第三章 高分子化合物

第三章高分子化合物第一节高分子的基本概念一、高分子化合物的涵义

高分子：高分子化合物、高分子物、高聚物、聚合物、大分子；

1、高分子物的定义

高分子物大多是由两个或多个官能度的低分子化合物（单体）的分子间以共价键联结，所获得的分子量在104－106

的产物，而其物理－机械性能与低分子原料之间又有着显著的差异。尽管高分子的尺寸很大，分子量很高，但一个大分子往往是由许多简单的结构单元多次重复连接组成的。如聚氯乙烯，是由许多氯乙烯结构单元重复连接而成的，其结构示意图如下：括号内是聚氯乙烯的结构单元，也是其重复结构单元并简称重复单元。许多重复单元连接成线型大分子，类似一条链子，因此有时又将重复单元称做链节。由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物，称为单体，是合成聚合物的原料。2、高分子物的分子量与聚合度

上式中的ｎ代表重复单元数，又称为聚合度，聚合度是衡量高分子大小的一个重要指标。聚合物的分子量M是重复单元的分子量（M0）与聚合度（DP）或重复单元数ｎ的乘积。

M＝DP●M0

对于结构单元和重复单元不同的高分子化合物如尼龙66，它的重复单元是由2种结构单元组成；重复单元要比单体少了一些原子。第二节高分子化合物的分类和命名

一、高分子化合物的分类纤维合成高分子物橡胶塑料高分子化合物天然无机高分子如石棉、云母等天然高分子物天然有机高分子如羊毛、淀粉等二、高分子化合物的命名1、简单结构的命名原则在单体名称前冠上一个“聚”字。如：乙烯聚乙烯氯乙烯聚氯乙烯甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯2、复杂结构的命名原则在单体名称后加上“树脂、橡胶”二字。如：尿素＋甲醛脲醛树脂苯酚＋甲醛酚醛树脂丁二烯＋苯乙烯丁苯橡胶第三节合成高分子的化学反应一、按单体和聚合物在组成和结构上的变化分类

1、加聚反应单体通过加成而聚合起来的反应称为加聚反应。如氯乙烯加聚成聚氯乙烯的反应。

特点：单体在聚合过程中不失去小分子，得到加聚物的结构单元与其单体组成相同。通常情况下大多数单体均含有双键。

2、缩聚反应聚合反应过程中，在生成高分子化合物的同时，伴随着小分子副产物的生成。如二元胺和二元羧酸的聚合反应：

特点：缩聚物是通过官能团将重复单元连接起来，缩聚物中留有官能团的结构特征，如酰胺键－NHCO－、酯键－COO－、醚键－O－等。二、按聚合机理分类

1、连锁聚合反应

链引发基元反应组成链增长链终止

特点：链引发使活性中心形成，单体只能与活性中心反应而使链增长，彼此间不能反应，活性中心破坏就是链终止；此外，聚合物的平均分子量差别不大。

2、逐步聚合反应

反应早期：低聚物如二、三、四聚体等反应的特征反应中期：分子量缓慢增长反应后期：分量达到较高数值

特点：在逐步聚合全过程中，体系由单体和分子量递增的一系列中间产物所组成，中间产物的任何两个分子之间都能反应。因此，聚合物的平均分子量差别较大。三、按聚合反应体系中单体类别数分类

1、圴聚反应

一种单体进行聚合反应，所得大分子中只含一种单体链节，称为均聚反应，产物称为均聚物。

2、共聚反应用2种或2种以上的单体一起进行聚合反应，生成的高分子化合物大分子中含有2种或2种以上的单体链节，称为共聚反应。第四节高分子的结构

一、高分子的化学结构

由于聚合反应中每一步反应可能多样化，从而产生各种各样的结构，使生成的聚合物化学结构具有多重性即包括结构单元的连接形式、立体异构、顺反式结构、支链、交联等。

1、连接方式如聚氯乙烯的各种异构体

2、空间异构如聚氯乙烯有3种空间异构体3、几何异构主链中存在不饱和双键的高分子化合物会形成顺反异构，如聚丁二烯。

4、共聚物以二元共聚物为例其连接方式有以下几种二、大分子的形状

可分为线型、支链型、体型三类。三、高分子化合物的固体结构

在聚合物中，由于分子量很大，分子链很长，分子间作用力往往超过化学键的键能，在温度达到足够高时，往往会因为化学键的断裂而分解，不会破坏分子之间作用力而气化，因此聚合物仅有液态和固态，而没有气态。对于固态聚合物来说，尽管也存在晶相和非晶相结构，但情况却要复杂得多。在非晶态聚合物中，由于分子链很长，分子移动困难，分子的几何不对称性较大，致使非晶态聚合物具有某种程度的有序排列；在结晶性聚合物中，一般都是晶区和非晶区共存的两相结构体系。四、高分子