第二章高分子化学基础

1、医用高分子材料医用高分子材料Medical Polymer Materials 第二章第二章 高分子化学基础高分子化学基础22.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分类高分子的分类2.5 聚合反应聚合反应3 Macromolecules, High Polymer, PolymerIUPAC1996IUPAC1996年建议的定义年建议的定义: :具有具有高的相对分子量高的相对分子量，其结构必须是由，其结构必须是由多个多个重复单元重复单元所组成，并且这些重复单所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小

2、分子衍元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。生而来。一般定义：一般定义：由众多原子或原子团由由众多原子或原子团由共价键结合而成的相对共价键结合而成的相对分子质量很大的化合物分子质量很大的化合物2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念4主链主链ACH2-CH-CH2-CH-CH2-CHB-侧基侧基端基端基2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念5聚合物如何描述？聚合物如何描述？高高 分分 子子小小 分分 子子聚聚 合合 反反 应应Polymerization1、单体（、单体（Monomer)：能够进行聚合反应，并构成高能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。是合成聚合物的原分

3、子基本结构组成单元的小分子。是合成聚合物的原料。料。例如：聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯的单体？例如：聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯的单体？2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念62 2、有关聚合物分子链结构组成的概念、有关聚合物分子链结构组成的概念 重复单元（重复单元（ repeating unit），链节），链节(chain element） 高分子链中可重复的最小单位高分子链中可重复的最小单位 b. 结构单元（结构单元（structure unit ） 由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分c. 单体单元（单体单元（monomer unit） 当结

4、构单元与单体相比，除了电子结构变化外，其原子当结构单元与单体相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同时，结构单元又称为单体单种类和各种原子的个数完全相同时，结构单元又称为单体单元。元。 当单体形成聚合物时有小分子生成，单体单元不存在。当单体形成聚合物时有小分子生成，单体单元不存在。2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念7CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHn例1：CH2 CHn单体？单体？聚合物？聚合物？主链、侧基？主链、侧基？结构单元、重复单元、单体单元？结构单元、重复单元、单体单元？2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念8例2：单体？单体？聚合物？聚

5、合物？结构单元、重复单元、单体单元结构单元、重复单元、单体单元?H-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHnH2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念93 3、聚合度、聚合度重复单元n聚合物书写的一般形式聚合物书写的一般形式nxDP2.1 高分子的基本概念高分子的基本概念1000nMDPMxM nDPxna.a.CH2 CHn11b.b.nDPxn22002MDPMxMn122.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分类高分子的分类2.5 聚合

6、反应聚合反应13特点一、相对分子量很大特点一、相对分子量很大2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征142.2 高分子的基本特征高分子的基本特征152.2 高分子的基本特征高分子的基本特征16172.2 高分子的基本特征高分子的基本特征18192.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分类高分子的分类2.5 聚合反应聚合反应20（真实的、隐含的或假设的）（真实的、隐含的或假设的）2.3 高分子的命名高分子的命名21 特殊的情况：特殊的情况：（1 1）有些聚合物若按单体名称来命名容易引起歧义。例）有些聚合物若按

7、单体名称来命名容易引起歧义。例如，具有以下结构的聚合物如，具有以下结构的聚合物 OCH2CH2n可以从环氧乙烷、乙二醇、氯乙醇或氯甲醚聚合得到。可以从环氧乙烷、乙二醇、氯乙醇或氯甲醚聚合得到。通常采用结构命名法，称为通常采用结构命名法，称为“聚氧（化）乙烯（聚氧（化）乙烯（PEO）（2 2）按习惯命名法，聚乙烯醇的单体应为乙烯醇。）按习惯命名法，聚乙烯醇的单体应为乙烯醇。 CH2CH nOH乙烯醇不稳定，不能单独存在。乙烯醇不稳定，不能单独存在。乙烯醇只是一种假想的单体。乙烯醇只是一种假想的单体。2.3 高分子的命名高分子的命名22（真实的、隐含的或假设的）（真实的、隐含的或假设的）共聚物：共

8、聚物： 从参与共聚的两种单体名称中间加连接线组成基从参与共聚的两种单体名称中间加连接线组成基本名称，然后在其后面加上本名称，然后在其后面加上“共聚物共聚物”三字。三字。 如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，称为如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，称为“乙乙烯烯丙烯共聚物丙烯共聚物”等。等。2.3 高分子的命名高分子的命名232.3 高分子的命名高分子的命名24聚酰胺：聚酰胺：聚酯：聚酯：2.3 高分子的命名高分子的命名252.3 高分子的命名高分子的命名2 商品名商品名262.3 高分子的命名高分子的命名27(1) 确定重复结构单元；确定重复结构单元；(2) 按规定排出重复结构单元中的二级单元循序：按

9、规定排出重复结构单元中的二级单元循序：规定主规定主链上带取代基的链上带取代基的C原子写在前，含原子最少的基团先写；原子写在前，含原子最少的基团先写；(3) 给重复结构单元命名：给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的按小分子有机化合物的IUPAC命名规则给重复结构单元命名；命名规则给重复结构单元命名；(4) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚聚”。3 系统命名法系统命名法 系统命名法是由国际纯粹与应用化学联合会系统命名法是由国际纯粹与应用化学联合会 提出提出的规范方法。其步骤为：的规范方法。其步骤为：括弧必不可少括弧必不可少2.3 高分子的命名高分

10、子的命名28结结构构式式CHCH2ClCHCH2CH2CHFCHCH2O习习惯惯写写法法ClCH2CHCH2CH CHCH2OCH2CHF系系统统命命名名法法习习惯惯命命名名法法聚聚氯氯乙乙烯烯聚聚丁丁二二烯烯聚聚氧氧化化氟氟乙乙烯烯聚（聚（1氯代乙烯）氯代乙烯） 聚（聚（1次丁烯基）次丁烯基）聚氧化（聚氧化（1氟代乙烯）氟代乙烯）295) 5) 英文缩写英文缩写2.3 高分子的命名高分子的命名30312.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分类高分子的分类2.5 聚合反应聚合反应322.4 涂料涂料332

11、.4 CHHCHHCHHCHHCHHCHHCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HPEPP2 2）根据高分子的主链结构分类）根据高分子的主链结构分类根据主链元根据主链元素组成素组成碳链高分子碳链高分子杂链高分子杂链高分子元素有机高分子元素有机高分子34CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHOPEONHCHHCHHCHHCHHCHHCOnylon62.4 35聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3OSiCH3CH3SiCH3CH3O2.4 363 3）根据高分子受热后的形态变化分类）根据高分子受热后的形态变化分类热塑性热塑性( (thermalplastic)高分子高分子热固

12、性热固性( (thermalsetting) )高分子高分子受热后会从固体状态逐步转变为流动状态。这种转变理论上可重复无穷受热后会从固体状态逐步转变为流动状态。这种转变理论上可重复无穷多次。热塑性塑料是可以再生的。多次。热塑性塑料是可以再生的。线形线形(linear)或支链形或支链形(branched) ，可熔可溶。，可熔可溶。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯(polypropylene)等，等，受热后先转变为流动状态，进一步加热则转变为固体状态。这种转变是受热后先转变为流动状态，进一步加热则转变为固体状态。这种转变是不可逆的。即热固性塑料是不可再生的。不可逆的。即热固性塑料是不可再生的。交联结构，不溶不熔。交联结构，不溶不熔。如酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等。如酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等。2.4 372.1 高分子的基本概念高分子的基本概念2.2 高分子的基本特征高分子的基本特征2.3 高分子的命名高分子的命名2.4 高分子的分类高分子的分类2.5 聚合反应聚合反应38聚合反应的分类聚合反应的分类按单体和聚合物的按单体和聚合物的组成结构变化分类组成结构变化分类 按聚合机理分类按聚合机理分类 加聚反应加聚反应 缩聚反应缩聚反应 逐步聚合逐步聚合 连锁聚合连锁聚合或按反应过程中有或按反应过程中有无小分子生成分类无小分子生成分类自由基聚