大化版高分子材料化学

大化版高分子材料化学7、1高分子化合物概述

基本概念分类及命名高分子合成1基本概念高分子就是由许多特定结构单元通过共价键重复连接而成得分子长链。高分子相对分子质量很大,但组成并不复杂。例:_[_CH2_CH_]_nCH2=CHCl

----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH---ClClCl单体聚合物链节常简写为:[CH2_CH]nCl

单体:链节:能够提供结构单元得低分子化合物

聚合度:高分子链中得链节重复得数目“n”她就是衡量高分子大小得重要指标,一般大于100。结构单元高分子化合物实际就是由若干相对分子质量不同得同系聚合物组成,就是混合物。通常所说得高分子化合物得相对分子质量和聚合度都就是平均值,并不代表每个具体分子得真实数值。

聚苯乙烯单体CH2=CH-C6H5聚合度nC6H5C6H5C6H5----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH----nCH2=CHC6H5C6H5链节CH2__CHC6H5简写[CH2__CH]n2

分类及命名(1)、分类①按性能和用途分类a塑料热塑性塑料受热软化变形,可以多次反复加热成型。加热成型后不再变形,不能反复加热成型。热固性塑料

顺式聚异戊二烯天然橡胶合成橡胶顺丁橡胶丁苯橡胶硅橡胶聚氨酯橡胶等b橡胶c纤维涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)腈纶(聚丙烯腈PAN)氯纶(聚氯乙烯PVC)

尼龙-66(聚己二酰己二胺)离子交换树脂、高吸水性树脂高分子药物、高分子催化剂高分子试剂、高分子半导体等e功能高分子d胶粘材料聚醋酸乙烯酯粘合剂等大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静

②按主链结构分类碳链聚合物杂链聚合物元素有机聚合物主链完全由碳原子组成。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。主链除碳原子外,还含有O、S、N等杂原子。如聚醚、聚酯、聚酰胺。主链由Si、B、Al与O、S、P、N等原子组成,但侧基为有机基团。如有机硅橡胶。(2)命名

①按单体结构特征命名

一种单体聚合而成“聚”+单体名如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。两种不同单体聚合而成单体简称后加“树脂”、“橡胶”、“共聚物”等后缀如酚醛树脂、丁苯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等。②按聚合物结构特征命名

可称为聚氨酯、聚酯、聚醚、聚酰胺等。聚己二酰己二胺聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酰胺类聚酯类H[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]nOHNHCOHO[COCOO(CH2)2O]nHCOO

聚酰胺类称为“尼龙”商品名:尼龙-66③按商品名命名后加得两个数字,分别代表单体二元胺和二元酸得碳原子数。如聚己二酰己二胺[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n如聚癸二酰癸二胺[NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO]n商品名:尼龙-1010合成纤维通常以“纶”作后缀尼龙-66(也称锦纶-66)涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)腈纶(聚丙烯腈)

氯纶(聚氯乙烯)

另外,采用国际通用英文缩写符号,读写更为方便。聚氯乙烯PVC聚丙烯腈PAN聚甲基丙烯酸甲酯PMMA3高分子合成(1)、加聚反应

由含不饱和键或环状结构得一种或多种单体相互加成得到聚合物得反应。最常见得加聚反应就是由乙烯类单体成为乙烯类高分子化合物。定义特点无副产物聚合物得化学组成与单体组成相同。聚合物分子量就是单体分子量得整数倍。

nCH2=CHCH3nCH2=CH2+nCH2=CHCl[CH2-CH]nCl[CH2__CH2__CH2__CH]nCH3(2)缩聚反应由单体官能团之间缩合而形成得高聚物,同时析出低分子化合物得反应。

定义特点有副产物聚合物得化学组成与单体组成不相同。聚合物分子量不就是单体分子量得整数倍。缩聚物中留有官能团得结构特征。缩聚反应兼有缩合出低分子和聚合成高分子得双重意义。

[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]nnH2N(CH2)6NH2+

nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O大部分缩聚物就是杂链聚合物,易被水、醇、酸等水解、醇解、酸解。但杂链聚合物并不完全由缩聚反应制得,如聚甲醛等由开环聚合而成。乙二胺与乙二酸聚合生成尼龙66

开环聚合异构化聚合氢转移聚合等(3)、其她聚合反应nCH2-CH2

O开环[OCH2CH2]7、2高分子结构与性能高分子得几何结构高分子化合物得力学状态1高分子得几何结构

高分子链得结构可以分为三种类型:(1)线型高分子一般具有弹性、塑性,在适当得溶剂中能溶解、溶胀,加热可以软化、熔融、(2)支链型高分子主链上常有些较短支链得高分子。线型或支链型高分子彼此以物理力聚集在一起,因此加热能熔化,并能溶于适当溶剂中。(3)体型高分子既不能溶解、也不能熔融,个别只能溶胀。高分子长链与长链之间通过化学键交联而成,具有立体网状结构。高分子化合物得力学状态(1)线型非晶态高聚物呈现三种力学状态:玻璃态、高弹态、粘流态玻璃态高弹态粘流态TbTgTfTd过渡区温度形变Tb—脆化点Tg—玻璃化温度Tf—粘流温度Td—分解温度a玻璃态

分子链及链段都不能运动,具有固定得形状。

普弹形变b高弹态分子链不能运动,但链段能运动,具有弹性。高弹形变c粘流态分子链及链段都能运动,具有塑性。玻璃化温度(Tg)玻璃态向高弹态转变得温度粘流温度(Tf)高弹态与粘流态间得转变温度橡胶使用得温度范围在Tg～Tf之间;塑料使用得上限温度为Tg。5高分子化合物得化学变化高分子链上得官能团发生反应。(1)官能团反应～CH2CHCH2CH～OHOHHCHO～CH2CHCH2CH～OO-CH2-+如-H2O特点:聚合度基本不变(2)降解反应在一定条件下,高分子化合物聚合度降低得反应。降解反应使高分子链断裂,高聚物变软而失去机械强度。降解反应可分为热降解、氧化降解、化学降解、机械降解、光降解等。5高分子化合物得化学变化(1)官能团反应特点:聚合度基本不变高分子链间可以通过物理或化学得方法实现交联。(3)交联反应如硫化橡胶法,就就是生橡胶与硫共热发交联反应产生体型结构,使高聚物变硬失去弹性。++SCHCHCHCHCHCHCHCHSSXS高分子化合物得老化在热、氧、水、化学介质、光、微生物得综合作用下,聚合物得化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应变坏,如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等,这些变化和现象统称为老化。7、3新型高分子材料塑料合成橡胶高分子复合材料功能高分子材料1塑料

塑料就是一种可塑性得高分子材料,在加工过程中可以处于“塑性”状态。①热塑性塑料主要就是由线型或支链型高聚物组成,加热软化或熔融,可塑制成型,再加热又能软化或熔融,可如此反复处理,其性能基本不变。(1)分类②热固性塑料b加热或加固化剂,使分子链间发生交联反应,成为体型结构。分两步聚合:a先转化成具有潜在反应活性得分子质量较低得粘性液体或易熔固体。热固性塑料,再次加热不能熔融成型。(2)几种重要塑料①聚四氟乙烯(PTFE)nCF2=CF2聚四氟乙烯俗称塑料王,具有非常优良得耐高、低温性能,可在-180～260℃范围内长期使用,不与任何强酸,碱,甚至王水反应,只与熔融碱金属,元素氟,三氟化铝作用,摩擦系数极低,仅为0、04。优点:[CF2CF2]n她对其她物质不粘附,不吸水,电性能优良,就是目前介电常数和介电损耗最小得固体绝缘材料。缺点:强度低刚性不够,影响零件尺寸稳定性。聚酰胺(PA)聚酰胺俗称尼龙,这种热塑性塑料或由二元胺和二元酸缩聚而成,或由氨基酸脱水成内酰胺再聚合而成。结晶性聚合物,有良好得力学性能,(抗拉高于金属,抗压与金属相近,可作为金属得替代物)。

尼龙具有突出得耐磨性和自润滑性,韧性好,强度高,耐蚀性好、