高分子科学的发展CHAPTER1

1、高分子科学黄石理工学院化学与材料学院卢小菊Tel:mail: 参考书：高分子化学，潘祖仁参考书：高分子化学，潘祖仁 主编主编 第第4 4版。版。 高分子物理，何曼君编，复旦大学出版社。高分子物理，何曼君编，复旦大学出版社。什么是高分子(聚合物） 聚合物聚合物(polymer)是指具有非常大的分子量的化合物，分子间由结构单位结构单位(structural unit)、或单体经由共价键连接在一起。这个字眼(polymer)是出自于希腊字：polys代表的是多，而meros 代表的是小单位(part)，所以很多小单位连结在一起的这种特别的分子，我们称之为聚合物。 聚乙烯结构

2、模型我们身边的高分子材料我们身边的高分子材料高分子化学高分子化学天天 然然 高高 分分 子子的的 直直 接接 利利 用用天天 然然 高高 分分 子子的的 化化 学学 改改 性性天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化, , 硝化纤维的合成等硝化纤维的合成等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等缩聚反应，自由基、配位、缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等离子聚合等高高 分子合分子合 成成高分子时代高分子时代1. 1 高分子高分子科学的历史和现状科学的历史和现状高分子化学高分子化学1840前前天然高分子的直接使用、简单加工天然高分子的直接使用、简单加工十九世纪中期十九世纪中期 天然高分子的

3、化学改性天然高分子的化学改性十九世纪末十九世纪末天然高分子化学组成的确定天然高分子化学组成的确定二十世纪初二十世纪初合成高分子的出现合成高分子的出现1907酚醛树脂酚醛树脂1912丁钠橡胶丁钠橡胶1926醇酸树脂醇酸树脂 1927醋酸纤维醋酸纤维1929脲醛树脂脲醛树脂高分子化学高分子化学Hermann Staudinger : 把把“高分子高分子”这个这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（度与分子量之间的关系（19531953年诺贝尔奖）。年诺贝尔奖）。高分子化学高分子化学经经典典化化学学概概念念的的突突破破高分子化学高分子

4、化学Paul J. Flory : 聚合聚合反反应应原理、高分子物理性质与结构的关系原理、高分子物理性质与结构的关系（1974年诺贝尔奖）。年诺贝尔奖）。高分子化学高分子化学五十年代五十年代配位聚合、工程塑料配位聚合、工程塑料配位聚合配位聚合 Karl Ziegler、 Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合乙烯、丙烯配位聚合 （1963年诺贝尔奖）年诺贝尔奖）HDPE 1953 1955PP 1955 1957顺丁橡胶顺丁橡胶 1959异戊橡胶、乙丙橡胶异戊橡胶、乙丙橡胶1960高分子化学高分子化学活性阴离子活性阴离子Living Anionic聚合聚合SzwarcSBS热塑弹性体

5、热塑弹性体 工程塑料工程塑料 Engineering Plastics聚甲醛聚甲醛 (1956)聚碳酸酯聚碳酸酯(1957)聚酰亚胺聚酰亚胺 (1962) 聚苯醚聚苯醚 (1964) 聚砜聚砜 (1965) 高分子化学高分子化学六、七十年代六、七十年代提高产量、改进性能、发展功能提高产量、改进性能、发展功能七十年代七十年代功能高分子功能高分子 Functional Polymer如：如：Hideki Shirakawa（白川英树）（白川英树）, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger ：对导电：对导电聚合物的发现和发展（聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔奖）。年

6、诺贝尔奖）。高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学制制 约约 因因 素素解解 决决 途途 径径（1）延长使用寿命：减少废弃）延长使用寿命：减少废弃（2）回收利用：低性能应用；降解）回收利用：低性能应用；降解（3）自然降解：自然分解回归自然）自然降解：自然分解回归自然：高分子制品废弃后对环境的污染高分子制品废弃后对环境的污染在人类历史上在人类历史上, ,几乎没有什么科学技术象高分子几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。高分子化学高分子化学扩大高分子的品种和应用范围扩大高分子的品种和应用范围在理论上研究和验证高分子的结构在理论上研

7、究和验证高分子的结构研究影响老化的因素和性能变化之间的关系研究影响老化的因素和性能变化之间的关系研究高分子的降解，有利于废聚合物的处理研究高分子的降解，有利于废聚合物的处理高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学：高分子化学：研究高分子研究高分子合成（聚合）合成（聚合）和和化学反应化学反应的学科概念性强而又实际的学科的学科概念性强而又实际的学科高分子化合物（高分子化合物（简称高分子、聚合物、高聚物）：简称高分子、聚合物、高聚物）：分子量为分子量为104106 .由许多相同的、结构简单的由许多相同的、结构简

8、单的单元单元(unit)通过通过共价键共价键重复键接而成的化合物。重复键接而成的化合物。1.2、高分子的、高分子的定义、定义、基本概念基本概念、分类和命名、分类和命名塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂一般人一般人认为：认为：高分子化学高分子化学聚氯乙烯聚氯乙烯 (polyvinyl chloride，PVC)(分子量分子量515万万)CH2CHClCH2CHClCH2CHClCH2CHClCH2CHCln方括号方括号表示重复连接表示重复连接的意思，的意思，方括号内方括号内是重复连接是重复连接的单元，的单元，n代表重复单元数。代表重复单元数。缩写为缩写为CH2=CHCl

9、聚合聚合高分子化学高分子化学H-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHnH2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH(2n-1) H2O+ 尼龙尼龙(nylon)-66 分子（分子（2万万） 己二酸己二酸己二胺己二胺高分子化学高分子化学单体单体(monomer)：合成聚合物的化合物合成聚合物的化合物 。 尼龙尼龙-66的单体：的单体： 聚氯乙烯聚氯乙烯的单体：的单体：CH2=CHClHOOC(CH2)4COOHNH2(CH2)6NH2 高分子化学高分子化学结构单元：结构单元：单体在大分子链中形成的单元。单体在大分子链中形成的单元。 聚氯乙烯聚氯乙烯的结构单元：的结构单元

10、：CH2CHCl 尼龙尼龙-66的结构单元：的结构单元：NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO高分子化学高分子化学重复单元重复单元(repeating unit)：大分子链上重复出现的、：大分子链上重复出现的、最小基本单元最小基本单元 （中括号内的部分）。（中括号内的部分）。CH2CHClCO(CH2)4CONH(CH2)6NH 聚氯乙烯的重复单元：聚氯乙烯的重复单元： 尼龙尼龙-66的重复单元：的重复单元：高分子化学高分子化学单体单元单体单元(monomer unit)：与单体相比，除电子结构改变外，原子种类与单体相比，除电子结构改变外，原子种类及个数完全相同的结构单元，如：及个数完全相同

11、的结构单元，如：CH2CHClCH2=CHCl高分子化学高分子化学NH(CH2)6NH CO(CH2)4COn重复单元结构单元结构单元尼龙尼龙-66：聚氯乙烯：聚氯乙烯： 高分子化学高分子化学nXDPnnXDPn2/DPnX统计平均聚合度统计平均聚合度聚合度：聚合度：高分子大小的度量。高分子大小的度量。以以重复单元重复单元数为基准：数为基准：以结构单元数为基准：以结构单元数为基准：聚合物聚合物是不同聚合度的同系物的是不同聚合度的同系物的混合物混合物聚氯乙烯：聚氯乙烯：尼龙尼龙-66：高分子化学高分子化学M0：重复单元数的分子量；：重复单元数的分子量；M1：结构单元数的分子量；：结构单元数的分子

12、量； ：重复单元数；：重复单元数； ： 结构单元数。结构单元数。聚合物的分子量：聚合物的分子量：重复单元的分子量与重复单元数的乘积或重复单元的分子量与重复单元数的乘积或结构单元分子量与结构单元数的乘积。结构单元分子量与结构单元数的乘积。1,0MXMMDPMnDPnX高分子化学高分子化学高分子高分子 = 高分子化合物高分子化合物 聚合物聚合物 大分子（链）大分子（链）macromolecule polymer高分子化合物高分子化合物 与与 聚合物是有区别聚合物是有区别 高分子化学高分子化学1. 3 聚合物的分类和命名聚合物的分类和命名按成品的性能与用途分按成品的性能与用途分 橡胶橡胶(rubbe

13、r)： 定义：具有可逆形变的高弹性聚合物材料定义：具有可逆形变的高弹性聚合物材料 特点：高弹性；易形变且可逆；分子量大。特点：高弹性；易形变且可逆；分子量大。通用型橡胶：丁苯、顺丁、天然橡胶。通用型橡胶：丁苯、顺丁、天然橡胶。特种型橡胶：丁腈、硅橡胶、氯丁橡胶。特种型橡胶：丁腈、硅橡胶、氯丁橡胶。三大合成材料：橡胶、纤维、塑料三大合成材料：橡胶、纤维、塑料高分子化学高分子化学 特点特点：弹性模量大；形变小；强度高；分子量小。弹性模量大；形变小；强度高；分子量小。 分类分类： 纤维纤维(fiber)天然纤维（棉、毛、丝、麻等）天然纤维（棉、毛、丝、麻等）化学纤维化学纤维人造纤维人造纤维合成纤维合

14、成纤维人造纤维：人造纤维：将天然高分子经化学处理再加工纺制而成。将天然高分子经化学处理再加工纺制而成。合成纤维：合成纤维：聚合物经加工纺制而成的纤维。聚合物经加工纺制而成的纤维。高分子化学高分子化学 塑料塑料(plastics) ：特点：特点：弹性模量介于橡胶和纤维之间；形变量中等。弹性模量介于橡胶和纤维之间；形变量中等。分类：分类：热塑性塑料热塑性塑料热固性塑料热固性塑料线形或支链形，线形或支链形，可熔可溶可熔可溶。如聚苯乙烯、。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等，聚氯乙烯、聚丙烯等，强度大、具有金属某些特点的聚合物，可作强度大、具有金属某些特点的聚合物，可作为机械的零部件。如聚苯醚、聚碳酸酯等

15、。为机械的零部件。如聚苯醚、聚碳酸酯等。根据受热行根据受热行交联结构，交联结构，不溶不熔不溶不熔。如酚醛树脂、。如酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等。环氧树脂、脲醛树脂等。按使用性能按使用性能通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料高分子化学高分子化学CCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H1）碳链）碳链(carbon chain)聚合物：聚合物：大分子主链由碳原子组成。绝大多数大分子主链由碳原子组成。绝大多数烯类烯类(olefin)和和二烯二烯(diolefin)类聚合物类聚合物1.3.1 按主链按主链(main chain)结构分类结构分类PE、PP、PB、PVC、PSt、PVA、PMMA聚丙

16、烯聚丙烯高分子化学高分子化学2）杂链）杂链(heterochain)聚合物：聚合物：主链上除主链上除C外还有外还有O、N、S等杂原子。如：等杂原子。如：聚聚酯酯(polyester)、聚、聚醚醚(polyether)、聚聚氨氨酯酯(polyurethane)、聚、聚硫硫橡胶橡胶(thio rubber)。聚酰胺聚酰胺 聚酯聚酯 聚氨酯聚氨酯 聚醚聚醚O -C-O-NH-C-O-OO -C-NH- -O-高分子化学高分子化学聚乙二醇聚乙二醇( (聚醚聚醚) )CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHONHCHHCHHCHHCHHCHHCO尼龙尼龙-6高分子化学高分子化学3）元素有机聚合物（半

17、有机高分子）：）元素有机聚合物（半有机高分子）：主链主链上无碳原子，主要由硅、铝、氧、氮、上无碳原子，主要由硅、铝、氧、氮、硫等元素组成，硫等元素组成，但但侧基侧基由有机基团组成，如烷基、芳基等。由有机基团组成，如烷基、芳基等。如：有机硅橡胶。如：有机硅橡胶。聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3OSiCH3CH3SiCH3CH3O高分子化学高分子化学4）无机高分子：）无机高分子：主链和侧基均无碳原子。主链和侧基均无碳原子。 生成无机高分子物质的元素生成无机高分子物质的元素 H B C N O F Al Si P S Cl Ge As Se Sn Sb Te 右表列出了能生右表列出了能生

18、成无机高分子物质成无机高分子物质的元素在周期表中的元素在周期表中的位置。表中所有的位置。表中所有的元素都能生成杂的元素都能生成杂链无机高分子物质，链无机高分子物质，有下划线的元素能有下划线的元素能生成均链无机高分生成均链无机高分子物质。子物质。 高分子化学高分子化学SiBnSiOn聚硅硼烷聚硅硼烷聚硅氧烷聚硅氧烷 H H H聚硅烷聚硅烷 SiSiSi H H H高分子化学高分子化学 神奇的全碳分子神奇的全碳分子富勒烯富勒烯 C60 C70高分子化学高分子化学 1985年，斯莫利、克罗托和科尔发现碳元素也可以非常稳定地年，斯莫利、克罗托和科尔发现碳元素也可以非常稳定地以球的形状存在，他们称这些新

19、的碳球为以球的形状存在，他们称这些新的碳球为“富勒烯富勒烯”。他们于。他们于1996年获得诺贝尔化学奖。由此一门新型的碳化学发展起来了，年获得诺贝尔化学奖。由此一门新型的碳化学发展起来了，“富勒烯富勒烯”可以制成新的超导材料、有机化合物和高分子材料。可以制成新的超导材料、有机化合物和高分子材料。高分子化学高分子化学1 习惯命名法（习惯命名法（ 参照参照单体单体名称来命名）名称来命名）均聚物：聚均聚物：聚+单体名，例：单体名，例： CH2CHClnCH2CHnCH2CHOHn聚苯乙烯聚苯乙烯PSt聚氯乙烯聚氯乙烯 PVC聚乙烯醇聚乙烯醇 PVA1.3.2 聚合物的命名聚合物的命名高分子化学高分子

20、化学共聚物：共聚物：共聚单体简名共聚单体简名 + “树脂树脂”或或“橡胶橡胶”作词尾作词尾树脂：未加助剂的聚合物粉料粒料等。树脂：未加助剂的聚合物粉料粒料等。合成橡胶：合成橡胶： 丁丁二烯二烯 + 苯苯乙烯乙烯 丁苯丁苯橡胶橡胶 丁丁二烯二烯 + 丙烯丙烯腈腈 丁腈丁腈橡胶橡胶 乙乙烯烯 + 丙丙烯烯 乙丙乙丙橡胶橡胶合成树脂：合成树脂： 苯苯酚酚 + 甲甲醛醛 酚醛酚醛树脂树脂 尿尿素素 + 甲甲醛醛 脲醛脲醛树脂树脂 丙三丙三醇醇（甘油）（甘油）+邻苯二甲邻苯二甲酸酸酐酐 醇酸醇酸树脂树脂高分子化学高分子化学碳杂链参照聚合物的结构特征命名碳杂链参照聚合物的结构特征命名 含酰胺键含酰胺键CO

21、NH： 聚酰胺聚酰胺(polyamide) 含酯键含酯键COO： 聚酯聚酯(polyester) 含醚键含醚键O： 聚醚聚醚(polyether) 含砜键含砜键SO2 ： 聚砜聚砜(polysulfone)高分子化学高分子化学 商品命名法商品命名法含酰胺键含酰胺键CONH的聚酰胺类，统称的聚酰胺类，统称尼龙尼龙。尼龙尼龙-66 己二胺和己二酸合成的产物己二胺和己二酸合成的产物 学名：聚己二酰己二胺。学名：聚己二酰己二胺。尼龙尼龙-6 是己内酰胺或是己内酰胺或-氨基已酸的产物氨基已酸的产物 学名：聚己内酰胺。学名：聚己内酰胺。l尼龙尼龙-66：表示原料中胺和酸的碳原子数，：表示原料中胺和酸的碳原

22、子数，前胺后酸。前胺后酸。高分子化学高分子化学锦纶锦纶 尼龙尼龙-6涤纶涤纶 聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯）聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯）维尼纶维尼纶 聚乙烯醇缩甲醛聚乙烯醇缩甲醛腈纶腈纶 聚丙烯腈聚丙烯腈氯纶氯纶 聚氯乙烯聚氯乙烯丙纶丙纶 聚丙烯聚丙烯我国常用我国常用“纶纶”字作为合成纤维商品名的后缀。字作为合成纤维商品名的后缀。高分子化学高分子化学 ABS：丙烯腈丙烯腈(Acrylonitrile)-丁二烯丁二烯(Butadiene)-苯乙烯苯乙烯(Styrene)共聚物共聚物SBR：丁苯橡胶丁苯橡胶(Styrene-Butadiene Rubber)EPR：乙丙橡胶乙丙橡胶(Ethylene

23、-Propylene Rubber)EVA：乙烯乙烯(Ethylene)-醋酸乙烯醋酸乙烯(Vinyl Acetate)的共聚物的共聚物高分子化学高分子化学聚乙烯聚乙烯 (Polyethylene,PE) 聚乙烯（PE）是结构最简单的高分子聚合物，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的CH2单元连接而成的。PE通过乙烯CH2=CH2加聚而成，PE的性能取决于它的聚合方式。在中等压力（15-30大气压），有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯（HDPE）。这种条件下聚合的PE 分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(1000-2000大

24、气压）、高温（190210），过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯（LDPE），它是支化结构的。 聚丙烯聚丙烯(Polypropylene，PP) 聚丙烯（PP）是用途最广泛的通用塑料，它即可以作为塑料使用也可以纺丝制成纤维 (丙纶) 。 PP为线型碳氢聚合物，分子结构与聚乙烯相似，因此它的各种性能与聚乙烯非常相似。但是，PP 由于主链碳原子上交替存在甲基 (CH3)，使主链显得稍微僵硬些，应使熔融温度升高，同时破坏分子对称性，又使熔融温度下降，两者抵消的结果，最规整的PP比最规整聚丙烯高50。与高密度聚乙烯比较，PP软化温度显著提高（纯粹的全同立构聚丙烯熔点176），拉伸强

25、度、弯曲强度、刚性很大，但是冲击强度不高。PP的抗拉强度比聚乙烯的高。PP的表面硬度不及聚苯乙烯和 ABS ，但比聚乙烯高，并有良好的表面光泽，随等规度和熔体指数MFI 增加时，其洛氏硬度增大。冲击强度随等规度增大而下降。PP的弹性模数（刚性）与等规度和分子量（熔体粘度）有明显关系，随等规度的增加而增大，随熔体粘度或分子量的减小而增大。聚苯乙烯聚苯乙烯(Polystyrene，PS) 聚苯乙烯（PS）是一种用途广泛的脆性塑料。你现在正在使用的计算机的外壳就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包装用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。聚苯乙烯属于聚烯烃，是由苯乙烯通过自由基聚合而成的。 PS一般为头尾结构

26、，主链为饱和碳链，侧基为共轭苯环，使分子结构不规整，增大了分子的刚性，使PS成为非结晶性的线型聚合物。由于苯环存在，PS具有较高的Tg（8082），所以在室温下是透明而坚硬的，由于分子链的刚性，易引起应力开裂。 聚氯乙烯聚氯乙烯 (Polyvinylidene chloride，PVC，又名氯纶，又名氯纶) 聚氯乙烯（PVC）是一种含微晶的无定形热塑性塑料，是用途最广泛的通用塑料之一，产量占第二位（仅次于PE）。PVC大多为头尾结构，所以是线型聚合物，与PE结构相似，但 PVC 分子中有电负性较强的氯原子，其分子极性较PE大，故硬度和刚性比PE大，且有较高的强度（抗压强度）和表面硬度及较小伸长

27、率。 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 是无色透明的无定型聚合物，就是所谓的有机玻璃。 PMMA是由甲基丙烯酸甲酯通过自由基聚合而成的 线型碳氢聚合物。产物多为无规立构，大分子链上碳原子上的氢被取代，使分子链刚性增大，使Tg比PE高得多，一般为104，间规聚合物为115，由阴离子聚合物制得的等规聚合物145。 极性酯基存在，使分子间力比PS大。因此PMMA 是较强极性的聚合物，没有PE那样好的电性能。 高分子化学高分子化学 CH CH2n聚聚 (1苯基乙烯苯基乙烯 )Poly(1-phenylethyle

28、ne)高分子化学高分子化学聚聚1-(1-(甲氧基羰基甲氧基羰基)-1-)-1-甲基乙烯甲基乙烯 聚聚( (亚胺基六次甲基亚胺基己二酰）亚胺基六次甲基亚胺基己二酰）NH(CH2)6NHCO(CH2)4COn聚聚( (氧羰基氧氧羰基氧-1,4-1,4-苯撑苯撑异丙叉异丙叉-1,4-1,4-苯撑苯撑) )CH3CH3O CO O CnCOOCH3CH3nC CH2聚甲基丙烯酯甲酯聚甲基丙烯酯甲酯PMMAPMMA尼龙尼龙-66-66聚碳酸酯（聚碳酸酯（PCPC）高分子化学高分子化学1. 4 分子量及其分布分子量及其分布聚合物最基本特征聚合物最基本特征分子量大分子量大聚合物作为材料许多聚合物作为材料许多

29、优良性能优良性能都与分子量有关都与分子量有关如：抗张强度、冲击强度、断裂伸长、可逆弹性。如：抗张强度、冲击强度、断裂伸长、可逆弹性。平均分子量平均分子量 聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性聚合物的多分散性。聚合物的多分散性聚合物的多分散性高分子化学高分子化学聚合物的分子量要求：聚合物的分子量要求：A点点以上：以上

30、：at least；B值值以上：以上：Best临界分子量临界分子量 (Critical Mmolecular Weight)高分子化学高分子化学ACB高分子化学高分子化学A A B尼龙尼龙 40 15040 150纤维素纤维素 60 25060 250乙烯基乙烯基 100 400100 400高分子化学高分子化学 低分子化合物低分子化合物固定分子量固定分子量水：水：18，甲烷：，甲烷：16，甘油：，甘油：92 高分子化合物（聚合物）高分子化合物（聚合物）在聚合过程中在聚合过程中，由于反应几率的不同，即使是，由于反应几率的不同，即使是 “纯粹纯粹”的聚的聚合物，也是由分子量不等的同系物组成，即分

31、合物，也是由分子量不等的同系物组成，即分子量为一平均值。子量为一平均值。平均分子量的数值与测定和统计方法有关。平均分子量的数值与测定和统计方法有关。1.4.1 平均分子量平均分子量聚合物的多分散性聚合物的多分散性高分子化学高分子化学（1）数均分子量）数均分子量iiiiiiiinMNNMNNNNMNMNMNM212211nM根据统计方法不同，平均分子量表示方法可分为：根据统计方法不同，平均分子量表示方法可分为：聚合物中用不同分子量的分子数目平聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量均的统计平均分子量N1，N2Ni：分子量为：分子量为M1，M2Mi的分子数；的分子数；Ni ：相应分子所占

32、的：相应分子所占的数量分数数量分数。高分子化学高分子化学 数均分子量的数均分子量的物理意义：物理意义： 试样总质量按分子总数来平均。试样总质量按分子总数来平均。 测定方法：测定方法：利用物化中的利用物化中的依数性依数性所测得的分子量均为数均分所测得的分子量均为数均分子量。如：子量。如： 端基分析、端基分析、 沸点升高、沸点升高、 冰点下降、冰点下降、 蒸气压、蒸气压、 渗透压等渗透压等。 低分子部份低分子部份对数均分子量有较大的贡献。对数均分子量有较大的贡献。高分子化学高分子化学（2）重均分子量）重均分子量iiiiiiiiiiiiiiWMWMNMNMNMNMNMNMNMNWWWMWMWMWM2

33、2211222211212211wM聚合物中用不同分子量的分子重聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。量平均的统计平均分子量。W1，W2Wi：分子量为：分子量为M1，M2Mi的聚合物分的聚合物分子的重量。子的重量。Wi：相应的分子所占的：相应的分子所占的重量分数重量分数。高分子化学高分子化学 重均分子量的物理意义重均分子量的物理意义 由各级分重量来平均的分子量由各级分重量来平均的分子量 测定方法：测定方法：凡是利用与分子重量有关的性质测得的分子量凡是利用与分子重量有关的性质测得的分子量是重均分子量，如光散射法等。是重均分子量，如光散射法等。 高分子部份对重均分子量有较大的贡献。高

34、分子部份对重均分子量有较大的贡献。高分子化学高分子化学蚊子蚊子4质量：质量：1小象小象1质量：质量：10000高分子化学高分子化学数均分子量数均分子量20001541000051）（iinMxM高分子化学高分子化学100001100044100001000410000）（iiwMWM重均分子量重均分子量高分子化学高分子化学：高分子稀溶液特性粘度，分子量关系：高分子稀溶液特性粘度，分子量关系式中的指数，一般在式中的指数，一般在0.50.9之间。之间。/1/11iiiiiiiVWMWMNMNM（3）粘均分子量）粘均分子量用粘度法测定，用得最普遍。用粘度法测定，用得最普遍。高分子化学高分子化学 一般

35、性的聚合物：一般性的聚合物：nVWMMMnVWMMM 单分散性的聚合物：单分散性的聚合物：Mz高分子化学高分子化学iiiMWZ 232iiiiiiiiiiiiMNMNMWMWZMZM1qqiiiiMNMNM3q2q1qZwnMMM高分子化学高分子化学 单分散性聚合物：单分散性聚合物： = 1； 缩聚物（如聚酯、聚酰胺等）：较小；缩聚物（如聚酯、聚酰胺等）：较小； 加聚物（如聚氯乙烯等）：较大；加聚物（如聚氯乙烯等）：较大； 阴离子聚合的阴离子聚合的PSt： =1.021.20，标样。，标样。 常见聚合物常见聚合物 =250nMwM/1） 分布指数分布指数比值越大，分布越宽。比值越大，分布越宽。

36、1.4.2 分子量的分布分子量的分布聚合物的多分散性聚合物的多分散性nMwM/nMwM/nMwM/高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学I. I. 单体单元的结构排列单体单元的结构排列首首- -尾连接尾连接首首- -首连接首连接尾尾- -尾连接尾连接如单体如单体CH2=CHX聚合时，所得单体单元结构如下：聚合时，所得单体单元结构如下：CH2CHCH2XCHXCH2CH CHXCH2XCH CH2CH2CHXXCH2CHX首首尾尾单体单元连接方式可有如下三种：单体单元连接方式可有如下三种：1. 5 高高分子结构分子结构的一般特征的一般特征高分子化学高分子化学若高分子中含有若高分子中含有手性手性

37、C原子原子,则其立体构型可有则其立体构型可有D型和型和L型，据其连接方式可分为如下三种：（以型，据其连接方式可分为如下三种：（以PP为例）为例）（1） 全同立构高分子全同立构高分子：主链上的：主链上的C*的立体构型的立体构型全部为全部为D型或型或L 型型, 即即DDDDDDDDDD或或LLLLLLLLLLL；II. II. 高分子的立体异构高分子的立体异构CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3高分子化学高分子化学（2） 间同立构高分子间同立构高分子：主链上的：主链上的C*的立体构型各不的立体构型各不相同相同, 即即D型与型与L型相间连接，型相间连接，LDLDLDLDLDLDLD；

38、立构规整性高分子立构规整性高分子（tactic polymer): C*的立体的立体构型有规则连接，简称构型有规则连接，简称等规高分子等规高分子。CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CHCH3高分子化学高分子化学（3） 无规立构高分子无规立构高分子（atactic polymer)：主：主链上的链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。的立体构型紊乱无规则连接。CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CHCH3高分子化学高分子化学共轭双烯聚合物的结构共轭双烯聚合物的结构共轭双烯单体聚合时可形成结构不同的单体单元，共轭双烯单体聚合时可形成结构不同的单体单元，如最简单的共轭双烯丁二烯可形成三种不同的单体如最简单的共轭双烯丁二烯可形成三种不同的单体单元：单元：1,2-1,2-加成结构加成结构 反式反式1,4-1,4-加成结构加成结构 顺式顺式1,4-1,4-加成结构加成结构CH2CHCHCH2CH2CHCCH2HCH2CHC