第二章高分子化学基础

第二章高分子化学基础2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分类2.5

聚合反应什么是高分子？高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物

这些术语一般可以通用Macromolecules,HighPolymer,PolymerIUPAC1996年建议的定义:具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。一般定义：由众多原子或原子团由共价键结合而成的相对分子质量很大的化合物2.1

高分子的基本概念主链A~~~CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH~~~B--ClClCl-侧基端基高分子化合物2.1

高分子的基本概念聚合物如何描述？高分子小分子聚合反应Polymerization1、单体（Monomer)：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。是合成聚合物的原料。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2、有关聚合物分子链结构组成的概念

重复单元（repeatingunit），链节(chainelement）

高分子链中可重复的最小单位b.结构单元（structureunit）

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（monomerunit）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元。当单体形成聚合物时有小分子生成，单体单元不存在。2.1

高分子的基本概念例1：缩写成单体？聚合物？主链、侧基？结构单元、重复单元、单体单元？结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节由一种结构单元组成的高分子2.1

高分子的基本概念例2：单体？聚合物？结构单元、重复单元、单体单元?结构单元重复单元＝链节单体单元(无）重复单元结构单元

结构单元由两种结构单元组成的高分子2.1

高分子的基本概念3、聚合度聚合物书写的一般形式n表示重复单元数，也称为链节数,即聚合度聚合度（Degreeofpolymerization）聚合度是衡量高分子大小的一个指标。有两种表示法：以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的重复单元数目表示，记作2.1

高分子的基本概念两种聚合度相等，都等于n式中:M是高分子的分子量

M0是结构单元的分子量由聚合度可计算出高分子的分子量：

a.由一种结构单元组成的高分子b.由两种结构单元组成的高分子注意：Mo两种结构单元的平均分子量,不是单体的分子量2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分类2.5

聚合反应特点一、相对分子量很大分子量多大才算是高分子？

其实，并无明确界限，一般一般高分子的分子量在104～106范围超高分子量的聚合物的分子量高达106以上2.2

高分子的基本特征2.2

高分子的基本特征其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，取决于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团。适当溶剂可溶解，加热可以熔融，即可溶可熔线形高分子上带有侧枝,侧枝的长短和数量可不同；可溶解在适当溶剂中,加热可以熔融，即可溶可熔可看成是线形或支链形大分子间以化学键交联而成；交联程度浅的,受热可软化，适当溶剂可溶胀；交联程度深的,既不溶解,又不熔融，即不溶不熔2.2

高分子的基本特征

这种高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、参差不齐）的特性，就称为分子量的多分散性2.2

高分子的基本特征分子量分布是影响聚合物性能的因素之一分子量过高的部分使聚合物强度增加，但加工成型时塑化困难低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布:

合成纤维分子量分布易窄塑料薄膜橡胶分子量分布可较宽2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分类2.5

聚合反应均聚物Homopolymer由一种单体（真实的、隐含的或假设的）聚合而成的聚合物1、习惯命名法：1）以单体名称为基础命名2.3高分子的命名

特殊的情况：（1）有些聚合物若按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“聚氧（化）乙烯（PEO）（2）按习惯命名法，聚乙烯醇的单体应为乙烯醇。乙烯醇不稳定，不能单独存在。乙烯醇只是一种假想的单体。2.3高分子的命名共聚物Copolymer由两种以上单体（真实的、隐含的或假设的）共聚而成的聚合物共聚物：

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“共聚物”三字。如由乙烯和丙烯共聚而成的聚合物，称为“乙烯—丙烯共聚物”等。2.3高分子的命名取单体简名，在后面加“树脂”、“橡胶”二字2.3高分子的命名聚酰胺：聚酯：2.3高分子的命名2.3高分子的命名2商品名2.3高分子的命名(1)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：规定主链上带取代基的C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：按小分子有机化合物的IUPAC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“聚”。3系统命名法系统命名法是由国际纯粹与应用化学联合会提出的规范方法。其步骤为：括弧必不可少2.3高分子的命名结构式CHCH2ClCHCH2CH2CHFCHCH2O习惯写法ClCH2CHCH2CH

CHCH2OCH2CHF系统命名法习惯命名法聚氯乙烯聚丁二烯聚氧化氟乙烯聚（1－氯代乙烯）聚（1－次丁烯基）聚氧化（1－氟代乙烯）5)英文缩写2.3高分子的命名2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分类2.5

聚合反应2.4

高分子的分类

功能高分子是指在高分子主链和侧枝上带有反应性功能基团，并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性的一类高分子塑料橡胶纤维涂料胶粘剂功能高分子产量最大，与国民经济、人民生活关系密切故称为“三大合成材料”涂料是涂布于物体表面能结成坚韧保护膜的涂装材料胶粘剂是指具有良好的粘合性能，可将两种相同或不相同的物体粘接在一起的连接材料2.4

高分子的分类PEPP2）根据高分子的主链结构分类根据主链元素组成碳链高分子杂链高分子元素有机高分子PEOnylon—62.4

高分子的分类聚二甲基硅氧烷2.4

高分子的分类3）根据高分子受热后的形态变化分类热塑性(thermalplastic)高分子热固性(thermalsetting)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多次。热塑性塑料是可以再生的。线形(linear)或支链形(branched)，可熔可溶。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯(polypropylene)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。这种转变是不可逆的。即热固性塑料是不可再生的。交联结构，不溶不熔。如酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等。2.4

高分子的分类2.1

高分子的基本概念2.2

高分子的基本特征2.3高分子的命名2.4高分子的分类2.5

聚合反应聚合反应的分类按单体和聚合物的组成结构变化分类

按聚合机理分类

加聚反应

缩聚反应

逐步聚合

连锁聚合或按反应过程中有无小分子生成分类自由基聚合阳离子聚合阴离子聚合配位离子聚合

开环聚合2.5

聚合反应由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应2.5

聚合反应如水、醇、胺等缩聚物中往往留有官能