苏花卫高分子化合物

1、第七单元第七单元一一 高分子概述高分子概述二二 高分子的分类和命名高分子的分类和命名三三 高分子的合成高分子的合成四四 高分子的特性高分子的特性五五 高分子溶液高分子溶液六六 常用高分子的合成和性质常用高分子的合成和性质 一一 高分子概述高分子概述聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)（1）高分子化合物组成简单，相对分子质量大，具有）高分子化合物组成简单，相对分子质量大，具有“多分散多分散性性”。是多分子的混合物。是多分子的混合物。 （2）高分子化合物可归纳为）高分子化合物可归纳为线型线型和和体型体型两种结构。线型结构中两种结构。线型结构中包括链型和支链型。包括链型和支链型。 （3

2、 3）高分子化合物由于其相对分子质量很大，有较好的）高分子化合物由于其相对分子质量很大，有较好的机械强机械强度。度。又由于其分子是由共价键结合而成，故有较好的又由于其分子是由共价键结合而成，故有较好的绝缘性绝缘性和和耐腐蚀性耐腐蚀性，由于其分子链很长，呈卷曲状，故有较好的，由于其分子链很长，呈卷曲状，故有较好的可塑性可塑性和和高弹性高弹性。 （4 4）高分子化合物在常温常压下主要以固态或液态存在，几乎）高分子化合物在常温常压下主要以固态或液态存在，几乎无挥发性，无挥发性，溶解性溶解性也很差，有时只发生也很差，有时只发生溶胀溶胀。（二）高分子化合物的特点（三）高分子的分子量（三）高分子的分子量

3、由于高分子的多分散性，所以高分子的分子量是平均分子量是平均分子量。而且由于平均方法不同，所得的平均分子量也不同。 1 数均分子量数均分子量 eg:eg:体系中分子量为体系中分子量为M M1 1，M M2 2，M M3 3，MMn n同系物的同系物的分子数为分子数为N N1 1，N N2 2，N N3 3，NNn n，则数均分子量是以，则数均分子量是以高分子的分子数为统计单元，可由下式计算：高分子的分子数为统计单元，可由下式计算： 2 2 重均分子量重均分子量 如果以高分子的重量作为统计单元，可以得到另如果以高分子的重量作为统计单元，可以得到另一种平均值，称为重均分子量，计算一种平均值，称为重均

4、分子量，计算 3 Z3 Z均分子量均分子量 M MZ Z以以 为统计单元为统计单元用粘度法测得的分子量是用粘度法测得的分子量是粘均分子量。粘均分子量。4 4 粘均分子量粘均分子量 M MV V 对于一种高分子，几种平均分子量有如下的关系：对于一种高分子，几种平均分子量有如下的关系： 1 1、 Z Z均分子量最大，重均分子量其次，数均分均分子量最大，重均分子量其次，数均分子量最小。子量最小。只有当高分子是均一的情况下，这三种平均分子量相等。数均分子量与重均分子量或数均分子量与Z均分子量相差越大，表示高分子的分子越不整齐。 一般情况下，重均分子量来表征高聚物比一般情况下，重均分子量来表征高聚物比用

5、数均分子量更恰当。用数均分子量更恰当。 2 2、 只有当只有当 =1 =1时，粘均分子量才与重均分子时，粘均分子量才与重均分子量相等，而当量相等，而当0 10 1时，则有如下关系，即时，则有如下关系，即MnMvMwMnMvMw。 eg eg：设一种高聚物有：设一种高聚物有300300个大分子，其中个大分子，其中100100个的个的分子量为分子量为10104 4，另外，另外100100个的分子量为个的分子量为10105 5，另外，另外100100个的分子量为个的分子量为10106 6，计算各种平均分子量如下：，计算各种平均分子量如下： eg eg：设一种高聚物有：设一种高聚物有300300个大分

6、子，其中个大分子，其中100100个的分子量个的分子量为为10104 4，另外，另外100100个的分子量为个的分子量为10105 5，另外，另外100100个的分子量个的分子量为为10106 6，计算各种平均分子量如下：，计算各种平均分子量如下：（四）高分子的基本结构（四）高分子的基本结构1 1 高分子的几何形状高分子的几何形状（1 1）线型结构高分子物质）线型结构高分子物质 分子中有独立的大分子存在，分子链中以单分子中有独立的大分子存在，分子链中以单键相连的相邻两链节之间还可以保持一定的键角键相连的相邻两链节之间还可以保持一定的键角而旋转，因此，一个分子链在无外力作用时会有而旋转，因此，一

7、个分子链在无外力作用时会有众多的分子空间形态，绝大部分为众多的分子空间形态，绝大部分为卷曲状卷曲状。高分。高分子链这种强烈卷曲的倾向称为（分子）链的子链这种强烈卷曲的倾向称为（分子）链的柔顺柔顺性性，它对高聚物的弹性和塑性等有重要影响。，它对高聚物的弹性和塑性等有重要影响。（2 2）体形结构的高聚物）体形结构的高聚物 分子中无独立的大分子存在，因此只有分子中无独立的大分子存在，因此只有交聚度交聚度的概念。的概念。 C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11键角固定的高键角固定的高分子链节的旋分子链节的旋转示意图转示意图（1 1）线型结构高分子物质）线型结构高分子物质 2 2 高分子的聚集

8、状态高分子的聚集状态从结晶状态来看，线型结构的从结晶状态来看，线型结构的高聚物分为高聚物分为晶态高聚物晶态高聚物和和非晶非晶态高聚物态高聚物，或者两者共存。，或者两者共存。高聚物中结晶性区域称为结晶区，高聚物中结晶性区域称为结晶区，非结晶区域称非结晶区，结晶的非结晶区域称非结晶区，结晶的多少称多少称结晶度结晶度（高聚物含晶体结（高聚物含晶体结构的质量百分数）构的质量百分数）。 体型结构的高聚物，由于分子链体型结构的高聚物，由于分子链间有大量的交联，分子链不可能间有大量的交联，分子链不可能产生有序排列，因而都是非晶态产生有序排列，因而都是非晶态的。的。 3 3 线型非晶态高聚物的物理形态线型非晶

9、态高聚物的物理形态 玻璃态玻璃态 分子链节或整个分子链无法产生运动无法产生运动，高聚物呈现如玻璃体状的固态高聚物呈现如玻璃体状的固态。例如常温下的塑常温下的塑料。料。 高弹态高弹态 链节可以较自由地旋转，但整个分子链较自由地旋转，但整个分子链不能移动不能移动。例如常温下的橡胶。高弹态是高聚物所独有的罕见的一种物理形态，能产生很大形变，除去外力后能可逆恢复原状。常温下的橡胶。 粘流态粘流态 高聚物分子链节可以自由地旋转自由地旋转，整个整个分子链也能自由移动分子链也能自由移动，从而成为能流动的粘液能流动的粘液，比液态低分子化合物的粘度要大得多，又称为塑又称为塑性态性态。例如胶粘剂或涂料。 玻璃化温

10、度：由高弹态向玻璃态转变的温度，用玻璃化温度：由高弹态向玻璃态转变的温度，用T Tg g表示。表示。粘流化温度：由高弹态向粘流态转变的温度，用粘流化温度：由高弹态向粘流态转变的温度，用T Tf f表示。表示。 塑料与纤维塑料与纤维: : 要求要求T Tg g 高，高， T Tf f 低（较耐热，加低（较耐热，加工成型温度不高）工成型温度不高） 橡胶：橡胶：要求要求T Tg g 低，低， T Tf f 高（耐寒又耐热）高（耐寒又耐热） 一些非晶态高聚物的一些非晶态高聚物的T Tg g和和T Tf f值：值： 聚氯乙烯聚氯乙烯 T Tg g =81 =81 T Tf f =175=175 聚苯乙烯

11、聚苯乙烯 T Tg g =100 =100 T Tf f =135 =135 聚丁二烯聚丁二烯( (顺丁橡胶顺丁橡胶) ) T Tg g =-108 =-108 T Tf f 天然橡胶天然橡胶 T Tg g =-73 =-73 T Tf f =122=122（一）高分子的分类（一）高分子的分类 1 1 按高分子主链结构可分为：按高分子主链结构可分为： （1 1）碳链高分子）碳链高分子：主链完全由碳原子组成；：主链完全由碳原子组成； （2 2）杂链高分子：主链除碳原子外，还含氧、氮、）杂链高分子：主链除碳原子外，还含氧、氮、硫等杂原子；硫等杂原子； 二二 高分子的分类和命名高分子的分类和命名CH

12、2 CH2nC (CH2)4 C NH (CH2)6 NHOOn （3 3）元素有机高分子）元素有机高分子( (主链上没有碳原子主链上没有碳原子) )，例如，例如硅橡胶硅橡胶 （4 4）无机高分子）无机高分子( (完全没有碳原子完全没有碳原子) )，例如聚二硫，例如聚二硫化硅和聚氟磷氮等化硅和聚氟磷氮等。硅橡胶（聚二甲基硅氧烷） 2 2 按用途可分为：按用途可分为： 塑料、橡胶塑料、橡胶( (弹性体弹性体) )、纤维三大类。、纤维三大类。PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PS（聚苯乙烯）BR（丁二烯橡胶）、IR（异戊二烯橡胶）PETP、PAN（聚丙烯腈）、PA-66（聚酰胺）

13、 3 3 按来源可分为：按来源可分为： (1)(1)天然高分子；天然高分子； (2)(2)合成高分子；合成高分子； (3)(3)生化高分子。生化高分子。来自自然界，以及改性产物。来自自然界，以及改性产物。淀粉、纤维素、棉、麻、丝、淀粉、纤维素、棉、麻、丝、毛都是天然高分子，人体中的毛都是天然高分子，人体中的蛋白质、糖类、核酸等也是天蛋白质、糖类、核酸等也是天然高分子然高分子。 聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺聚丙烯腈、聚酰胺（尼龙）等（尼龙）等 由生物化学方法得到。由生物化学方法得到。如由如由黄原单胞杆菌属细黄原单胞杆菌属细菌发酵而来的黄原胶。菌发酵而来的黄原胶。 4 4

14、按分子的形状可分为：按分子的形状可分为： 线型高分子、支化高分子和交联线型高分子、支化高分子和交联( (或称网状或称网状) )高分子。高分子。 说明说明 a a 线型长链状不带支链的高分子通常是线型长链状不带支链的高分子通常是可溶可熔可溶可熔的；的； b b 带支链的线型高分子也是带支链的线型高分子也是可溶可熔可溶可熔的，而且由的，而且由于它的支链结构，使它的于它的支链结构，使它的密度减小，结晶能力降密度减小，结晶能力降低低，比线型长链状不带支链的高分子易溶易熔比线型长链状不带支链的高分子易溶易熔；。 c c 体型网状的是体型网状的是不溶不熔不溶不熔的，耐热性高和刚性好的，耐热性高和刚性好的特

15、点。的特点。线型高分子可呈蜷曲、弯折或呈螺旋线型高分子可呈蜷曲、弯折或呈螺旋状，加热可熔化，也可溶于有机溶剂，状，加热可熔化，也可溶于有机溶剂，易于结晶，合成纤维和大多数塑料都易于结晶，合成纤维和大多数塑料都是线型高分子是线型高分子。 5 5 按单体组成可分为：按单体组成可分为： (1)(1)均聚物均聚物(homopolymer)(homopolymer) 一种单体一种单体加聚反应而成 (2) (2)共聚物共聚物(copolymer)(copolymer) 两种或两种以上单体两种以上单体发生共聚反应而成；性质一般比均聚物好。如ABSABS树脂树脂（丙烯腈（A）、丁二烯（B）/苯乙烯（S）共聚而

16、得），比单个单体形成的均聚物性能优异。 (3) (3)高分子共混物高分子共混物(plymer alloy(plymer alloy，又称高分子合金，又称高分子合金) ) 一类表现均一、含有两种或两种以上不同结构的多组分聚合物体系的材料。通过共混可提高高分子材料的物理力学性能、加工性能，降低成本，扩大使用范围。 （二）高分子的命名（二）高分子的命名 1 1 生化高分子的命名生化高分子的命名：主要按：主要按来源来源命名。命名。 eg:eg:黄原胶（或叫黄胞胶）黄原胶（或叫黄胞胶）( (淀粉经黄原单胞杆菌淀粉经黄原单胞杆菌属细菌发酵而来的胶）。属细菌发酵而来的胶）。 2 2 天然高分子的命名天然高分

17、子的命名：主要按：主要按来源来源命名。命名。 eg:eg:藻胶（海洋低等植物褐藻来的胶）、田菁胶藻胶（海洋低等植物褐藻来的胶）、田菁胶（豆科植物田菁种子胚乳来的胶）等。（豆科植物田菁种子胚乳来的胶）等。 3 3 合成高分子的命名合成高分子的命名：按：按合成的基本反应和原料合成的基本反应和原料命命名。名。 （1 1）若为）若为均加聚物均加聚物，则在合成单体前面加一，则在合成单体前面加一“聚聚”字。字。 eg：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧乙烯、聚丙烯酰胺等。 （2 2）若为）若为共加聚物共加聚物，则在合成单体的后面加，则在合成单体的后面加 “共共聚物聚物”等字。等字。 eg：乙烯与苯乙烯共聚物、辛基苯乙

18、烯与苯乙烯磺酸钠共聚物等。 （3 3）若为）若为均缩聚物均缩聚物，则同均加聚物，在合成单体，则同均加聚物，在合成单体前面加一前面加一“聚聚”字。字。 （4 4）若为）若为共缩聚物共缩聚物，则在合成单体后面加，则在合成单体后面加“树脂树脂”两字或直接在单体后面加缩聚物等。两字或直接在单体后面加缩聚物等。 有些高分子还有简单的代号（常用英文名称最前有些高分子还有简单的代号（常用英文名称最前面的字母）。面的字母）。 高分子还有习惯的商品名称（高分子还有习惯的商品名称（聚酰胺叫尼龙、聚聚酰胺叫尼龙、聚丙烯腈叫腈纶、聚甲基丙烯酸甲酯叫有机玻璃丙烯腈叫腈纶、聚甲基丙烯酸甲酯叫有机玻璃等）。等）。 我国习惯以我国习惯以“纶纶”作为作为合成纤维合成纤维商品商品名的后缀名的后缀，如涤纶、氯纶、腈纶、锦纶、丙纶等。如涤纶、氯纶、腈纶、锦纶、丙纶等。聚合物聚合物 单体单体 名称名称 商品名称商品名称 符号符号 名称名称 结构式结构式 聚氯乙烯聚氯乙烯 氯纶氯纶 PVC PVC 氯乙烯氯乙烯 聚丙烯聚丙烯 丙纶丙纶 PPPP丙烯丙烯 聚丙烯腈聚丙烯腈 腈纶腈纶 PANPAN丙烯腈丙烯腈 聚己内酰胺聚己内酰胺 锦纶锦纶6 6 （或尼龙（或尼龙-6-6） PA6PA6己内酰胺己内酰胺 聚己二酰己二聚己二酰己