高分子化學 chap1緒論課件

高分子科學導論南京大學化學化工學院高分子科學與工程系王昭群IntroductionofPolymerScienceWANGZhaoqun1第一章緒論1.高分子科學及其研究內(nèi)容2.高分子的重要性和特點3.高分子科學的歷史和發(fā)展4.高分子科學的研究趨勢和應用5.高分子的一些基本概念6.高分子化合物的命名和分類WANGZhaoqun2高分子科學及其重要性WANGZhaoqun3何為高分子？分子量大（≥10,000）由重復單元鏈接而成長徑比：103~105Polyamideimide/聚酰胺酰亞胺的立體示意圖WANGZhaoqun4高分子/Polymer單體/Monomer合成高分子——由單體聚合而成通過不同的聚合反應WANGZhaoqun5COOCOHOCOHCHHHHCOHOCOHOCOHCHOHHHH+n帶雙官能團的化合物逐步聚合帶雙鍵的烯類化合物CCHHHH連鎖聚合CCHHHHnWANGZhaoqun6高分子科學成型、加工聚合物結構性能改性高分子化學反應應用聚合天然高分子分子運動高分子工程高分子物理高分子化學小分子基礎性學科應用性學科應用：高分子材料WANGZhaoqun7歷史的劃分人類發(fā)展的歷史證明，每一種重要材料的發(fā)現(xiàn)和利用，都會把人類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平，給社會生產(chǎn)力和人類生活帶來巨大的變化，把人類物質(zhì)文明和精神文明向前推進一步歷史的劃分材料人類文明WANGZhaoqun8舊石器

數(shù)百萬年前新石器數(shù)十萬年前青銅器數(shù)千年前鐵器數(shù)千年前WANGZhaoqun9高分子時代（20世紀下半葉）

三大合成材料：塑料、橡膠、纖維其他合成材料：涂料、膠粘劑復合材料功能高分子材料

??????（200年不到）在人類歷史上，幾乎沒有什么科學技術象高分子科學這樣對人類社會做出如此巨大的貢獻。在二十世紀初，可靠的聚合方法的發(fā)現(xiàn)，加上有關高分子理論，物理和工程的巨大進展，導致并推動了一場材料革命，這場材料革命至今仍在繼續(xù)地進行著?！狾.Vogl,G.D.Jaycox,“TrendsinPolymerScinece”WANGZhaoqun10無處不在的高分子服裝、面料玩具、生活用品電氣產(chǎn)品外殼、絕緣體包裝、裝飾材料涂料、粘合劑隱形眼鏡衣食住行，尖端科技WANGZhaoqun11塑料制品的標識一般在塑料瓶的底部有一個由三個箭頭組成的三角形，當中有一個3-7的數(shù)字，箭頭表示可回收利用n1——PET：適用于礦泉水、碳酸飲料（不耐油，70?C以上易變形，有害物易溶出）2——HDPE：可裝洗發(fā)、沐浴等清洗類3——PVC4——LDPE：常用于一般塑料制品如雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等，不宜用于食品包裝5——PP：可用于微波爐6——PS：不宜用于強酸堿，溫度高時釋放有害物7——other：四大通用塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）WANGZhaoqun12價廉輕便強度高易于加工成型性能易于控制使用安全廢棄物易于處理食品的生產(chǎn)和儲存健康、醫(yī)療建筑能源開發(fā)和利用娛樂、體育軍事、航空、航天以塑代鋼——在一定程度上，工程塑料的強度已經(jīng)超過了鋼鐵可應用于各個領域高分子材料具備金屬和陶瓷等材料的性能特點，在幾乎所有的應用領域大量地取代它們，甚至綜合性能更優(yōu)良。高分子材料的發(fā)展和應用，是20世紀改變?nèi)祟惿睢⑸a(chǎn)的20項發(fā)明之一WANGZhaoqun13全世界高分子材料已超過2億噸，雖然重量不及鋼鐵，但由于其比重僅為鋼鐵的1/7~1/8，因此，世界高分子材料總體積遠遠超過鋼鐵。發(fā)達國家鋼鐵的產(chǎn)量基本已經(jīng)穩(wěn)定了，但高分子材料的產(chǎn)量還在增長三大合成材料：塑料、橡膠、纖維WANGZhaoqun14每年全球生產(chǎn)超過2億噸聚合物材料以滿足全世界的60億人的使用需要。在這一生產(chǎn)過程中，只消耗了全球原油年產(chǎn)量的4%。比較而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗卻要比聚合物大一個數(shù)量級。與全球每年產(chǎn)生的約500億噸生物物質(zhì)相比，聚合物的產(chǎn)量是如此的微不足道。然而，聚合物材料的使用卻對全球經(jīng)濟產(chǎn)生了巨大的影響，它對美國GDP的貢獻達到4%。當全世界人口比現(xiàn)在翻一番時，聚合物的生產(chǎn)規(guī)?？赡苁乾F(xiàn)在的三倍甚至四倍。能源消耗量效比WANGZhaoqun15高分子科學發(fā)展簡史WANGZhaoqun16木材棉麻絲毛漆橡膠皮革各種樹脂各種天然的高分子材料皮革的鞣制棉麻的絲光處理改性日常生活和生產(chǎn)創(chuàng)建前——蒙昧期(不知道其化學組成和結構)高分子科學的歷史(時間短卻發(fā)展迅猛)WANGZhaoqun17合成樹脂：德國開發(fā)出酚醛樹脂（1907年）作為絕緣材料：俗稱電木醋酸纖維和塑料、醇酸樹脂、聚乙烯醇學科創(chuàng)建：本階段的末期，高分子科學作為一個獨立的學科初步建成天然高分子的改性：橡膠的硫化（1839年），使天然橡膠實用化硝基纖維素發(fā)明推動塑料工業(yè)的發(fā)展（1868年）P－OH+HNO3P－ONO2+H2O火藥(N%:13%)

賽璐珞塑料(11%)

涂料(12%)

膠片(12%)第一階段——高分子科學的創(chuàng)建

(19世紀30年代-1930年)

WANGZhaoqun18高分子和聚合的概念得到普遍的接受第二階段——重要發(fā)展階段（1930-1960年）1936年，以纖維素乙?；昂蠓肿恿孔兓瘶O小的實驗事實再次證實“鏈式大分子”觀點的正確性，終于得到化學界普遍認可H.Staudinger(1881-1965)Germany1926年，依據(jù)測定聚茚氫化前后分子量變化極小的實驗事實，提出了“鏈式大分子”概念（茚：一種烴類液體[indene]C9H8，很易聚合）高分子的鏈式結構NobelPrize,1953Staudinger十年間兩次提出1920年，發(fā)表了他劃時代意義的文獻《論聚合》,提出了大分子是由大量的小分子聚合起來的概念最終被確立WANGZhaoqun19塑料和工程塑料：尼龍-66的工業(yè)化生產(chǎn)（1938年）有機玻璃（合成聚甲基丙烯酸甲酯）聚苯乙烯的工業(yè)化環(huán)氧樹脂

ABS樹脂合成橡膠：丁二烯及其共聚類(如聚丁二烯、丁氰、丁苯、丁基等)

聚氨酯在材料開發(fā)及其應用方面都得到了很大的發(fā)展聚酯纖維腈綸合成纖維：二次世界大戰(zhàn)客觀上刺激了科學技術和工業(yè)的發(fā)展，因此，高分子科學的全面發(fā)展不僅在基礎研究方面，而且在應用方面WANGZhaoqun20WallaceH.Carothers(1896～1937),USA1935年2月28日聚酰胺66(polyamide66),1938年10月27日Nylon66,duPont,第一種合成纖維聚氯乙烯聚苯乙烯聚醋酸乙烯酯聚甲基丙烯酸甲酯高壓聚乙烯丁苯橡膠丁腈橡膠氯丁橡膠聚四氟乙烯ABS樹脂科學研究

鏈式自由基聚合反應理論工業(yè)化

縮聚反應理論聚酰胺聚酯縮聚反應理論鏈式自由基聚合反應理論30到40年代工業(yè)合成WANGZhaoqun21可以實現(xiàn)分子鏈立體構型的控制制備出高密度線型PE和等規(guī)PP

KarlZiegler(1898-1973)Germany烯烴聚合中的有機金屬混合物催化劑高密度聚乙烯(HighdensityPolyethylene,HDPE)GiulioNatta(1903-1979)Italy立構規(guī)整聚合物等規(guī)聚丙烯(Polypropylene,PP)NobelPrize,1974

Ziegler-Natta催化劑及其配位聚合（

1963）

活性陰離子聚合可以實現(xiàn)分子鏈結構和形狀的控制，開發(fā)了聚甲醛、聚氨酯等WANGZhaoqun2250年代，美國化學家P.J.Flory提出了高分子溶液的格子模型，創(chuàng)建了高分子溶液的統(tǒng)計熱力學和高分子構象的統(tǒng)計力學方面的基礎理論，大大促進了高分子物理以至整個高分子科學的發(fā)展PaulJ.Flory(1910-1985),USAPrinciplesofPolymerChemistry《高分子化學原理》,1953;StatisticalMechanicsofChainMolecules《長鏈分子的統(tǒng)計力學》,1979NobelPrize,1974

高分子物理Pierre-GillesdeGennes(1932-),FranceScalingConceptsinPolymerPhysics《高分子物理學的標度概念》,1985引入現(xiàn)代凝聚態(tài)物理學中有關軟物質(zhì)、標度律、復雜流體、分形、魔梯、圖樣動力學和臨界動力學等新概念，豐富了高分子學說NobelPrize,1991WANGZhaoqun23有機化學高分子化學物理化學物理學數(shù)學電子學各種工程學生物學醫(yī)藥學其它化學化工機械

高分子科學基礎科學技術科學交叉滲透融合高分子物理高分子工程鏈結構溶液性質(zhì)聚集態(tài)結構性能成型加工合成、改性、分子設計WANGZhaoqun24第三階段——全面發(fā)展階段（20世紀60年代以后）材料：新的材料不斷涌現(xiàn)，無法列舉，得到全面應用科學研究：各種聚合理論趨于成熟，體系完善

高性能化聚甲醛、聚碳酸酯、聚醚、聚酰亞胺等工程塑料大批量投向市場，各種耐高溫的高強度聚合物材料層出不窮。各種通用高分子材料走向成熟、并不斷涌現(xiàn)出新的高分子材料光敏性高分子、高分子半導體和導體、光導體、高分子分離膜、高分子試劑和催化劑、高分子藥物等方面的研究與應用都取得巨大進展。這是功能高分子和生物醫(yī)用高分子理論和材料大發(fā)展時期

多功能化WANGZhaoqun25高分子科學的研究趨勢及其應用和未來WANGZhaoqun26結構物性合成與改性分子設計高分子科學的更高、更新階段高分子化學的重任

通過建立結構與性能、功能之間的關系，合成具有指定結構及性能與功能的聚合物，或者通過改性提高性能，通過修飾等手段賦予聚合物新的功能。實現(xiàn)聚合物的分子設計和材料設計的目標應用需求WANGZhaoqun27高分子化學新型、有用的高分子化合物的分子設計，新的聚合反應，新的聚合方法的研究等內(nèi)容是高分子化學的主要任務，也始終是其研究前沿高分子物理新型高分子材料的工業(yè)合成技術；聚合物的新型成型加工技術；成型工藝過程與聚合物結構控制的相關性高分子工程高分子的各級結構；高分子溶液、液晶態(tài)、多相體系等新現(xiàn)象和方法；高分子聚集態(tài)及其性能、功能與微觀結構的關系從學科與理論的角度WANGZhaoqun28為滿足航天航空、電子信息、汽車工業(yè)、家用電器等多方面技術領域的需要，在機械性能、耐熱性、耐久性、耐腐蝕性等方面性能進一步提高高性能化合成新的高分子改性通過新聚合反應控制分子結構(如:陰離子活性聚合)通過聚合方法和聚合過程的控制、提高性能(如:齊格勒納塔聚合)多功能化除機械性能外，高分子還具特定功能：光導、電導性光敏性、光致變色性磁性生物活性液體性催化性高度選擇能力的反應活性對特定金屬離子的螯合性透過特定氣體從應用和材料的角度WANGZhaoqun29精細化電子技術變化日新月異，要求原材料向高純化、超凈化、精細化、功能化方向發(fā)展智能化使材料本身帶有生物所具有的高級功能，如預知預告性、自我診斷、自我修復、自我增殖、認識識別能力、刺激反應性、環(huán)境應答性等。材料的智能化是一項帶有挑戰(zhàn)性的未來的重大課題復合化高性能的結構復合材料是新材料革命的一個重要方向。如，以玻璃纖維增強材料為主的復合材料不僅在當前已進入大規(guī)模生產(chǎn)和應用階段，而且在將來仍會有所發(fā)展。

WANGZhaoqun30支柱生物技術先進材料信息技術能源環(huán)境結構材料軍事航空、航天

三大材料金屬陶瓷

高分子材料是人類進化史的里程碑，現(xiàn)代文明的重要支柱，發(fā)展高新技術的基礎和先導。高分子材料扮演著極為重要的角色基礎先導應用前景WANGZhaoqun31防熱材料有機硅聚合物處理的陶瓷纖維隔熱層覆蓋在神舟五號返回艙表面：有機硅聚合物良好的耐高低溫性能使之在高空低溫和大氣層再入時的高溫環(huán)境中得以延長器件的壽命外表面溫度超過1000?C,內(nèi)部溫度約30?C

高比強、高比模結構材料

超低溫，超高溫防護材料吸收電磁波、聲波的隱身材料減震、降噪的阻尼材料航天器用高分子材料WANGZhaoqun32高比強、高比模結構材料火箭整流罩、衛(wèi)星接口支架、液氫/液氧發(fā)動機共底、固體火箭發(fā)動機殼體等：碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料WANGZhaoqun33F-22的材料組成鈦合金：41%；鋁合金：15%；鋼：5%樹脂基復合材料:24%環(huán)氧樹脂、聚雙馬來酰亞胺。用于雷達罩、進氣道、機翼(含整體油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、減速板及機身蒙皮等。WANGZhaoqun34F-22的動力：F-119發(fā)動機F119發(fā)動機正在執(zhí)行用樹脂基復合材料取代鈦合金制造風扇送氣機區(qū)的計劃，可節(jié)省結構重量6.7公斤，并正在考慮用樹脂基復合材料風扇葉片取代現(xiàn)在的鈦合金空心風扇葉片，以期減輕結構重量30％。WANGZhaoqun35防彈玻璃

由數(shù)層玻璃和聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠片粘結而成的特種夾層玻璃。56式7.62mm沖鋒槍，56式7.62mm普通彈(鋼芯)，15米距離射擊三發(fā)，彈速約750m/s，彈著點100±10mm呈正三角形，防彈玻璃背部沒有飛濺物，背部玻璃表面光滑，彈傷深度≤5mm。

玻璃和高分子的復合材料WANGZhaoqun36高強纖維的代表:Kevlar抗拉強度3.4GPa模量（59～190）GPa斷裂伸長5%蜘蛛絲強度優(yōu)于Kevlar斷裂伸長達30%復合材料生物醫(yī)學降落傘繩索頭盔、防彈背心芳綸，全芳香族聚酰胺WANGZhaoqun37——帶有特異功能特種合成纖維調(diào)溫纖維——能夠調(diào)節(jié)自身環(huán)境溫度。環(huán)境溫度上升時，有儲熱作用；溫度下降時，放出熱量保溫纖維——能隔絕外界雨、雪、風、霜侵入到人體皮膚，同時也能將皮膚上的汗水排放到大氣中去，具備天然纖維（棉、麻、絲等）的功能呼吸纖維——具有防水透氣性，能透過人體汗液蒸發(fā)的水蒸氣，但卻透不過雨水，即具有兩種相逆的功能防暑纖維——具有親水性，可防出汗、防悶熱，穿著舒適記憶纖維——可永遠保持形狀不變彈性纖維——彈性纖維適宜動作和身體伸展。使用的聚氨酯纖維，其彈性可接近橡膠WANGZhaoqun38和體育結緣最初的臺球是用象牙制成，量稀而貴，有人懸賞1萬美元征求制造臺球的替代材料。1869年，美國人海厄特把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱，然后在常壓下硬化成型制出了廉價臺球，贏得了這筆獎金。這種由纖維素制得的材料就是賽璐珞WANGZhaoqun39

不論是遺傳現(xiàn)象，或是酶的活動，都與高分子物質(zhì)有密切的關系。在人體中，最重要的高分子物質(zhì)莫如蛋白質(zhì)和核酸。高分子科學家已經(jīng)開始探索如何去合成或模擬天然的高分子——也就是具有生物活性的高分子，因為天然的動、植物本身就是由高分子所組成的。一旦能夠合成生物高分子，就可以合成部分生物組織或器官，在解救人的生命的旅程中又可大大地向前邁一步了高分子——生命活動的基本物質(zhì)生命活動是各式各樣的：新陳代謝、肌肉收縮、神經(jīng)傳導以至于傳種接代(遺傳現(xiàn)象)等等。不論哪種活動，都需要有生物酶的參與。遺傳現(xiàn)象則更是十分神秘而復雜的生命活動現(xiàn)象WANGZhaoqun40生物醫(yī)用高分子材料——生命科學和材料科學的交叉

生物材料是指與體液接觸的異體材料，除少數(shù)金屬、陶瓷和碳素外，絕大部分是橡膠、纖維、模制塑料等合成高分子材料。全世界在醫(yī)學上應用的高分子材料就有90多個品種、1800余種制品。西方國家在醫(yī)學上消耗的高分子材料每年以10%-20%的速度增長人體替代和修復材料醫(yī)療器械、醫(yī)護用品藥用高分子

●●●●●●智能型

復合型功能型WANGZhaoqun41CHEMTECH,1983,13,542-55SiliconemedicaldevicesandtheBody人造胰臟形同鈕扣，Φ2.5x0.5cm,在兩層高分子膜之間夾裝從豬胰臟中取出的可分泌胰島素的細胞。外部用硅包封裝，減輕排異反應人工器官

人工心臟：聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂

人工肺：硅橡膠半透膜

關節(jié)(肩、髖、膝):聚四氟乙烯

人工腎：透析膜

人工血管、人造血液

人工皮膚

??????目前，從天靈蓋到腳趾骨，從人體的內(nèi)臟到皮膚，從血液到五官，除了腦以及大多數(shù)內(nèi)分泌器官外，大都有了代用的人工器官WANGZhaoqun42人造心臟聚醚型聚氨酯聚酯編織管環(huán)氧樹脂聚酯硅油WANGZhaoqun43人工骨聚酯類人工骨生物相容性

可選擇的強度、降解吸收時間

無需二次手術取出納米復合生物活性材料將納米類骨晶體與聚酰胺復合，該材料在生物活性、柔韌性和強度方面均與人體組織接近，可用于顱骨、關節(jié)及喉管支架、穿皮器件與修復領域Resomer?ResorbablePolyester：Polylactide,Polyglycolideorthecopolymers—BoehringerIngelheimKGWANGZhaoqun44再生骨所用的高分子材料具有良好的力學性能而作為承力替代物，同時具有良好的生物相容性和骨傳導性，新生骨組織在其上以爬行方式生長，一定程度上可使骨缺損尺寸降低到可自身修復的程度。依據(jù)缺損骨頭的形狀，用高分子材料作成支架，在上面“種”上成骨細胞，再植入體內(nèi)。材料為細胞提供養(yǎng)份，當骨頭漸漸長成后，支撐材料隨之降解、吸收而消失WANGZhaoqun45藥用高分子(藥物的控制釋放)控制釋放速度在需要的時間范圍內(nèi)以一定的速度在體內(nèi)緩慢釋放控制釋放地點靶向控制釋放體系，使藥物在預定的部位按設計的劑量富集于病灶處緩釋膠囊

體系不僅能提高藥效，簡化給藥方式，大大降低了藥物的毒副作用WANGZhaoqun46硅橡膠醫(yī)療制品用硅橡膠制造的醫(yī)療器械—DowCorning醫(yī)用硅橡膠是最早也是最成功的商品化醫(yī)用高分子材料之一WANGZhaoqun47物理摻混型：將各種導電性的無機材料如炭黑、金屬粉末、金屬絲和碳纖維等物理摻混進各種聚合物中結構型：在電場作用下產(chǎn)生電流載流子(電子、離子等)，如：大共軛結構的高分子Polyimide/聚酰亞胺>102(Ω·cm)-1

電導率<10-10(Ω·cm)-1

半導體優(yōu)良的絕緣材料導電高分子摻雜Polypyrrole/聚吡咯酚醛樹脂——第一個合成高分子從苯酚和甲醛聚合而成，最初的主要應用就是制備電器和儀表的絕緣件導電高分子WANGZhaoqun48最高達103(Ω·cm)-1（上升了12個數(shù)量級）

聚乙炔(室溫電導率)10-9（順式）~10-5(Ω·cm)-1（反式）日本的白川,1970年代初MacDiarmid,1977年NobelPrize,2000碘摻雜AlanJ.HeegerWANGZhaoqun49導電高分子聚乙炔的四種結構式聚乙炔(PA,1977,Shirakawa)

聚苯胺(PAn,1983,MacDiarmid)

聚吡咯(PPy)

聚噻吩(PTh)

聚對苯(PPP)

聚苯亞乙烯(PPV)

特點：長程共軛、無機摻雜WANGZhaoqun50導電高分子除具有導電性外，還具備高分子的特性低比重可撓性成膜性透明性粘著性（金屬材料不具備）便于加工成型制成各種所需形狀廣泛應用導電涂料粘合劑導電薄膜電氣部件導電高分子可以作為結構材料，進一步改變已有的一些產(chǎn)品的制造方式WANGZhaoqun51柔性顯示器采用有機發(fā)光二極管(Organiclight-emittingdiode,

OLED)又稱有機電激發(fā)光顯示技術

(OrganicElectroLuminescence,OEL)高分子發(fā)光二極管(PLED)是有機發(fā)光二極管(OLED)中的一種在基板上P型和N型半導體材料為有機物和高分子材料電光轉(zhuǎn)換的效率高工作電壓很低（可低達2.0v以下）；工作電流很?。傻瓦_1mA以下）WANGZhaoqun52

柔性超薄

節(jié)省能源總體特點飛利浦公開的13英寸高分子有機EL面板,厚度只有1m

亮度高

視角大WANGZhaoqun53如古典的建筑物，既有飛檐，又有圓柱，倘若照明設施能做到取勢造型、依形布局，對于保持古建筑的風格尤為重要；家庭居所的燈光可以發(fā)自天花板或墻上的壁紙，既節(jié)省了空間，又能美化居室環(huán)境，可謂兩全其美應用前景廣泛照明穿在身上塑料軍用地圖像變色龍一樣的迷彩服WANGZhaoqun54發(fā)光二極管（LED）北京奧運會開幕式WANGZhaoqun55塑料光纖石英、玻璃光纖直徑一旦小于0.1毫米時，因其耐沖擊性能差及不易連接，使用便比較困難，而且生產(chǎn)成本較高使直線傳播的光實現(xiàn)了像電流一樣的傳導塑料光纖：在彎曲狀態(tài)傳光，柔韌性好，耐沖擊，重量輕，加工容易，數(shù)值孔徑大，耦合容易，壽命長，使用方便。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)WANGZhaoqun56聚合物電池電池的三要素負極正極電解質(zhì)聚合物電池高分子無漏液、安全問題——使用膠態(tài)的固體，不含液態(tài)電解液，不產(chǎn)生漏液和燃燒爆炸，僅由碳、氫、氮構成，對環(huán)境的影響較小

薄、體積小——以3.6V、400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm

形狀可變——可設計成多種形狀，且可彎曲變形，最大可彎曲90度左右重量輕、容量大——體積能量密度在470Wh/L以上，重量能量密度在190Wh/kg以上

單顆高電壓——由于無液體，可在單顆內(nèi)作成多層組合達到高電壓無需通過數(shù)顆電池的串聯(lián)得到高電壓WANGZhaoqun57高分子與環(huán)境保護和生態(tài)平衡WANGZhaoqun58塑料垃圾狀況重量體積分類白色污染??？WANGZhaoqun59塑料不會腐爛也不會生銹，原本是相對于金屬材料而言的一個優(yōu)點。但是，這一性質(zhì)也給人類帶來一個嚴重的問題：由于塑料不易腐爛，大量的塑料廢棄無法被自然界吸收、分解，從而造成一定程度的環(huán)境污染廢棄物處理不腐爛、不生銹隨著科學技術的進步，人類生活水平的提高，特別是由于世界人口的迅速增加，資源的加速枯竭，生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，21世紀對材料科學技術提出更高的要求資源問題逐漸枯竭WANGZhaoqun60天然材料應用廢棄物再生加工微生物降解基質(zhì)自然界生態(tài)大循環(huán)

合成高分子生物技術WANGZhaoqun61合成便于降解、生物降解而可循環(huán)使用或再生利用的材料原料方面利用植物和微生物進行高分子合成，可生物降解，實現(xiàn)環(huán)境同化合成過程生物合成方法，如酶促合成法?；蛟诃h(huán)境友好的水或二氧化碳等化學介質(zhì)中進行合成，如，采用乳液聚合、懸浮聚合材料降解用于環(huán)保利用高分子材料處理污水和毒物等，如吸油性樹脂、絮凝劑相關研究方向WANGZhaoqun62

英國專家最近培育成功了一種能生產(chǎn)塑料的油菜。利用基因遺傳技術成功地把各種能產(chǎn)生聚合物的生物基因移植到油菜籽中，用這種油菜籽長出的油菜，其種子和葉片中都含有大量的聚合物?？缮a(chǎn)塑料的油菜基因遺傳技術把這種聚合物提煉后，就可用來加工成各種家用塑料制品以及塑料管道等。這種天然塑料的特點是不會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染，將其埋在地下，6個月后就可分解為水和二氧化碳創(chuàng)造新的天然高分子WANGZhaoqun63高分子的一些基本概念WANGZhaoqun64高分子化合物分子量大（≥10,000）由重復單元鏈接而成高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物

Macromolecules,HighPolymer,Polymer這些術語一般可以通用WANGZhaoqun65烯類單體高分子Polymer單體MonomerPolymerizationCCHHHHCCHHHHn聚合結構單元Structureunit聚合度Degreeofpolymerization烯類單體單體單元Monomerunit重復單元Repeatingunit鏈節(jié)ChainelementWANGZhaoqun66結構單元＝單體單元＝重復單元＝鏈節(jié)結構單元有時也稱為單體單元

(Monomerunit)、重復單元

(Repeatingunit)、鏈節(jié)

(Chainelement)Degreeofpolymerizationn＝結構單元數(shù)＝單體單元數(shù)＝重復單元數(shù)＝鏈節(jié)數(shù)聚合度=是衡量高分子大小的一個指標，有兩種表示法以大分子鏈中的結構單元數(shù)目表示，Xn以大分子鏈中的重復單元數(shù)目表示，DPWANGZhaoqun67對于烯類單體的聚合，結構單元和重復單元一致，兩種聚合度相等，都等于n結構單元的分子量由聚合度可計算出高分子的分子量：高分子的平均分子量M=Xn?

M0=DP?

M0

nDPXn==WANGZhaoqun68雙官能團類單體兩種由單體衍生而來的結構單元構成一個重復結構單元結構單元重復結構單元雙官能團類單體NH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH

H[HN(CH2)6NH2OC(CH2)4CO]nOH+(2n-1)H2O結構單元WANGZhaoqun69此時，Xn和DP的意義并不一致結構單元重復單元=鏈節(jié)單體單元

通常情況下由多于一種的單體聚合而成形成高分子的過程中通常要失掉一些原子一個重復單元由兩個結構單元組成，所以，結構單元的數(shù)目是重復單元的數(shù)目的兩倍兩種結構單元的平均分子量WANGZhaoqun70高分子化合物的命名和分類WANGZhaoqun711.命名乙烯丙烯氯乙烯甲基丙烯酸甲酯聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯

以單體名稱為基礎，在前面加“聚”字取單體簡名，在后面加“樹脂”、“橡膠”二字苯酚甲醛酚醛樹脂尿素甲醛脲醛樹脂甘油鄰苯二甲酸酐醇酸樹脂丁二烯苯乙烯丁苯橡膠WANGZhaoqun72商品名

聚酰胺聚酯聚氨酯聚醚第一個數(shù)字表示二元胺的碳原子數(shù)第二個數(shù)字表示二元酸的碳原子數(shù)只附一個數(shù)字表示內(nèi)酰