功能高分子材料2課件

1、 功能高分子材料功能高分子1 緒論本章內(nèi)容1.1 高分子的基本概念1.2 聚合物的分類和命名1.6 線形、支鏈形和交聯(lián)1.5 大分子微結(jié)構(gòu)1.4 分子量及其分布1.3 聚合反應(yīng)（*）（）（*）1.7 聚集態(tài)和熱轉(zhuǎn)變1.8 高分子材料和力學(xué)性能教學(xué)目的及要求： 掌握：高分子化合物的基本概念、聚合反應(yīng)的分類方法 ；掌握書(shū)寫(xiě)聚合物結(jié)構(gòu)式的一般方法，掌握聚合物平均分子量、分子量分布的幾種表示方法； 熟悉：高分子的特點(diǎn)； 線型、支鏈和體型大分子以及高分子的微觀結(jié)構(gòu) 、聚合物的分類及幾種命名方法 ；了解：高分子化學(xué)研究的主要問(wèn)題，了解聚合物分子量、分子量分布對(duì)聚合物性能的影響，聚合物的物理狀態(tài)和主要性能、

2、 高分子材料和機(jī)械強(qiáng)度、高分子化學(xué)簡(jiǎn)史 以及高分子科學(xué)及其工業(yè)發(fā)展歷史和前景。 高分子的特征：A、相對(duì)分子質(zhì)量很大- - - - - 103 - - - - - - - - - - - - - - 104 - - - - - - - - - 106 - - - - - - - - - - - - - - - 低分子 過(guò)渡區(qū)（齊聚物） 高聚物 超高分子量的聚合物一般高分子的分子量在104106B、共價(jià)鍵連接C、由相同的化學(xué)結(jié)構(gòu)重復(fù)多次而成高 分 子單 體聚合反應(yīng)Polymerization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。即合成聚合物的起始原料。單 體（Monomer）聚合

3、例如：聚苯乙烯單體聚合物縮寫(xiě)成在大分子鏈中出現(xiàn)的以單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的原子團(tuán)。即構(gòu)成大分子鏈的基本結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)單元的元素組成可以與單體的元素組成相同，也可以不同。 聚丙烯 尼龍66結(jié)構(gòu)單元（Structure unit）聚合物中化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)均可重復(fù)出現(xiàn)的最小基本單元，又可稱鏈節(jié)（Chain Element）。在聚合物鏈節(jié)中，與單體的元素組成相同，僅部分電子狀態(tài)稍有差別的（基本）結(jié)構(gòu)單元。和聚氯乙烯的重復(fù)單元尼龍-66的重復(fù)單元單體單元（ Monomer unit ）重復(fù)單元 （Repeating unit）高分子的三種組成情況比 較n1.由一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子高分子的三種組成情況 例如：聚

4、苯乙烯聚合高分子結(jié)構(gòu)可以縮寫(xiě)成單體結(jié)構(gòu)單元單體單元重復(fù)單元鏈節(jié)此時(shí)說(shuō)明：n 表示重復(fù)單元數(shù)，也稱為鏈節(jié)數(shù), 在此等于聚合度。重復(fù)單元的元素組成與單體的元素組成相同另一種情況：結(jié)構(gòu)單元重復(fù)單元鏈節(jié) 單體單元結(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。式中:M 是高分子的分子量 M0 是結(jié)構(gòu)單元的分子量 由聚合度可計(jì)算出高分子的分子量： 重復(fù)單元的元素組成與單體的元素組成不同結(jié)構(gòu)單元 結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元2.由兩種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子其重復(fù)單元由兩種結(jié)構(gòu)單元組成，且結(jié)構(gòu)單元與單體的組成不盡相同，所以，不能稱為單體單元。但單體在形成高分子的

5、過(guò)程中要失掉一些原子高分子的三種組成情況合成尼龍-66的特征： 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 據(jù)其用途不同可在5萬(wàn)至15萬(wàn)之間，其結(jié)構(gòu)單元的分子量 為62.5，計(jì)算其聚合度。解： = = 50000-150000/62.5=800-2400 通過(guò)計(jì)算可知，聚氯乙烯的平均聚合度應(yīng)在800-2400,聚氯乙烯 分子約由800-2400個(gè)氯乙烯單元組成。例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 乙二醇酯，其分子量一般在2萬(wàn)左右，計(jì)算 及 。 解：已知-O(CH2)2O-結(jié)構(gòu)單元分子量為60，-OC-C6H5-CO- 結(jié)構(gòu)單元分子量為132。 由 = （M

6、+ M ）/2得： 2000 = （60+132）/2 則 =208 = /2=1043.由無(wú)規(guī)排列的結(jié)構(gòu)單元組成的高分子 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重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，并且該重復(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）單體衍生而來(lái)。判別均聚物高分子的三種組成情況均聚物 (Homopolymer)齊聚物：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：由一種單體聚合而成的聚合物。共聚物：由兩種或兩種以上單體共聚而成的聚合物。 生成均聚物的聚合反應(yīng)稱均聚反應(yīng) （Homopolymerization)。氯乙烯單體由對(duì)苯二甲酸和乙二醇反應(yīng)生成

7、的“隱含單體”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH“假設(shè)單體”：乙烯醇例：說(shuō)明： x, y為任意值，故在分子鏈上結(jié)構(gòu)單元的排列是任意的： M1M2M1M1M2M1M2M2M2 在這種情況下，無(wú)法確定它的重復(fù)單元，僅 例如：丁苯橡膠（由單體1,3-丁二烯和苯乙烯聚合而成）由兩種或兩種以上（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)稱為共聚反應(yīng)。共 聚 物 （Copolymer）無(wú)規(guī)共聚物：在高分子鏈中不同單體單元的序列分布無(wú)規(guī)則。 兩種單元在鏈中的排列順序是不能預(yù)測(cè)的。在烯類單體自由基共聚合時(shí),通常得到的是無(wú)規(guī)共聚物，其性質(zhì)與相應(yīng)的均聚物是大不相同的。-A-B-A-A

8、-B-A-B-B-A-A-B-A-B-B-A-B-嵌段共聚物：高分子鏈中由一種結(jié)構(gòu)單元鏈段和另一種結(jié)構(gòu) 單元鏈段相接組成。兼具有兩種均聚物的性質(zhì)。 -A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-B-接技共聚物：共聚物的主鏈?zhǔn)且环N均聚物，支鏈?zhǔn)橇硪环N均聚物稱接枝共聚物?？捎脙深惥畚锵嗷シ磻?yīng)生成，也可由A種均聚物的主鏈上引人一些可反應(yīng)的基團(tuán)，再接上由B形成的支鏈構(gòu)成接枝共聚物。接枝共聚物的性質(zhì)是兩類均聚物的加合。滌綸： 高分子鏈的末端結(jié)構(gòu)單元。末 端 基 團(tuán) （ End Groups）聚乙烯：CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3 由于通常聚合物的分子量很大，末端基團(tuán)相對(duì)于整個(gè)高分子而言是很小的組成單元，而且通常是未知的，因此若非需要特別指出末端基團(tuán)，在書(shū)寫(xiě)高分子的結(jié)構(gòu)式時(shí)，常忽略不