高分子化學(xué)教案

第一章緒論【掌握內(nèi)容】高分子基本概念：單體、高分子、聚合物、低聚物、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元、鏈節(jié)、主鏈、側(cè)鏈、端基、側(cè)基、聚合度、相對分子質(zhì)量等。聚合反應(yīng)；加成聚合與縮合聚合；連鎖聚合與逐步聚合。從不同角度對聚合物進(jìn)行分類。常用聚合物的命名、來源、結(jié)構(gòu)特征。聚合物相對分子質(zhì)量及其分布?！臼煜?nèi)容】系統(tǒng)命名法。典型聚合物的名稱、符號及重復(fù)單元?！玖私鈨?nèi)容】高分子化學(xué)發(fā)展歷史。聚合物相對分子質(zhì)量及其分布對聚合物性能的影響。【教學(xué)難點(diǎn)】結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元、鏈節(jié)的辨析。加成聚合與縮合聚合的區(qū)別與聯(lián)系；連鎖聚合與逐步聚合的區(qū)別與聯(lián)系?！窘虒W(xué)目標(biāo)】掌握高分子化學(xué)相關(guān)基本概念。能對幾對重要概念進(jìn)行辨析。能按規(guī)范寫出正確的聚合物名稱、分子式、聚合反應(yīng)式。樹立對高分子化學(xué)學(xué)科正確的認(rèn)識觀。、八.、■前言【教學(xué)內(nèi)容】一、高分子化學(xué)課程簡介二、高分子發(fā)展與應(yīng)用三、我國高分子科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀【授課時間】1學(xué)時【教學(xué)目標(biāo)】了解高分子科學(xué)體系范疇及分子化學(xué)發(fā)展簡史，了解高分子化學(xué)課程【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體幻燈圖片【教學(xué)過程】緒論1.1高分子基本概念【教學(xué)內(nèi)容】高分子高分子化學(xué)單體有關(guān)組成結(jié)構(gòu)的概念大分子結(jié)構(gòu)式聚合反應(yīng)方程式：【授課時間】2學(xué)時【教學(xué)重點(diǎn)】高分子、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元、鏈節(jié)等概念，聚合反應(yīng)式的書寫【教學(xué)難點(diǎn)】結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元的辨析【教學(xué)目標(biāo)】掌握高分子、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、單體單元、鏈節(jié)、聚合度等概念的區(qū)別與聯(lián)系能正確寫出具體聚合物的結(jié)構(gòu)式與反應(yīng)式【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體幻燈圖片及實(shí)例【教學(xué)過程】高分子名稱：macromoleculecompound；macromolecule；polymer；highpolymer概念的形成定義(1)相對分子質(zhì)量很大(2)共價鍵連接相同的化學(xué)結(jié)構(gòu)重復(fù)多次而成基本特點(diǎn)(1)相對分子質(zhì)量很大(2)化學(xué)組成比較簡單,分子結(jié)構(gòu)有規(guī)律性分子形態(tài)多樣:長鏈線型，三維網(wǎng)狀，星型，梯形，環(huán)形….相對分子質(zhì)量具有多分散性物理性質(zhì)不同于低分子:高軟化點(diǎn),高強(qiáng)度,高彈性,熔體高黏度高分子化學(xué)研究聚合反應(yīng)和高分子化學(xué)反應(yīng)原理，選擇原料、確定路線、尋找催化劑、制訂合成工藝等單體能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高分子基本結(jié)構(gòu)組成單元的小分子。有關(guān)組成結(jié)構(gòu)的概念1重復(fù)單元(repeatingunit):高分子鏈中可重復(fù)的最小單位(高物：鏈節(jié))2結(jié)構(gòu)單元(structuralunit):由一種單體分子通過聚合進(jìn)入重復(fù)單元的部分3單體單元(monomerunit):與單體組成相同，只是電子結(jié)構(gòu)不同的重復(fù)單元4聚合度(degreeofpolymerization):重復(fù)單元n定義1：重復(fù)單元數(shù)定義2：結(jié)構(gòu)單元數(shù)五大分子結(jié)構(gòu)式：-［重復(fù)單元化學(xué)式］n六聚合反應(yīng)方程式：n單體■條件［重復(fù)單元化學(xué)式］n+(X小分子)書寫規(guī)范：注意遵守有機(jī)化學(xué)反應(yīng)規(guī)則、端基、側(cè)基1.2聚合反應(yīng)及分類【教學(xué)內(nèi)容】聚合反應(yīng)按單體和聚合物反應(yīng)前后組成與結(jié)構(gòu)的變化分類按聚合機(jī)理與動力學(xué)分類其它類型聚合反應(yīng)【授課時間】1學(xué)時【教學(xué)重點(diǎn)】加成聚合與縮合聚合的區(qū)別與聯(lián)系；連鎖聚合與逐步聚合的區(qū)別與聯(lián)系【教學(xué)難點(diǎn)】對加成聚合與縮合聚合、連鎖聚合與逐步聚合的辨析

【教學(xué)目標(biāo)】1掌握加成聚合與縮合聚合、連鎖聚合與逐步聚合的區(qū)別與聯(lián)系2能從不同分類角度對一具體反應(yīng)進(jìn)行分類【教學(xué)手段】課堂講授，輔以具體例【教學(xué)過程】一聚合反應(yīng)1按單體和聚合物反應(yīng)前后組成與結(jié)構(gòu)的變化分類（列表對比）加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)additionpolymerizationcondensationpolymerization定義單體通過相互加成形成聚合物（加聚物）的反應(yīng)由多官能團(tuán)單體通過縮合而消去小分子形成聚合物的反應(yīng)2按聚合機(jī)理與動力學(xué)分類（列表對比）連鎖聚合（鏈?zhǔn)骄酆希┲鸩骄酆嫌⑽腸hainpolymerizationsteppolymerization機(jī)理活性中心多種（R.,R+,R-）與單體作用（單體之間不反應(yīng)）無通過單體官能團(tuán)間反應(yīng)基元反應(yīng)引發(fā)，增長，終止，轉(zhuǎn)移無動力學(xué)單體轉(zhuǎn)化率-時間C%n相對分子質(zhì)量-時間utMr.□t任一瞬間組成單體,高分子,微量引發(fā)劑（中間產(chǎn)物不穩(wěn)定）相對分子質(zhì)量遞增的一系列中間產(chǎn)物）3其它類型聚合反應(yīng)1.3高分子化合物的分類及命名【教學(xué)內(nèi)容】一、聚合物的分類二、聚合物的命名【授課時間】2學(xué)時【教學(xué)重點(diǎn)】聚合物的命名【教學(xué)難點(diǎn)】【教學(xué)目標(biāo)】1掌握聚合物的命名規(guī)則；2能正確對具體大分子進(jìn)行正確分類、命名。【教學(xué)手段】課堂講授，輔以具體例【教學(xué)過程】聚合物的分類按來源：天然高分子、合成高分子按用途：塑料、橡膠、化纖、涂料、粘合劑、功能高分子按主鏈結(jié)構(gòu)：碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機(jī)高分子、無機(jī)高分子按反應(yīng)：加聚物與縮聚物；均聚物與共聚物按分子鏈形狀：線型、支化型、星型、梳型、梯型、交聯(lián)型聚合物的命名按來源或結(jié)構(gòu)命名均聚物：“聚”+單體名稱(加聚)共聚物：“聚”+單體1名稱+單體2名稱。。?？s聚物：“聚”+重復(fù)單元名稱按結(jié)構(gòu)特征：聚醚、聚酯、聚酰胺。。。商品名稱：1合稱纖維：“。。。+綸”晴綸、維尼綸、滌綸、丙綸、錦綸、氯綸2合成橡膠：“。。。+橡膠”丁苯橡膠、乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠合成樹脂：“。。。+樹脂”酚醛樹脂、醇酸樹脂英文縮寫名系統(tǒng)命名法1.4高分子化合物的分子量及其多分散性【教學(xué)內(nèi)容】高分子化合物的分子量及其分布【授課時間】1學(xué)時【教學(xué)重點(diǎn)】相對分子質(zhì)量及其分布【教學(xué)難點(diǎn)】【教學(xué)目標(biāo)】掌握相對分子質(zhì)量及其分布的定義【教學(xué)手段】課堂講授，輔以具體例【教學(xué)過程】聚合物的多分散性數(shù)均分子量Mn定義為聚合物中分子量為Mi的分子的數(shù)量分?jǐn)?shù)Ni與其分子量Mi乘積的總和重均分子量Mw定義為聚合物中分子量為Mi的分子所占的重量分?jǐn)?shù)Wi與其分子量Mi的乘積的總和。分子量分布(molecularweightdistribution,MWD)d=Mw/Mn1.5高分子化合物結(jié)構(gòu)及性能【教學(xué)內(nèi)容】高分子構(gòu)型與構(gòu)象的概念；高分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；高分子的四個結(jié)構(gòu)層次；高分子性能的一般特點(diǎn)；【授課時間】0.5學(xué)時【教學(xué)重點(diǎn)】相對分子質(zhì)量及其分布【教學(xué)難點(diǎn)】【教學(xué)目標(biāo)】1了解高分子構(gòu)型與構(gòu)象的概念；掌握高分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；了解高分子的四個結(jié)構(gòu)層次；了解高分子性能的一般特點(diǎn)；【教學(xué)手段】課堂講授，輔以具體例【教學(xué)過程】一．高分子構(gòu)型與構(gòu)象的概念高分子鏈的構(gòu)型(configuration立體異構(gòu)(stereoisomerism)原子或取代基在空間排列方式不同引起，可分為：對映體異構(gòu)(antimerisomerism)幾何異構(gòu)(rotamerism)(1)對映體異構(gòu)不對稱(asymmetric)碳原子上的基團(tuán)空間排列引起全同結(jié)構(gòu)(isotacticstructure)間同結(jié)構(gòu)(syndiotacticsturcture)無規(guī)結(jié)構(gòu)(randomstructure)(2)幾何異構(gòu)(Stereoisomerism)——主鏈上有不飽和鍵所引起的異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)象(conformation)(二次結(jié)構(gòu))——高分子鏈在空間存在的各種形狀產(chǎn)生原因：C-C單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)(internalrotation)引起碳原子在空間位置上的變化。二．.高分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：相對分子量大并存在多分散性分子間作用力大，分子鏈具有柔順性晶態(tài)有序性差，但非晶態(tài)卻具有一定的有序性三．.高分子的四個結(jié)構(gòu)層次：近程結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)織態(tài)結(jié)構(gòu)四．高分子性能的一般特點(diǎn)：相對密度小0.9—2,3(與金屬材料相比較)力學(xué)性能好易于成型加工溶解過程緩慢，交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子化合物只能溶脹不能溶解1.6.常見高分子材料簡介【教學(xué)內(nèi)容】三大基本高分子材料及其他高分子材料【授課時間】0.5學(xué)時【教學(xué)重點(diǎn)】掌握三大基本高分子材料的種類及性能特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)】【教學(xué)目標(biāo)】1掌握掌握三大基本高分子材料的種類及性能特點(diǎn)2.了解其它高分子材料的性能特點(diǎn)；【教學(xué)手段】課堂講授，輔以具體例【教學(xué)過程】三大合成高分子材料：合成樹脂和塑料、合成纖維、合成橡膠一、橡膠(rubber)：定義：具有可逆形變的高彈性聚合物材料2．特點(diǎn)：高彈性；易形變且可逆；分子量大(幾十萬)。3.分類：通用型橡膠：丁苯(butadienestyrene)橡膠、順丁(cis1.4polybutadiene)橡膠、天然橡膠。特種型橡膠：丁腈(butyronitrile)橡膠、硅(silicone)橡膠、氯丁(chlorobutadine)橡膠。二、纖維(fiber)特點(diǎn)：彈性模量大；形變??；強(qiáng)度高；分子量小(一般為幾萬)。分類：(1)天然纖維(棉、毛、絲、麻等)(2)化學(xué)纖維人造纖維(rayon)：將天然高分子經(jīng)化學(xué)處理再加工紡制而成的纖維。如粘膠纖維(viscosefiber)、醋酸纖維(celluloseacetate)。合成纖維(syntheticfiber)：聚合物經(jīng)加工紡制而成的纖維。如滌綸(terylene)、錦綸(nylon)、腈綸(acrylon)、維尼綸(vinyIon)等。三、塑料(plastics)：定義：具有塑性行為的材料特點(diǎn)：彈性模量介于橡膠和纖維之間；形變量中等。分類：(1)根據(jù)受熱行為分熱塑性塑料線形(linear)或支鏈形(branched)，可熔可溶。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯(polypropylene)等，熱固性塑料交聯(lián)結(jié)構(gòu)，不溶不熔。如酚醛樹脂(bakelite)、環(huán)氧樹脂(epoxideresin)