高分子化學(xué)第1章

1、1主講人：盧彥兵主講人：盧彥兵E-mail：2 聚乙烯丙綸高分子聚乙烯丙綸高分子 防水膠防水膠 復(fù)合防水卷材復(fù)合防水卷材 高分子化學(xué)3我被高分子包圍了呀！酚醛塑料酚醛塑料滌綸滌綸聚氯乙烯聚氯乙烯有機(jī)玻璃聚苯乙烯聚四氟乙烯塑料塑料聚丙烯聚丙烯4高分子化學(xué)四大塑料四大塑料“四烯四烯”聚乙烯、聚丙烯聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚氯乙烯、聚苯乙烯合成纖維合成纖維“六綸六綸”滌綸、滌綸、 錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸合成橡膠合成橡膠“四膠四膠” 順丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠順丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠 以及聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有機(jī)玻璃等都是以及聚

2、四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有機(jī)玻璃等都是經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)得到的高分子化合物。經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)得到的高分子化合物。5高分子化學(xué)阿斯匹林阿斯匹林( (Aspirin) )是一個(gè)是一個(gè)“古老古老”的解熱鎮(zhèn)痛藥物，而緩釋長(zhǎng)效的解熱鎮(zhèn)痛藥物，而緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林又使阿斯匹林煥發(fā)了青春。近年，科學(xué)家通過(guò)乙二醇的阿斯匹林又使阿斯匹林煥發(fā)了青春。近年，科學(xué)家通過(guò)乙二醇的橋梁作用把阿斯匹林連接在高聚物上，制成緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林，橋梁作用把阿斯匹林連接在高聚物上，制成緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林，用于關(guān)節(jié)炎和冠心病的輔助治療，用于關(guān)節(jié)炎和冠心病的輔助治療，緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林可分為三部緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林可分為三部分分：高分子載體（：高分子載體（聚

3、甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸）；低分子藥物（）；低分子藥物（阿斯匹阿斯匹林）林）；作為橋梁作用的；作為橋梁作用的乙二醇乙二醇。腸胃中水解變?yōu)榘⑺蛊チ帧Ｄc胃中水解變?yōu)榘⑺蛊チ??！尽楷F(xiàn)代醫(yī)藥發(fā)展方向之一：合成藥物長(zhǎng)效化和低現(xiàn)代醫(yī)藥發(fā)展方向之一：合成藥物長(zhǎng)效化和低毒化，其有效途徑是低分子藥物高分子化。例如可將藥物分子連毒化，其有效途徑是低分子藥物高分子化。例如可將藥物分子連在安全無(wú)毒的高分子鏈上。在安全無(wú)毒的高分子鏈上。緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下：的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下：6高分子化學(xué)緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林緩釋長(zhǎng)效阿斯匹林在體內(nèi)的分解過(guò)程在體內(nèi)的分解過(guò)程人造器官組織 人造器官組織 人造器官組織 7高

4、分子化學(xué)人造器官組織 人造器官組織 人造器官組織 人造器官組織 【】由于某些合成高分子材料（如：有機(jī)硅聚由于某些合成高分子材料（如：有機(jī)硅聚合物、有機(jī)氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、合物、有機(jī)氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、醋酸纖維素等）與生物體中的天然高分子有極其相似的化學(xué)結(jié)醋酸纖維素等）與生物體中的天然高分子有極其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，生物相容性較好，較少受到排斥，安全無(wú)毒，可用于制作構(gòu)，生物相容性較好，較少受到排斥，安全無(wú)毒，可用于制作醫(yī)用組織和人造器官的高分子材料。醫(yī)用組織和人造器官的高分子材料。 從皮膚到內(nèi)臟，從血液到五官都有用醫(yī)用高分子材料制成的人從皮膚到內(nèi)臟，從

5、血液到五官都有用醫(yī)用高分子材料制成的人造器官組織，如人造血管、人造心臟、人造腎臟、人造皮膚、造器官組織，如人造血管、人造心臟、人造腎臟、人造皮膚、人造骨髓等，最早應(yīng)用的醫(yī)用高分子材料是代替手術(shù)縫合線的人造骨髓等，最早應(yīng)用的醫(yī)用高分子材料是代替手術(shù)縫合線的聚乳酸聚乳酸 。使聚乳酸作為外科手術(shù)的縫合線，因聚乳酸極易水解、。使聚乳酸作為外科手術(shù)的縫合線，因聚乳酸極易水解、縫合傷口愈合后，不需拆線，縫合線經(jīng)體液水解為乳酸，由代縫合傷口愈合后，不需拆線，縫合線經(jīng)體液水解為乳酸，由代謝循環(huán)排出體外水解反應(yīng)式如下：謝循環(huán)排出體外水解反應(yīng)式如下：8高分子化學(xué)人造器官組織 人造器官組織 人造器官組織 【】螺苯并

6、吡喃類衍生物是一類典型的光螺苯并吡喃類衍生物是一類典型的光致變色化合物，將其引入纖維素類聚合物分子鏈上，用這種致變色化合物，將其引入纖維素類聚合物分子鏈上，用這種聚合物仿制的纖維就具有光致變色功能。變色反應(yīng)式如下：聚合物仿制的纖維就具有光致變色功能。變色反應(yīng)式如下：共軛鏈變化引起顏色變化通過(guò)上述反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了人們的服裝可以隨光線強(qiáng)弱變化而變化。通過(guò)上述反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了人們的服裝可以隨光線強(qiáng)弱變化而變化。NMeOCH2NO2MeMeNO2CH2NMeO-+hu9Chapter 1 高分子化學(xué)高分子化學(xué)10 高分子是由高分子是由碳、氫、氧、氮、硅、硫碳、氫、氧、氮、硅、硫等元素組成的等元素組成的分子量分子量

7、足夠高足夠高的有機(jī)物。常用高分子材料分子量在的有機(jī)物。常用高分子材料分子量在一萬(wàn)到幾百萬(wàn)一萬(wàn)到幾百萬(wàn)之間，之間，高分子量對(duì)化合物性質(zhì)的影響就是使它具有高分子量對(duì)化合物性質(zhì)的影響就是使它具有一定強(qiáng)度一定強(qiáng)度，從而可作材，從而可作材料使用。這也是高分子不同于一般化合物之處。又因高分子一般具有料使用。這也是高分子不同于一般化合物之處。又因高分子一般具有長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，每個(gè)分子好像一條長(zhǎng)長(zhǎng)的線，許多分子糾集在一起，就成長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，每個(gè)分子好像一條長(zhǎng)長(zhǎng)的線，許多分子糾集在一起，就成了一個(gè)扯不開的線團(tuán)，這就是高分子化合物具有了一個(gè)扯不開的線團(tuán)，這就是高分子化合物具有較高強(qiáng)度較高強(qiáng)度，可以作，可以作為結(jié)構(gòu)材料使用的

8、根本原因。另一方面，還可以通過(guò)各種手段，用物為結(jié)構(gòu)材料使用的根本原因。另一方面，還可以通過(guò)各種手段，用物理的或化學(xué)的方法，或者使高分子與其他物質(zhì)相互作用后產(chǎn)生物理或理的或化學(xué)的方法，或者使高分子與其他物質(zhì)相互作用后產(chǎn)生物理或化學(xué)變化，從而使高分子成為能完成特殊功能的功能高分子材料?；瘜W(xué)變化，從而使高分子成為能完成特殊功能的功能高分子材料。 高分子化合物高分子化合物 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介高分子化學(xué)高分子化學(xué)11高分子具有許多優(yōu)良性能，高分子材料是當(dāng)今世界發(fā)展最迅高分子具有許多優(yōu)良性能，高分子材料是當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一，目前世界上合成高分子材料的年產(chǎn)量已經(jīng)超速的產(chǎn)業(yè)之一，目前世界上合成高分子材料的年產(chǎn)

9、量已經(jīng)超過(guò)過(guò)1.41.4億噸。億噸。塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑幾大類高幾大類高分子材料己廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽分子材料己廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。車工業(yè)、包裝、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。功能高分子材料功能高分子材料：導(dǎo)電高分子、高分子半導(dǎo)體、光導(dǎo)：導(dǎo)電高分子、高分子半導(dǎo)體、光導(dǎo)電高分子、壓電及熱電高分子、磁性高分子、光功能高分子電高分子、壓電及熱電高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等近年發(fā)展迅速，具有特殊、液晶高分子和信息高分子材料等近年發(fā)展迅速，具有特殊功能功能。 高分子材料高

10、分子材料 De De 應(yīng)用應(yīng)用高分子化學(xué)高分子化學(xué)12高分子科學(xué)是當(dāng)代發(fā)展最迅速的學(xué)科之一；它既是一門應(yīng)用科高分子科學(xué)是當(dāng)代發(fā)展最迅速的學(xué)科之一；它既是一門應(yīng)用科學(xué)，又是一門基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)，又是一門基礎(chǔ)科學(xué). .它是建立在有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、生它是建立在有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)、物理學(xué)和力學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而成的一門新物化學(xué)、物理學(xué)和力學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而成的一門新興學(xué)科。興學(xué)科。目前，已經(jīng)發(fā)展成四個(gè)主要分支目前，已經(jīng)發(fā)展成四個(gè)主要分支. .高分子化學(xué)繼高分子化學(xué)繼“四四大化學(xué)大化學(xué)”之后之后被稱為被稱為“第五大化學(xué)第五大化學(xué)”。高分子化學(xué)高分子化學(xué)高分子科學(xué)高分子科學(xué)高分子化學(xué)高

11、分子化學(xué)高分子物理高分子物理高分子材料高分子材料高分子工藝高分子工藝13高分子化學(xué)高分子化學(xué)高分子科學(xué)高分子科學(xué)是研究高分子化合物的合成、改性、結(jié)構(gòu)、性是研究高分子化合物的合成、改性、結(jié)構(gòu)、性能、成型加工等內(nèi)容的一門綜合性科學(xué)。能、成型加工等內(nèi)容的一門綜合性科學(xué)。高分子化學(xué)是高高分子化學(xué)是高分子科學(xué)的基礎(chǔ)，高分子化學(xué)主要研究聚合反應(yīng)機(jī)理和聚分子科學(xué)的基礎(chǔ)，高分子化學(xué)主要研究聚合反應(yīng)機(jī)理和聚合方法。學(xué)習(xí)高分子化學(xué)的目的是了解聚合反應(yīng)的機(jī)理和合方法。學(xué)習(xí)高分子化學(xué)的目的是了解聚合反應(yīng)的機(jī)理和聚合方法聚合方法 ，以便合成出具有指定相對(duì)分子質(zhì)量和相對(duì)分子，以便合成出具有指定相對(duì)分子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量分

12、布、指定性能、能滿足實(shí)際需要的高分子化合物。質(zhì)量分布、指定性能、能滿足實(shí)際需要的高分子化合物。研究目的研究目的14高分子化學(xué)高分子化學(xué)提高產(chǎn)量、增加品種、改進(jìn)性能、處理三廢、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域；提高產(chǎn)量、增加品種、改進(jìn)性能、處理三廢、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域；研制新型引發(fā)劑，降低能源和材料消耗，使得合成方便易行；研制新型引發(fā)劑，降低能源和材料消耗，使得合成方便易行；采用新的聚合方法獲得新性能、新品種、新用途的高聚物；采用新的聚合方法獲得新性能、新品種、新用途的高聚物；開發(fā)功能高分子材料和生物工程高分子材料。開發(fā)功能高分子材料和生物工程高分子材料。發(fā)展方向發(fā)展方向15又稱高分子化合物、大分子化合物、高分又稱高分子

13、化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物。子、大分子、高聚物、聚合物。 Macromolecules, High Polymer, Polymer什么是高分子什么是高分子?高分子高分子是指是指由由多種原子多種原子以相同的、多次重復(fù)以相同的、多次重復(fù)的的結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元并主要由并主要由共價(jià)鍵連接共價(jià)鍵連接起來(lái)的、通起來(lái)的、通常是相對(duì)常是相對(duì)分子量為分子量為的化合物的化合物。16 聚合物分子結(jié)構(gòu)必須是由多個(gè)重復(fù)單元所組成，并且這聚合物分子結(jié)構(gòu)必須是由多個(gè)重復(fù)單元所組成，并且這些重復(fù)單元是由相應(yīng)的小分子衍生而來(lái)。些重復(fù)單元是由相應(yīng)的小分子衍生而來(lái)。CH2-CH CH2-CH CH2-CH

14、ClClClH2CCHCl聚氯乙烯聚氯乙烯高分子化學(xué)高分子化學(xué)CH2CHOHCH2CHOH聚乙烯醇聚乙烯醇乙烯醇乙烯醇又如又如：17高高 分分 子子小小 分分 子子聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)Polymerization單單 體體能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高分子基本結(jié)構(gòu)組能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高分子基本結(jié)構(gòu)組成單元的小分子。成單元的小分子。即即合成聚合物的合成聚合物的起始原料起始原料。Monomer在大分子鏈中出現(xiàn)的在大分子鏈中出現(xiàn)的以單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的原子團(tuán)以單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的原子團(tuán)。即構(gòu)成大分子鏈的基本結(jié)構(gòu)單元。即構(gòu)成大分子鏈的基本結(jié)構(gòu)單元。Structure unit18Repeating unit聚合

15、物中聚合物中化學(xué)組成相同化學(xué)組成相同的最小單位。的最小單位。Chain element即一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。即一個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。Monomer unit聚合物中具有聚合物中具有與單體相同化學(xué)組成與單體相同化學(xué)組成而不同電子結(jié)構(gòu)的單元。而不同電子結(jié)構(gòu)的單元。CH2CHClClCH2 CH和和CH2-CH CH2-CH CH2-CHClClClH2CCHCl高分子化學(xué)高分子化學(xué)19高分子的三種組成情況高分子的三種組成情況高分子化學(xué)高分子化學(xué)比比 較較CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnn H2N-(-CH2-)-COOH-NH-(-CH2-)-CO-nn H2O+55H2N(CH2

16、)6NH2 + HOOC(CH2)4COOHH-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHn(2n-1) H2O+n201.1.高分子的三種組成情況高分子的三種組成情況聚合聚合CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnCH2 CHn此此時(shí)時(shí)高分子化學(xué)高分子化學(xué)21結(jié)構(gòu)單元數(shù)目結(jié)構(gòu)單元數(shù)目重復(fù)單元數(shù)目重復(fù)單元數(shù)目nxDP此時(shí)此時(shí)nDPxn聚合度（聚合度（Degree of polymerization，縮寫為縮寫為DP，）說(shuō)明說(shuō)明：由于絕大多數(shù)高聚物都是由不同鏈長(zhǎng)的大分子組成，即：由于絕大多數(shù)高聚物都是由不同鏈長(zhǎng)的大分子組成，即同一種聚合物是由一組不同聚合度和不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的同系

17、物的混合同一種聚合物是由一組不同聚合度和不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的同系物的混合物所組成，因此，聚合物的分子量或聚合度只是這種大小不一的大物所組成，因此，聚合物的分子量或聚合度只是這種大小不一的大分子的統(tǒng)計(jì)平均值，或者說(shuō)分子的統(tǒng)計(jì)平均值，或者說(shuō)分子量或聚合度具有一定的分布范圍分子量或聚合度具有一定的分布范圍。一種結(jié)構(gòu)單元一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子組成的高分子22：n H2N-(-CH2-)-COOH-NH-(-CH2-)-CO-nn H2O+55結(jié)構(gòu)單元比其單體少了些原子（氫原子和氧原子），因?yàn)榫劢Y(jié)構(gòu)單元比其單體少了些原子（氫原子和氧原子），因?yàn)榫酆蠒r(shí)有小分子生成，所以此時(shí)的結(jié)構(gòu)單元不等于單體單元。合時(shí)有小分

18、子生成，所以此時(shí)的結(jié)構(gòu)單元不等于單體單元。00nMDPMxM由聚合度可計(jì)算出高分子的分子量由聚合度可計(jì)算出高分子的分子量 23H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOHH-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHn(2n-1) H2O+2.2.其重復(fù)單元由其重復(fù)單元由兩種結(jié)構(gòu)單元兩種結(jié)構(gòu)單元組成，且結(jié)構(gòu)組成，且結(jié)構(gòu)單元與單體的單元與單體的組成不盡相同，組成不盡相同，所以，不能稱所以，不能稱為單體單元。為單體單元。高分子化學(xué)高分子化學(xué)24單個(gè)聚合物單個(gè)聚合物分子所含單體單元的數(shù)目。分子所含單體單元的數(shù)目。COCOOCH2CH2O()nCOCOHOOH+HOCH2CH2OH

19、COCOOCH2CH2OHHOCOCOOCH2CH2OCOCOOCH2CH2O 聚合物聚合物 單單 體體 單體單元單體單元 聚合度聚合度2n聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，滌綸，滌綸，PETn例：nDPxn22002MDPMxMn但但, 高分子化學(xué)高分子化學(xué)25例例1：以氯乙烯單體為原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根以氯乙烯單體為原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根 據(jù)其用途不同可在據(jù)其用途不同可在5萬(wàn)至萬(wàn)至15萬(wàn)之間，其結(jié)構(gòu)單元的分子量萬(wàn)之間，其結(jié)構(gòu)單元的分子量 為為62.5，計(jì)算其聚合度。，計(jì)算其聚合度。ClCH2CHCH2 CHClnn解：解： = = 50000-150000

20、/62.5=800-2400= = 50000-150000/62.5=800-2400 通過(guò)計(jì)算可知，通過(guò)計(jì)算可知，聚氯乙烯的平均聚合度應(yīng)在聚氯乙烯的平均聚合度應(yīng)在800-2400800-2400聚氯乙烯聚氯乙烯 分子約由分子約由800-2400800-2400個(gè)氯乙烯單元組成。個(gè)氯乙烯單元組成。X0MM26例例2 2：以對(duì)苯二甲酸與乙二醇為原料，經(jīng)縮聚制得聚對(duì)苯二甲酸以對(duì)苯二甲酸與乙二醇為原料，經(jīng)縮聚制得聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯，其分子量一般在乙二醇酯，其分子量一般在2 2萬(wàn)左右，計(jì)算萬(wàn)左右，計(jì)算 及及 。 DPnX解解：已知已知-O(CH-O(CH2 2) )2 2O-O-結(jié)構(gòu)單元分子量為

21、結(jié)構(gòu)單元分子量為6060，-OC-C-OC-C6 6H H5 5-CO-CO- 結(jié)構(gòu)單元分子量為結(jié)構(gòu)單元分子量為132132。 由 = （M + M ）/2得： 2000 = （60+132）/2 則 =208 = /2=104nMnX0102nXnXDPnX高分子化學(xué)高分子化學(xué)273. Homopolymer由一種（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）單體聚合而成的聚合物。由一種（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）單體聚合而成的聚合物。聚合物分子有且只有一種聚合物分子有且只有一種重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，并且該并且該重復(fù)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元可以只由一種（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）結(jié)構(gòu)單元可以只由一種（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)

22、的）單體衍生而來(lái)。單體衍生而來(lái)。判別均聚物判別均聚物齊聚物齊聚物( (oligomeroligomer) )：由幾個(gè)或十幾個(gè)單元相互鍵連而成；不能稱為聚合物。均聚物均聚物：由一種單體聚合而成的聚合物。共聚物共聚物：由兩種或兩種以上單體共聚而成的聚合物。 28生成均聚物的聚合反應(yīng)稱生成均聚物的聚合反應(yīng)稱均聚反應(yīng)均聚反應(yīng) （Homopolymerization) )。氯乙烯單體氯乙烯單體由對(duì)苯二甲酸和乙二醇反應(yīng)由對(duì)苯二甲酸和乙二醇反應(yīng)生成的生成的“隱含單體隱含單體”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH“假設(shè)單體假設(shè)單體”：乙烯醇：乙烯醇CH2CHClCOCOOCH2CH2OCH2CHOH例：例

23、：29說(shuō)明：說(shuō)明： M1M2M1M1M2M1M2M2M2 -( CH2-CH=CH-CH2 -)-(-CH2-CH-)-xyn由由兩種或兩種以上兩種或兩種以上（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）單體聚（真實(shí)的、隱含的或假設(shè)的）單體聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反應(yīng)稱為合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反應(yīng)稱為共聚反應(yīng)共聚反應(yīng)。共共 聚聚 物物 Copolymer30HOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-隱含單體隱含單體HOOC-Ph-COOCH2CH2OHHOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OHHO(CH2)3OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O

24、)n-(OC-Ph-COOCH2CH2CH2O)m-HO-(CH2)5COOHHOCH2COOH-O(CH2)5COm-OCH2COn-共聚物共聚物共聚物共聚物均聚物均聚物例：例：31CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：聚乙烯：HO COCOOCH2CH2OCOCOOCH2CH2OH滌綸：滌綸： 高分子鏈的末端結(jié)構(gòu)單元。高分子鏈的末端結(jié)構(gòu)單元。末末 端端 基基 團(tuán)團(tuán) End Groups32主鏈元素（鏈原子）組成碳鏈高分子：主鏈（鏈原子）完全由C原子組成。雜鏈高分子：鏈原子除C外，還含O,N,S等雜原子。元素有機(jī)高分子：鏈原子均為雜原子，側(cè)鏈為有機(jī)基團(tuán)。來(lái) 源天然高分子：自然

25、界天然存在的高分子。半天然高分子：經(jīng)化學(xué)改性后的天然高分子。合成高分子：由單體聚合人工合成的高分子。1.分類1.3 高分子化學(xué)33雜鏈高分子CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHO聚乙二醇NHCHHCHHCHHCHHCHHCO尼龍6元素有機(jī)高分子聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3OSiCH3CH3SiCH3CH3O碳鏈高分子CHHCHHCHHCHHCHHCHHCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H聚乙烯聚丙烯例：1.3 高分子化學(xué)341.3 高分子化學(xué)性質(zhì)和用途塑料纖維橡膠涂料膠粘劑功能高分子以聚合物為基體材料，添加其它助劑（增塑劑、潤(rùn)滑劑、填料、抗氧劑等），經(jīng)加工形成的可進(jìn)行塑性

26、加工的高分子材料。 “四烯”以聚合物為基體材料加入適當(dāng)種類和適當(dāng)數(shù)量的助劑（如硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、填料等），經(jīng)過(guò)塑練，使其具有可塑性，加熱加壓交聯(lián)后成為具有高彈性的材料。如：“四膠”以聚合物為基體材料加入適當(dāng)助劑（溶劑、防靜電劑、柔順劑和燃料等）配制成的可以進(jìn)行抽絲加工的高分子材料。如：“四綸”涂于物體表面能成堅(jiān)韌的薄膜、起裝飾和保護(hù)作用的聚合物材料。指具有良好的粘合性能，可將兩種相同或不相同的物體粘接在一起的連接聚合物材料指高分子主鏈和側(cè)鏈上帶有反應(yīng)性功能基團(tuán)，并具有可逆或不可逆的物理功能或化學(xué)活性的一類高分子。具有特殊功能與用途但用量不大的精細(xì)高分子材料。351.3 高分子化學(xué)聚合

27、物的結(jié)構(gòu)形態(tài)線型聚合物體型聚合物指具有線型結(jié)構(gòu)的聚合物。加熱可熔融，加溶劑時(shí)可溶解。為熱塑性聚合物。如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龍、聚對(duì)苯二甲酸甲酯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物無(wú)規(guī)線團(tuán) 折疊鏈 螺旋鏈 星型鏈 梳型鏈 交聯(lián)鏈 指具有體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物。加熱不能熔融，加溶劑時(shí)不能溶解。為熱固性聚合物。如酚醛樹脂、脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯等等。362.命名I. 普通命名法天然高分子一般有與其來(lái)源、化學(xué)性能、作用、主要用途相關(guān)的專用名稱。如纖維素（來(lái)源）、核酸（來(lái)源與性能）、酶（化學(xué)作用）。合成高分子 (1)由一種單體合成的

28、高分子：“聚”+ 單體名稱 如聚氯乙烯、聚乙烯等遵循的兩個(gè)原則：既要表明其結(jié)構(gòu)特征，也要反映其與原單體的聯(lián)系。聚合物的命名方法有多種，故同一種聚合物往往有幾個(gè)名稱。1.3 高分子化學(xué)37（2）由兩種單體經(jīng)縮聚反應(yīng)合成的高分子（表明或不表明產(chǎn)物類型）表明產(chǎn)物類型：“聚”+ 兩單體生成的產(chǎn)物名稱，如 對(duì)苯二甲酸和乙二醇的縮聚產(chǎn)物叫“聚對(duì)苯二甲酸乙二酯” 己二酸和己二胺的縮聚產(chǎn)物叫“聚己二酸己二胺”不表明產(chǎn)物類型：?jiǎn)误w名稱或簡(jiǎn)稱加后綴“樹脂”或“橡膠”，如 苯酚和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫“酚醛樹脂” 尿素和甲醛的縮聚產(chǎn)物叫“脲醛樹脂” 甘油（丙三醇）和鄰苯二甲酸酐產(chǎn)物叫“醇酸樹脂” 丁二烯和苯乙烯產(chǎn)物叫“丁

29、苯橡膠”1.3 高分子化學(xué)38（3）由兩種單體通過(guò)鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)合成的共聚物： 兩單體名稱或簡(jiǎn)稱之間 +“-”+“共聚物”：如 乙烯和乙酸乙烯酯的共聚產(chǎn)物叫“乙烯-乙酸乙烯酯共聚物”（4）“聚”+高分子主鏈結(jié)構(gòu)中的特征功能團(tuán)： 指的是一類高分子，而非單種高分子，如：HO COCOOCH2CH2O H()n聚酰胺：HN(CH2)6HNHCO(CH2)4CO OHn聚酯：另外，還有聚氨酯-HN-CO-O-和聚醚-O-等。1.3 高分子化學(xué)391.3 高分子化學(xué) 合成纖維最普遍，我國(guó)以“綸”作為合成纖維的后綴 滌綸 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（聚酯） 丙綸 聚丙烯 錦綸 聚酰胺（尼龍），后面加數(shù)字區(qū)別。 如

30、尼龍-66，尼龍-6。 腈綸 聚丙烯腈 有機(jī)玻璃 聚甲基丙烯酸甲酯 電木 酚醛樹脂 第一個(gè)數(shù)字表示二元胺的碳原子數(shù)第二個(gè)數(shù)字表示二元酸的碳原子數(shù)只附一個(gè)數(shù)字表示內(nèi)酰胺或氨基酸的碳原子數(shù)數(shù)字含義II. 商品名“綸”來(lái)自英文后綴的音譯字“l(fā)on”40PE(polyethylene)聚乙烯聚乙烯PAM (Poly acrylamide)聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺PP (Poly propylene)聚丙烯聚丙烯PMA(Poly methacrylate)聚丙烯酸甲酯聚丙烯酸甲酯PTFE (Poly tetrafluoroethylene)聚四氟乙烯聚四氟乙烯PMMA (Poly methyl methac

31、rylate)聚甲基丙烯酸甲聚甲基丙烯酸甲酯酯(有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃)PS(polystyrene)聚苯乙烯聚苯乙烯PVA(Polyvinyl alcohol)聚乙烯醇聚乙烯醇PVC(polyvinyl chloride)聚氯乙烯聚氯乙烯PVAc （Polyvinyl acetate） 聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯PAA (Poly acrylic acid)聚丙烯酸聚丙烯酸PA （Polyamides) 尼龍（聚酰胺）尼龍（聚酰胺）III. 英文縮寫名部分常見高分子化合物的英文縮寫名稱1.3 高分子化學(xué)41IV. IUPAC系統(tǒng)命名法(1) 確定重復(fù)結(jié)構(gòu)單元；(2) 按規(guī)定排出重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中的次級(jí)單

32、元順序：對(duì)乙烯基聚合物，先寫有取代基的部分；連接原子最少的次級(jí)單元寫在前面；(3) 給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名：按小分子有機(jī)化合物的IUPAC命名規(guī)則給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名；(4) 給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的命名加括弧，并冠以前綴“聚”。括弧必不可少！1.3 高分子化學(xué)42重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為：1聚（1-氯代撐乙基） Poly(1-chloroethylene) 注意: (1) CH2=CH2, 乙烯； （2）-CH2-CH2-, 1,2-亞乙基，撐乙基CHHCClHCHHCClHCHHCClHCHHCClH例11.3 高分子化學(xué)43例2nCH2 CH2CH CH2nCH3CH CH2nCOOCH3聚乙烯聚亞甲基Poly

33、(ethylene)聚丙烯聚亞丙基Poly(propylene)例3聚丙烯酸甲酯聚1-(甲氧基羰基)亞乙基Poly1-(methoxycarbonyl) ethylene 例41.3 高分子化學(xué)44 聚甲基丙烯酸甲酯 聚1-(甲氧基羰基)-1-甲基乙烯 Poly1-(methoxycarbonyl)-1-methyl ethylene 例7COOCH3CH3nC CH2CH CH2n聚苯乙烯聚 (1苯基乙烯 ) Poly(1-phenylethylene)例6OCH2CH2 聚氧化乙烯 聚（氧化撐乙基） Poly(oxyethylene)例51.3 高分子化學(xué)45Onn NHCO(CH2)5C

34、OnCOOCH2CH2O例8例9例10聚苯醚聚(氧化-1,4-亞苯基)聚己內(nèi)酰胺聚亞氨基（1-氧代亞乙基)聚對(duì)-苯二甲酸乙二醇酯聚（氧亞乙基氧對(duì)-苯二甲酰)IUPAC尚未普及，常用于國(guó)際交往1.3 高分子化學(xué)46CH3CH3O CO O Cn例11聚碳酸酯聚(氧羰基氧-1,4-苯撐異丙叉-1,4-苯撐)Poly(oxycarbonyloxy-1,4-phenylene-isopropylidene-1,4-phenylene)例12NH(CH2)6NHCO(CH2)4COn尼龍-66聚己二酰己二胺聚(亞氨基六次甲基亞氨基己二酰） Poly(iminohexamethylene imino ad

35、ipoyl)1.3 高分子化學(xué)47聚合反應(yīng)的分類按單體和聚合物的組成結(jié)構(gòu)變化分類 按聚合機(jī)理分類 加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng) 逐步聚合 連鎖聚合或按反應(yīng)過(guò)程中有無(wú)小分子生成分類聚合反應(yīng)：由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)。除極少數(shù)無(wú)機(jī)低分子如水、氨、硫化鈉、硫等可以參與某些聚合反應(yīng)外，絕大多數(shù)高分子化合物的單體都是有機(jī)物。自由基聚合陽(yáng)離子聚合陰離子聚合配位離子聚合1.4 聚合反應(yīng)的分類高分子化學(xué)48 單體加成而聚合起來(lái)的反應(yīng)稱為加聚反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物稱為加聚物。其特征是：o加聚反應(yīng)往往是烯類單體鍵加成的聚合反應(yīng)，無(wú)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征，多是碳鏈聚合物；o加聚物的元素組成與其單體相同，僅電子結(jié)構(gòu)有所改變；o加聚物分子量

36、是單體分子量的整數(shù)倍。加聚反應(yīng)（Addition Polymerization)按單體和聚合物的組成結(jié)構(gòu)變化分類1.4 聚合反應(yīng)的分類高分子化學(xué)49 是縮合反應(yīng)多次重復(fù)結(jié)果形成聚合物的過(guò)程； 兼有縮合出低分子和聚合成高分子的雙重含義； 反應(yīng)產(chǎn)物稱為縮聚物。其特征是：o縮聚反應(yīng)通常是官能團(tuán)間的聚合反應(yīng)；o反應(yīng)中有低分子副產(chǎn)物產(chǎn)生，如水、醇、胺等；o縮聚物中往往留有官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征,如 -OCO- -NHCO-，故大部分縮聚物都是雜鏈聚合物；o縮聚物的結(jié)構(gòu)單元比其單體少若干原子，故分子量不再是單體分子量的整數(shù)倍?？s聚反應(yīng)（Condensation Polymerization）1.4 聚合反應(yīng)的分

37、類高分子化學(xué)50第二種：按反應(yīng)機(jī)理分類也稱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，反應(yīng)需要活性中心。 反應(yīng)中一旦形成單體活性中心，就能很快自動(dòng)地傳遞下去，瞬間形成高分子。平均每個(gè)大分子的生成時(shí)間很短（零點(diǎn)幾秒到幾秒），所以，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量與時(shí)間關(guān)系不大。 連鎖聚合反應(yīng)的特征： 連鎖聚合反應(yīng)Chain Polymerizationo聚合過(guò)程由鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止幾步基元反應(yīng)組成，各步反應(yīng)速率和活化能差別很大；o反應(yīng)體系中只存在單體、聚合物和微量引發(fā)劑；o進(jìn)行連鎖聚合反應(yīng)的單體主要是烯類、二烯類化合物；o根據(jù)活性中心不同，連鎖聚合反應(yīng)又分為：1.4 聚合反應(yīng)的分類高分子化學(xué)51自由基聚合：活性中心為自由基陽(yáng)離子聚合：活

38、性中心為陽(yáng)離子陰離子聚合：活性中心為陰離子配位離子聚合：活性中心為配位離子連鎖聚合反應(yīng)又分為：逐步聚合（Step Polymerization）是指在反應(yīng)中，聚合物鏈?zhǔn)怯审w系中所有聚合度分子之間通過(guò)縮合或加成反應(yīng)生成的。其中通過(guò)縮合反應(yīng)生成聚合物鏈的稱縮合聚合反應(yīng)（Polycondensation），簡(jiǎn)稱縮聚反應(yīng)；如果聚合物鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)加成反應(yīng)生成的稱逐步加成聚合反應(yīng)（Polyaddition）.1.4 聚合反應(yīng)的分類高分子化學(xué)52逐步聚合反應(yīng)是指單體聚合成聚合物是逐步進(jìn)行的。反應(yīng)初期，單體很快消失，變成二聚體、三聚體等低聚體。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量逐步增加，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后形成聚合物

39、大分子。形成大分子的時(shí)間幾乎是聚合反應(yīng)所需的時(shí)間。逐步聚合反應(yīng)和連鎖聚合反應(yīng)不同，沒有特定的反應(yīng)活性中心，每個(gè)單體的官能團(tuán)都是活性中心，且具有相同反應(yīng)活性?？s聚反應(yīng)兼有縮去小分子和同時(shí)聚合為高聚物的兩重含義。逐步聚合反應(yīng)沒有小分子縮出，但聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量是隨時(shí)間的延長(zhǎng)逐步增加的，聚合物的結(jié)構(gòu)酷似縮聚物。1.4 聚合反應(yīng)的分類高分子化學(xué)531.4 聚合反應(yīng)的分類聚合反應(yīng)的單體 所有單體必須至少是雙功能化的，即至少含有兩個(gè)反應(yīng)點(diǎn)，可概括為三大類：（1）含兩個(gè)（或以上）末端功能基的單體，如： 羥基酸：HO-Z-COOH 氨基酸：H2N-Z-COOH 二元 胺：H2N-Z-NH2 二元羧酸：HOOC-Z-COOH 二元醇：HO-Z-OH等 聚合反應(yīng)：通過(guò)單體功能基之間的反應(yīng)進(jìn)行，為逐步聚合反應(yīng)。高分子化學(xué)541.4 聚合反應(yīng)的分類（2）含多重鍵的單體，如： C=C雙鍵：乙烯、丙烯、苯乙烯等 CC三鍵：乙炔及取代乙炔 C=O雙鍵：甲醛等 聚合反應(yīng)：多通過(guò)單體中重鍵加成反應(yīng)進(jìn)行，為鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)。（3）雜環(huán)單體，如： OOCNHOOCO聚合反應(yīng)：開環(huán)聚合，依條件不同可為逐步或?yàn)殒準(zhǔn)骄酆戏磻?yīng)。高分子化學(xué)551.5 聚合物平均分子量及其分布聚合物的多分散性聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等