 通用高分子材料通用高分子材料 4.1 4.1 塑料塑料 （复印（复印P160-186P160-186） 高分子材料流变学（借用）高分子材料流变学（借用） 吴其晔吴其晔 巫静安巫静安 高等教育出版社高等教育出版社 高分子材料基础 第一、二章4 高分子材料流变学高分子材料流变学 吴其晔吴其晔 巫静安巫静安 编编 高等教育出版社高等教育出版社 第一章：绪论第一章：绪论 （P1-14P1-1

4、4） 第二章第二章 基本物理量和高分子液体的基本流变性质基本物理量和高分子液体的基本流变性质（P36-65P36-65） 备注：第二章可以只复印（备注：第二章可以只复印（P36-39P36-39）或（）或（P36-65P36-65） 4.4.非牛顿流体的分类非牛顿流体的分类 （P36-39P36-39） 5.5.关于剪切粘度的深入讨论关于剪切粘度的深入讨论 第五章第五章 输送过程的基本方程及基本流动形式输送过程的基本方程及基本流动形式（P158-172P158-172） 第七章第七章 高分子材料典型加工过程的流变分析高分子材料典型加工过程的流变分析 2.2.挤出过程挤出过程 （P222-232

5、P222-232） 第八章第八章 注塑成型过程及注塑模具计算机辅助设计中的流变学问题注塑成型过程及注塑模具计算机辅助设计中的流变学问题 1 1注塑成型过程的流变分析（注塑成型过程的流变分析（P255-262P255-262） 第九章第九章 高分子熔体流动不稳定性及滑壁现象高分子熔体流动不稳定性及滑壁现象 1.1.挤出成型过程中的熔体破裂行为挤出成型过程中的熔体破裂行为 （P286-292P286-292） 高分子材料基础 第一、二章5 第一章第一章 材料科学概论材料科学概论 1.1 1.1 材料与材料科学材料与材料科学 1.2 1.2 材料结构简述材料结构简述 高分子材料基础 第一、二章6 1

6、.1 1.1 材料与材料科学材料与材料科学 1.1.1 1.1.1 材料及材料化过程材料及材料化过程( (材料工艺过程材料工艺过程) ) 材料材料具有具有满足指定工作条件下使用要求满足指定工作条件下使用要求的的形态和物理性状形态和物理性状的物的物 质称为材料。质称为材料。 材料总是和一定的用场相联系。材料总是和一定的用场相联系。材料可由一种物质或若干种物质构材料可由一种物质或若干种物质构 成。成。同一种物质，由于制备方法或加工方法的不同，可成为用同一种物质，由于制备方法或加工方法的不同，可成为用 场各异的不同类型的材料。场各异的不同类型的材料。 例如：聚丙烯例如：聚丙烯聚合反应聚合反应 聚丙烯

7、塑料聚丙烯塑料 纺丝加工纺丝加工 腈纶腈纶 （聚酯纤维（聚酯纤维涤纶，聚酰胺纤维涤纶，聚酰胺纤维锦纶）锦纶） 材料是物质，但不是所有的物质都是材料材料是物质，但不是所有的物质都是材料，如燃料、化学原料、工业化学如燃料、化学原料、工业化学 品、食品和药品，一般都不算材料，金属、陶瓷、聚合物、玻璃、木材、石头、品、食品和药品，一般都不算材料，金属、陶瓷、聚合物、玻璃、木材、石头、 半导体等都是材料。半导体等都是材料。 由化学物质或原料转变成适应于一定用场的材料，其转变过程称为由化学物质或原料转变成适应于一定用场的材料，其转变过程称为 材料化过程材料化过程或或材料工艺过程材料工艺过程。 高分子材料基

8、础 第一、二章7 1.1.2 1.1.2 材料的类别材料的类别 材料分类 化学组成分类状态分类 作用分类 金属材料无机材料有机材料气态液态固态 单晶材料多晶材料非晶材料复合材料 使用领域 结构材料功能材料建筑材料耐火材料研磨材料电子材料耐蚀材料医用材料 黑色金属有色金属 高分子材料基础 第一、二章8 金属材料金属材料 黑色金属黑色金属主要以铁主要以铁碳为基的合金，包括碳钢、合金钢、不锈钢、碳为基的合金，包括碳钢、合金钢、不锈钢、 铸铁。钢的性能主要由渗碳体的数量、尺寸、形状铸铁。钢的性能主要由渗碳体的数量、尺寸、形状 及分布决定的。及分布决定的。 有色金属有色金属除铁之外除铁之外的纯金属或以其

9、为基的合金。的纯金属或以其为基的合金。 如铝合如铝合 金、铜合金、镁合金、钛合金等金、铜合金、镁合金、钛合金等 无机材料无机材料是由无机化合物构成的材料，其中包括如锗、硅、碳之类的单质所构成的料。是由无机化合物构成的材料，其中包括如锗、硅、碳之类的单质所构成的料。 有机材料有机材料（高分子材料）（高分子材料）是由脂肪族和芳香族的是由脂肪族和芳香族的C CC C 共价键为基本结构的高分子构成的，共价键为基本结构的高分子构成的， 也也 称为有机材料。高分子材料可分为天然有机材料和人工合成有机材料。称为有机材料。高分子材料可分为天然有机材料和人工合成有机材料。 复合材料复合材料是由两种或两种以上物理

10、和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质，用适当的工艺方法组合起 来，而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为来，而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为复合材料复合材料。 复合效应复合效应是指通过复合所得的产物性能优于组成它的材料或具有新的性能特点。是指通过复合所得的产物性能优于组成它的材料或具有新的性能特点。 如玻璃纤维增强塑料、钢筋混凝土等。如玻璃纤维增强塑料、钢筋混凝土等。 根据构成原料在复合材料中的形态，可分成基体材料和分散材料。根据构成原料在复合材料中的形态，可分成基体材料和分散材料。 1.1.2 1.1.2 材料的类别材料的类别 高分

11、子材料基础 第一、二章9 1.1.3 1.1.3 材料科学的范畴及任务材料科学的范畴及任务 材料科学是一门以材料为研究对象，介于基础科学与应用科材料科学是一门以材料为研究对象，介于基础科学与应用科 学之间的学之间的应用基础科学应用基础科学。 其研究内容：其研究内容： 1 1、从化学的角度出发，研究材料的化学组成、键性、结构与性、从化学的角度出发，研究材料的化学组成、键性、结构与性 能的关系规律；能的关系规律； 2 2、从物理学角度出发，阐述材料的组成原子、分子及其运动状、从物理学角度出发，阐述材料的组成原子、分子及其运动状 态与各种物性之间的关系。态与各种物性之间的关系。 在此基础上为材料的合

12、成、加工工艺及应用提出科学依据。在此基础上为材料的合成、加工工艺及应用提出科学依据。 高分子材料基础 第一、二章10 1.2.3 非晶体结构和晶体结构非晶体结构和晶体结构 原子排列 无序排列 短程有序而长程无序 长程有序 材料一般以固体状态使用。材料一般以固体状态使用。 按固体中原子排列的有序按固体中原子排列的有序 程度，程度，固体固体有有非晶态结构非晶态结构、 结晶态结构结晶态结构。 非晶态结构：非晶态结构：原子排列近程原子排列近程 有序而长程无序的结构。有序而长程无序的结构。 晶态结构：晶态结构：原子在三维空间原子在三维空间 呈周期性的无限有序排列结构。呈周期性的无限有序排列结构。 高分子

13、材料基础 第一、二章11 高分子材料基础 第一、二章12 高分子材料基础 第一、二章13 晶体结构与非晶体结构的不同点晶体结构与非晶体结构的不同点 相关性质相关性质晶体结构晶体结构非晶体结构非晶体结构 （无定型结构） （玻璃态结构） 构成物质的微粒构成物质的微粒 （离子、原子、分子）（离子、原子、分子） 排列有规则排列有规则不规则排列不规则排列 熔点熔点有固定熔点有固定熔点无固定熔点无固定熔点 某些物理性能某些物理性能各向异性各向异性各向同性各向同性 （塑性变形较大，导热（塑性变形较大，导热 率和热膨胀性较小）率和热膨胀性较小） 高分子材料基础 第一、二章14 1.3 材料性能的材料性能的 材

14、料的性能材料的性能 特征性能特征性能功能物性功能物性 热学性能热学性能 力学性能力学性能 电学性能电学性能 磁学性能磁学性能 光学性能光学性能 化学性能化学性能 热热- -电转换性能电转换性能 光光- -热转换性能热转换性能 光光- -电转换性能电转换性能 力力- -电转换性能电转换性能 磁磁- -光转换性能光转换性能 电电- -光转换性能光转换性能 声声- -光转换性能光转换性能 高分子材料工艺过程 材料的制备工艺过程材料加工工艺过程 注射工艺挤出工艺压缩成型聚合工艺 缩聚工艺吹塑成型压延加工纺丝工艺 高分子材料基础 第一、二章15 1.4 材料工艺及其与结构和性能的关系 高分子材料基础 第

15、一、二章16 第第2 2章章 高分子材料的制备反应高分子材料的制备反应 2.1 2.1 高分子与高分子材料高分子与高分子材料 2.1.1 2.1.1 基本概念基本概念 2.1.2 2.1.2 命名命名 2.1.3 2.1.3 分类分类 2.1.4 2.1.4 高分子材料的组成和成型加工高分子材料的组成和成型加工 2.1.5 2.1.5 聚合反映聚合反映 2.2 2.2 连锁聚合反应连锁聚合反应 高分子材料基础 第一、二章17 2.1.1 2.1.1 基本概念基本概念 高分子化合物常简称高分子，高分子化合物常简称高分子，是由成百上千个原子组成的大分子构成的。大分是由成百上千个原子组成的大分子构成

16、的。大分 子是由一种或多种小分子通过子是由一种或多种小分子通过主价键主价键一个接一个地连接而成的一个接一个地连接而成的链状或网状分子链状或网状分子。一般一般 分子量在分子量在1000010000以上者常称为高分子化合物（亦称聚合物）以上者常称为高分子化合物（亦称聚合物）。 例聚氯乙烯大分子是由氯乙烯例聚氯乙烯大分子是由氯乙烯结构单元重复连接结构单元重复连接而成的而成的 CH2 CH CH2CH CH2 CH Cl Cl Cl 为方便起见，可缩写成为方便起见，可缩写成 -(-CH2 CH-)n- Cl CH2CH 是是结构单元结构单元，也是重复结构单元（简称重复单元）亦也是重复结构单元（简称重复

17、单元）亦链节链节。 Cl 形成结构单元的分子称作形成结构单元的分子称作单体单体，n n表示重复单元数，又称表示重复单元数，又称聚合度聚合度，它是衡量分子量，它是衡量分子量 大小的一个指标。大小的一个指标。 高分子材料基础 第一、二章18 高聚物的基本特性高聚物的基本特性 1.1.相对分子量很大相对分子量很大，一般在一万以上甚至更高。，一般在一万以上甚至更高。 2.2.合成高聚物的合成高聚物的化学组成比较简单化学组成比较简单，分子结构有规律性分子结构有规律性。 3.3.合成聚合物的合成聚合物的分子形态是多种多样分子形态是多种多样的。的。 4.4.一般高分子化合物实际上是由一般高分子化合物实际上是

18、由相对分子质量大小不等相对分子质量大小不等的的同同 系物组成的混合物系物组成的混合物，其相对分子质量只具有统计平均的意，其相对分子质量只具有统计平均的意 义。义。 5.5.由于高分子化合物由于高分子化合物相对分子质量很大相对分子质量很大，因而，因而具有与低分子具有与低分子 同系物同系物完全不同的物理性能完全不同的物理性能。 高分子材料基础 第一、二章19 聚合物 高分子化合物一般又称高分子化合物一般又称聚合物聚合物，包括，包括高聚物和低聚物高聚物和低聚物。 高聚物高聚物它是由大分子构成，构成大分子的重复单元很多，增减几个单元并不影响其物理它是由大分子构成，构成大分子的重复单元很多，增减几个单元

19、并不影响其物理 性能，一般称此种聚合物为高聚物。性能，一般称此种聚合物为高聚物。 低聚物低聚物构成大分子的结构单元较少，增减几个单元对聚合物的物理性能有明显的影响，构成大分子的结构单元较少，增减几个单元对聚合物的物理性能有明显的影响， 则成为低聚物。则成为低聚物。 均聚物均聚物由一种单体聚合而成的聚合物称均聚物。如聚乙烯、聚氯乙烯等；由一种单体聚合而成的聚合物称均聚物。如聚乙烯、聚氯乙烯等； 共聚物共聚物由两种或两种以上单体共聚而成的聚合物称共聚物。如聚丙烯有均聚由两种或两种以上单体共聚而成的聚合物称共聚物。如聚丙烯有均聚PPPP和共聚和共聚PPPP， 共聚共聚PPPP由丙烯单体加入少量由丙烯

20、单体加入少量PEPE单体共聚而成，具有较高的抗冲击强度。单体共聚而成，具有较高的抗冲击强度。 例如：例如： 氯乙烯氯乙烯 + + 醋酸乙烯醋酸乙烯 共聚共聚 氯乙烯氯乙烯- -醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯共聚物 -(-CH2 CHCH2 CH -)n- Cl OCOCH3 高分子材料基础 第一、二章20 2.1.2 命名命名 化学名称化学名称: :根据大分子链的化学结构而确定的名称根据大分子链的化学结构而确定的名称。 1 1、以单体或假想单体名称为基础，前面冠以、以单体或假想单体名称为基础，前面冠以“聚聚”字字，就成为聚合物的名，就成为聚合物的名 称称 如：聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲

21、酯如：聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯 2 2、重要的杂链聚合物、重要的杂链聚合物，通常采用化学分类名称，它是以该材料中所有品种，通常采用化学分类名称，它是以该材料中所有品种 所共有的特征化学单元为基础的。所共有的特征化学单元为基础的。 如如: :苯酚和甲醛苯酚和甲醛的反应产物称为的反应产物称为酚醛树脂酚醛树脂 3 3、合成橡胶一般是共聚物、合成橡胶一般是共聚物，常，常从共聚单体中各取一字从共聚单体中各取一字，后附，后附“橡胶橡胶”， 如：丁二烯、苯乙烯如：丁二烯、苯乙烯 共聚共聚 丁苯橡胶；丁苯橡胶； 乙烯、丙烯乙烯、丙烯 共聚共聚 乙丙橡胶乙丙橡胶 聚合物的三组独立名称聚合物的

22、三组独立名称 化学名称化学名称 保护商品名称保护商品名称 专利商标名称专利商标名称 习惯名称习惯名称 高分子材料基础 第一、二章21 2.1.2 命名命名 商品名称商品名称（专利名称）（专利名称）是由材料制造商命名的，突出所指是由材料制造商命名的，突出所指 的是商品或品种，一般是按商号章程设计。的是商品或品种，一般是按商号章程设计。 习惯名称习惯名称是人们沿用已久的习惯叫法。是人们沿用已久的习惯叫法。 如：聚酰胺类如：聚酰胺类称：尼龙称：尼龙 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯称：涤纶称：涤纶 聚合物聚合物缩写缩写聚合物聚合物缩写缩写聚合物聚合物缩写缩写 丙烯腈丙烯腈- -丁二丁二 烯烯

23、- -苯乙烯苯乙烯 共聚物共聚物 ABSABS 聚氯乙烯聚氯乙烯 PVCPVC 聚丙烯聚丙烯 PPPP 聚酰胺聚酰胺 PAPA 聚乙烯聚乙烯 PEPE 聚苯乙烯聚苯乙烯 PSPS 高分子材料基础 第一、二章22 2.1.3 2.1.3 分类分类 2.1.3.1 2.1.3.1 按大分子链结构分类按大分子链结构分类 碳链聚合物：碳链聚合物：是指是指大分子链大分子链完全由碳原子完全由碳原子组成。组成。 例：聚乙烯例：聚乙烯 CHCH2 2CHCH2 2 聚丙烯聚丙烯 CHCH2 2CHCH CH CH3 3 杂链聚合物：杂链聚合物：是指大分子链中是指大分子链中除碳原子外除碳原子外，还有，还有氧、氮

24、、硫氧、氮、硫等杂质。等杂质。 例：例： 聚甲醛聚甲醛 O CHO CH2 2 尼龙尼龙6 NH (CH6 NH (CH2 2) )5 5 CO CO 元素有机聚合物：元素有机聚合物：是指大分子是指大分子主链中没有碳原子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝、，主要由硅、硼、铝、 氧、氮、硫、磷等原子组成，但氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基却由有机团侧基却由有机团如甲基、乙基、芳基等组如甲基、乙基、芳基等组 成。成。 CH CH3 3 例：硅橡胶例：硅橡胶 O SO Si i CH CH3 3 高分子材料基础 第一、二章23 2 21 13 32 2 按性能和用途分类按性能和用途分类 根据以聚合物

25、为基础组分的高分子材料的性能和用途分类：可分根据以聚合物为基础组分的高分子材料的性能和用途分类：可分 为为 橡胶、纤维、塑料橡胶、纤维、塑料: : 黏合剂黏合剂: : 涂料涂料: : 功能高分子功能高分子: : 高分子材料基础 第一、二章24 聚合物的分类聚合物的分类 分类原则分类原则类型类型特征或举例特征或举例 按聚合物来源按聚合物来源天然高聚物天然高聚物如天然胶、纤维等如天然胶、纤维等 人造及合成人造及合成 高聚物高聚物 如聚乙烯、聚酰胺等如聚乙烯、聚酰胺等 按聚合反应的类按聚合反应的类 型型 加聚高聚物加聚高聚物如聚烯烃等如聚烯烃等 缩聚高聚物缩聚高聚物如酚醛、环氧等高聚物如酚醛、环氧等

26、高聚物 按聚合物的工艺按聚合物的工艺 性性 塑料塑料有固定形状、热稳定性与机械强度有固定形状、热稳定性与机械强度 橡胶橡胶具有高弹性、可作弹性及密封材料具有高弹性、可作弹性及密封材料 纤维纤维单丝强度高、多用作纺织材料单丝强度高、多用作纺织材料 涂料涂料涂布于物体表面，可形成坚固的防护膜涂布于物体表面，可形成坚固的防护膜 胶粘剂胶粘剂 能将两种材料粘接在一起，形成很牢固的物质能将两种材料粘接在一起，形成很牢固的物质 按高分子的几何按高分子的几何 结构结构 线性高聚物线性高聚物高分子为线型或支链型结构高分子为线型或支链型结构 体形高聚物体形高聚物高分子为网状或体型结构高分子为网状或体型结构 按高

27、聚物的热行按高聚物的热行 为为 热塑性高聚物热塑性高聚物线型（或支链）分子结构，可熔可溶线型（或支链）分子结构，可熔可溶 热固性高聚物热固性高聚物体型（或网状）分子结构，不熔不溶体型（或网状）分子结构，不熔不溶 按高聚物的主链按高聚物的主链 结构结构 碳链高聚物碳链高聚物C CC CC CC CC CC C 杂链高聚物杂链高聚物C CC CO OC-;-CC-;-CC CN N 元素有机高聚物元素有机高聚物 -O-OSiSiO OSiSiO-O- 高分子材料基础 第一、二章25 2.1.5 聚合反应聚合反应 聚合反应聚合反应由低分子单体合成的反应称为聚合反应。由低分子单体合成的反应称为聚合反应

28、。 1 1根据聚合物和单体元素组成和结构的变化可将聚合反分为：根据聚合物和单体元素组成和结构的变化可将聚合反分为： 加聚反应加聚反应单体加成而聚合起来的反应。加聚反应生成的聚合物称为加聚物。单体加成而聚合起来的反应。加聚反应生成的聚合物称为加聚物。 其分子量是单体分子量与聚合度的乘积。其分子量是单体分子量与聚合度的乘积。 如氯乙烯聚合成聚氯乙烯的反应：如氯乙烯聚合成聚氯乙烯的反应： n CH n CH2 2CH CH (CH(CH2 2CHCH) )n n Cl Cl Cl Cl 缩聚反应缩聚反应在聚合反应过程中，除形成聚合物外，同时还有低分子副产物形在聚合反应过程中，除形成聚合物外，同时还有

29、低分子副产物形 成，则此种反应称为缩聚反应，其产物称为缩聚物。成，则此种反应称为缩聚反应，其产物称为缩聚物。 己二胺与己二酸缩聚反应得聚酰胺己二胺与己二酸缩聚反应得聚酰胺-66,-66,表示为表示为: : nHnH2 2N-(-CHN-(-CH2 2-)-)6 6-NH-NH2 2+nHOOC-(-CH+nHOOC-(-CH2 2-)-)4 4-COOH-COOH H-NH-(-CH H-NH-(-CH2 2-)-)6 6-NH-CO-(-CH-NH-CO-(-CH2 2-)-)4 4-CO-CO-n n-OH+(2n-1)H-OH+(2n-1)H2 2O O 2.2.按反应机理分类聚合反应可

30、分为按反应机理分类聚合反应可分为： 连锁聚合反应连锁聚合反应 逐步聚合反应逐步聚合反应 缩聚反应缩聚反应 逐步加聚反应逐步加聚反应 高分子材料基础 第一、二章26 2.2 连锁聚合反应连锁聚合反应 连锁聚合反应连锁聚合反应 （也称链式聚合反应）其特征是整个反（也称链式聚合反应）其特征是整个反 应过程可划分成相继的几步基本反应应过程可划分成相继的几步基本反应. .如如链引发、链增长、链引发、链增长、 链终止链终止等等. . 如烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合反应，总反应式可如烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合反应，总反应式可 表示为：表示为： nM nM M M n n 若以若以R R*

31、*表示活性中心，表示活性中心，M M表示单体，则连锁聚合反应可表示为；表示单体，则连锁聚合反应可表示为； 链引发链引发 R R* * + M RM + M RM* * 链增长链增长 RMRM* * + M RM + M RM2 2* * M RM M RM3 3* * 链终止链终止 RMRMx x* * + RM + RMy y* * RM RMx+y x+yR R 偶合终止偶合终止 或或 RMRMx x+RM+RMy y 歧化终止歧化终止 高分子材料基础 第一、二章27 2.2 连锁聚合反应连锁聚合反应 化合物的价键断裂方式：化合物的价键断裂方式： 均裂均裂即构成共价键的一对电子折成两个带一

32、个电子的基团，这种即构成共价键的一对电子折成两个带一个电子的基团，这种 带独电子的基团称为带独电子的基团称为自由基自由基或或游离基游离基。 R:R 2RR:R 2R* * 异裂异裂构成价键的电子对归属于某一基团，形成构成价键的电子对归属于某一基团，形成负离子负离子（阴离子），（阴离子）， 另一基团成为另一基团成为正离子正离子（阳离子）。（阳离子）。 R R1 1:R:R2 2 R R1 1+ +R+R2 2- - 自由基、阳离子、阴离子的活性足够高，就可打开烯类单体自由基、阳离子、阴离子的活性足够高，就可打开烯类单体 的的键，引发相应的键，引发相应的连锁聚合反应连锁聚合反应。 高分子材料基础

33、第一、二章28 CH2CH* + * CHCH2 CH2CH2 + CH CH X X X X CH2CH* + * CHCH2 CHCH2 CHCH2 X X X X 歧化终止歧化终止某链自由基夺取另一自由基的氢原子，发生歧化反应称为歧某链自由基夺取另一自由基的氢原子，发生歧化反应称为歧 化终止化终止 引发剂引发剂I I分解，形成初始自由基的吸热反应：分解，形成初始自由基的吸热反应： I I 2R2R* * 初始自由基与单体加成，形成单体自由基的放热反应：初始自由基与单体加成，形成单体自由基的放热反应： R* + CH2CH RCH2CH* X X 链增长链增长： RCH2CH* + CH2

34、 CH RCH2CHCH2CH* X X X X RCH2CH-（- CH2CH-）n - RCH2CH* X X X 链终止：偶合终止链终止：偶合终止两个链自由基的独电子相互结合成共价键，形成大分子的反应为偶合终止两个链自由基的独电子相互结合成共价键，形成大分子的反应为偶合终止 根据链增长活性中心，可将连锁反应分成为：根据链增长活性中心，可将连锁反应分成为： 自由基聚合自由基聚合 阳离子聚合阳离子聚合 阴离子聚合阴离子聚合 配位络合聚合配位络合聚合 高分子材料基础 第一、二章29 2.2.2 自由基共聚合反应自由基共聚合反应 共聚反应共聚反应：两种单体混合物引发聚合后，并非各自聚合生成两两种

35、单体混合物引发聚合后，并非各自聚合生成两 种聚合物，而是生成种聚合物，而是生成含有两种单体单元含有两种单体单元的聚合物，这种聚合的聚合物，这种聚合 物称为共聚物，该聚合过程称为共聚合反应。简称共聚反应。物称为共聚物，该聚合过程称为共聚合反应。简称共聚反应。 只有一种单体参加的聚合反应称为均聚反应，所得聚合物称为只有一种单体参加的聚合反应称为均聚反应，所得聚合物称为 均聚物均聚物。 高分子材料基础 第一、二章30 2.2.4 定向聚合定向聚合 2.2.4.1 2.2.4.1 聚合物的立体异构现象聚合物的立体异构现象 聚合物的立体异构现象聚合物的立体异构现象 分子异构分子异构 结构异构（亦称化学异

36、构）结构异构（亦称化学异构） 立体异构立体异构 几何异构（顺式几何异构（顺式- -反式异构）反式异构） 光学异构光学异构 结构异构结构异构（化学异构）（化学异构）是由于分子中原子或原子基团相互连接的次序不同而引起的。是由于分子中原子或原子基团相互连接的次序不同而引起的。 如通过不同单体可合成出化学组成相同而结构不同的聚合物如通过不同单体可合成出化学组成相同而结构不同的聚合物 如如: : 聚乙烯醇聚乙烯醇 聚乙醛聚乙醛 (CH(CH2 2CH)CH)n n、 (CH(CHO)O)n n OH CH OH CH3 3 同一单体也可得到结构单元排列顺序不同的聚合物结构异构体，如头同一单体也可得到结构单元排列顺序不同的聚合物结构异构体，如头- -尾连接、头尾连接、头- -头、尾头、尾 - -尾连接等，如尾连接等，如 CH CH2 2CHCH* * + CH + CH2 2 CH CH CH CH2 2CH CHCH CH2 2CHCH* * 头头- -尾尾 X X X X X X X X CH CH2 2CH CH CHCH CH CH2 2* * 头头- - 头头 X X X X 高分子材料基础 第