第7章高分子化合物

1、首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页1高分子化合物高分子化合物（高分子、高聚物或聚合物）的分子比低分子（高分子、高聚物或聚合物）的分子比低分子化合物的分子要大很多。通常低分子有机化合物的相对分子化合物的分子要大很多。通常低分子有机化合物的相对分子质量在质量在10001000以下，而高分子化合物的相对分子质量在以下，而高分子化合物的相对分子质量在1 1万以上，万以上，有的可达上千万。有的可达上千万。 高分子化合物的高分子化合物的基本特征基本特征：相对分子质量大。：相对分子质量大。 7.1.1 7.1.1 高分子化合物的定义高分子化合物的定义7.1 7.1 高分子化合物概述高分子化合物概

2、述首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页2高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但其化学组成一般却比高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但其化学组成一般却比较简单。较简单。 例例 聚氯乙烯的分子是由许多氯乙烯结合而成：聚氯乙烯的分子是由许多氯乙烯结合而成： 单体单体聚合度聚合度聚合度聚合度重复单元重复单元* *平均聚合度平均聚合度 n n 链节的式量链节的式量 = = 高聚物的平均相对分子质量高聚物的平均相对分子质量简写：简写：CH2CHCH2ClCHCH2ClCHCln CH2 = CHC lnCH2CHCl重复单元重复单元单体单体聚合成高分子化合物的低分子化合物聚合成高分子化合物的低

3、分子化合物重复单元重复单元组成高分子链的重复结构单元组成高分子链的重复结构单元聚合度聚合度高分子链所含链节的数目高分子链所含链节的数目首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页3（2）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。 （1）高分子的分子链有许多重复单元）高分子的分子链有许多重复单元通过共价单键连接通过共价单键连接在一起，在一起，因此高分子的分子链具有一定的因此高分子的分子链具有一定的柔性柔性，分子链一般可以在三维，分子链一般可以在三维空间进行旋转，分子链的形状随时间而发生变化。空

4、间进行旋转，分子链的形状随时间而发生变化。（4 4）高分子的聚集态可以是）高分子的聚集态可以是结晶态或无定型态结晶态或无定型态。高分子的结晶。高分子的结晶态的有序度要小于小分子晶体的有序度，但无定型态的有序度态的有序度要小于小分子晶体的有序度，但无定型态的有序度要大于非晶态小分子的有序度要大于非晶态小分子的有序度。 （3 3）高分子化合物在常温常压下主要以固态或液态存在，并无）高分子化合物在常温常压下主要以固态或液态存在，并无气态高分子。气态高分子。7.1.27.1.2高分子的一般结构特点高分子的一般结构特点首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页4（2）按主链结构分类按主链结构分类（1

5、）按物理分类按物理分类 线型高分子、支链高分子和交联高分子。线型高分子、支链高分子和交联高分子。碳链聚合物碳链聚合物 主链完全由碳原子组成主链完全由碳原子组成。如聚乙烯：。如聚乙烯：杂链聚合物杂链聚合物 主链除碳原子外，还主链除碳原子外，还含有氧、氮、硫等杂原子含有氧、氮、硫等杂原子。如聚己二酰己二胺（尼龙如聚己二酰己二胺（尼龙-66）：）：CH2 CH2nC (CH2)4 C NH (CH2)6 NHOOn7.1.37.1.3高分子的分类高分子的分类首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页5元素有机聚合物元素有机聚合物 主链由硅、硼、铝与氧、主链由硅、硼、铝与氧、氮、硫、磷等组成，侧链

6、是有机基团。如聚二氮、硫、磷等组成，侧链是有机基团。如聚二甲基硅氧烷：甲基硅氧烷：（3）按性能和用途分类按性能和用途分类 塑料、纤维、橡胶、黏胶剂和涂料等。塑料、纤维、橡胶、黏胶剂和涂料等。（4）按功能分类按功能分类 光电高分子、生物医用高分子、导电高分光电高分子、生物医用高分子、导电高分子和离子交换树脂等子和离子交换树脂等 。Si OCH3CH3n首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页6聚合反应聚合反应 7.2.1 高分子聚合反应的分类高分子聚合反应的分类加成聚合反应（加成聚合反应（加聚反应加聚反应） 聚合反应聚合反应由小分子单体合成高分子的反应由小分子单体合成高分子的反应缩合聚合反

7、应（缩合聚合反应（缩聚反应缩聚反应）7.2 高分子的合成高分子的合成首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页7加聚反应加聚反应由一种单体经加聚反应而合成的由一种单体经加聚反应而合成的产物，产物，分子链中只包含一种单体分子链中只包含一种单体构成的链节的聚合反应构成的链节的聚合反应由两种或两种以上单体同时进行由两种或两种以上单体同时进行聚合，生成的聚合物含有多种单聚合，生成的聚合物含有多种单体构成的链节的聚合反应体构成的链节的聚合反应共聚物往往可兼具两种或两种以上均聚物的一些优异性能，因共聚物往往可兼具两种或两种以上均聚物的一些优异性能，因此此通过共聚方法可以改善产品的性能通过共聚方法可以改

8、善产品的性能。 加聚反应加聚反应单体因加成而聚合起来的反应单体因加成而聚合起来的反应。均聚反应均聚反应共聚反应共聚反应1 1加聚反应加聚反应首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页8缩聚反应缩聚反应由一种或多种单体相互缩合生成高分子的反应，由一种或多种单体相互缩合生成高分子的反应，其主要产物称为缩聚物。缩聚反应往往是官能团间反应，其主要产物称为缩聚物。缩聚反应往往是官能团间反应，除缩除缩聚物外，还有水、醇、氨或氯化氢等低分子副产物。聚物外，还有水、醇、氨或氯化氢等低分子副产物。例如癸二酸和己二胺合成尼龙例如癸二酸和己二胺合成尼龙-610的反应：的反应： n H2N (CH2)6 NHH+

9、n C (CH2)8 COOHHOONH (CH2)6 NH C (CH2)8 COO+ 2n H2On2 2缩聚反应缩聚反应首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页9高聚物溶解的高聚物溶解的两个阶段两个阶段：溶胀溶胀 溶剂分子渗入高聚物内部，使高分子链间产生松动，并溶剂分子渗入高聚物内部，使高分子链间产生松动，并通过溶剂化使高聚物膨胀成凝胶状。通过溶剂化使高聚物膨胀成凝胶状。 溶解溶解 高分子链从凝胶表面分散进入溶剂中，溶解形成均一的高分子链从凝胶表面分散进入溶剂中，溶解形成均一的溶液。溶液。 高分子溶解于溶剂中形成的均相混合物称为高分子溶解于溶剂中形成的均相混合物称为高分子溶液。高分

10、子溶液。一般一般线型线型（包括带支链）的高聚物，在适当的溶剂中常可以溶（包括带支链）的高聚物，在适当的溶剂中常可以溶解。如聚苯乙烯（彩色玩具）可溶于苯或甲苯，有机玻璃（绘解。如聚苯乙烯（彩色玩具）可溶于苯或甲苯，有机玻璃（绘图直尺）可溶于氯仿或丙酮。图直尺）可溶于氯仿或丙酮。但但体型体型高聚时，通常只发生溶胀而不能溶解。高聚时，通常只发生溶胀而不能溶解。3.3.高分子溶液高分子溶液首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页10溶剂选择的原则是溶剂选择的原则是“相似相溶相似相溶” ，极性大的高聚物选用极性大，极性大的高聚物选用极性大的溶剂；极性小的高聚物选用极性小的溶剂。例如，未硫化的天的溶

11、剂；极性小的高聚物选用极性小的溶剂。例如，未硫化的天然橡胶是弱极性的，可溶于汽油、苯、甲苯等非极性或弱极性溶然橡胶是弱极性的，可溶于汽油、苯、甲苯等非极性或弱极性溶剂中。剂中。 高分子的浓溶液通常指高分子的浓度很高，一般大于高分子的浓溶液通常指高分子的浓度很高，一般大于10%10%。典型。典型的例子有纺丝液，其浓度在的例子有纺丝液，其浓度在15%-40%15%-40%，用于纺丝制备纤维；，用于纺丝制备纤维；凝胶凝胶和冻胶和冻胶，这时高分子溶液已经失去了流动性，一般浓度高达，这时高分子溶液已经失去了流动性，一般浓度高达30%-30%-40%40%，如加了增塑剂的高分子、果冻等。，如加了增塑剂的高

12、分子、果冻等。 相对分子质量大的高聚物，链间作用力大，不利于其溶解。相对分子质量大的高聚物，链间作用力大，不利于其溶解。 首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页111.单体单体是指聚合成高分子化合物的低分子化合物，是指聚合成高分子化合物的低分子化合物，重复单元重复单元是是组成高分子链的重复结构单元，组成高分子链的重复结构单元，高聚物的平均相对分子质量高聚物的平均相对分子质量等等于链节式量乘以平均聚合度。于链节式量乘以平均聚合度。2. 高分子合成反应包括高分子合成反应包括加聚反应和缩聚反应加聚反应和缩聚反应。高分子改性方法。高分子改性方法大体上可分为大体上可分为化学法与物理化学法化学法与物理化学法两大类。两大类。 3. 高分子化合物的聚集态只有高分子化合物的聚集态只有液态和固态液态和固态，固态高聚物又分为，固态高聚物又分为结晶态和非晶态。高分子按分子链结构的不同可以分为结晶态和非晶态。高分子按分子链结构的不同可以分为线型高线型高分子、支链高分子和体型高分子分子、支链高分子和体型高分子。线型非晶态高分子随温度的。线型非