高分子化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)

關(guān)于高分子化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日21.1高分子化合物的概念高分子化合物：分子量很高并由共價(jià)鍵連接的一類化合物-----<1000<------<10000<-----1000000<-----低分子

中等分子高分子超高分子

高分子化合物和高分子材料相同嗎?高分子材料往往由高分子化合物經(jīng)過加工或加入某些添加物而成第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日31.1高分子化合物的基本概念Polymer，HighPolymer聚合物（高聚物）Macromolecules大分子聚合物（高聚物）通常指有一定重復(fù)單元的合成產(chǎn)物，一般不包括天然高分子；大分子指相對(duì)分子質(zhì)量很大的一類化合物，包括天然高分子和合成高分子，也包括無一定重復(fù)單元的復(fù)雜大分子。第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日4合成聚合物的起始原料稱為單體（Monomer）單體在大分子鏈中形成的單元稱為結(jié)構(gòu)單元（Structureunit）一個(gè)大分子往往是由許多相同的、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元通過共價(jià)鍵重復(fù)連接而成。例如：1.由一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子聚合縮寫成1.1高分子化合物的基本概念第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日5n表示重復(fù)單元數(shù)，也稱為鏈節(jié)數(shù),在此等于聚合度聚合度（Degreeofpolymerization）聚合度是衡量高分子分子量大小的一個(gè)指標(biāo)。單體單元（Monomerunit）:結(jié)構(gòu)單元與原料相比，除了電子結(jié)構(gòu)變化外，其原子種類與各種原子的個(gè)數(shù)完全相同

有兩種表示法：以大分子鏈中的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目表示，記作以大分子鏈中的重復(fù)單元數(shù)目表示，記作重復(fù)單元(Repeatingunit）：在聚合物的大分子鏈中重復(fù)出現(xiàn)的，組成相同的最小基本單元。1.1高分子化合物的基本概念第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日6在這里,兩種聚合度相等，都等于n另一種情況：式中:M是高分子的分子量

M0是結(jié)構(gòu)單元的分子量

M1是重復(fù)單元的分子量由聚合度可計(jì)算出高分子的分子量：結(jié)構(gòu)單元＝重復(fù)單元單體單元1.1高分子化合物的基本概念結(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。第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日7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)單元組成的高分子合成尼龍-66則具有另一特征：1.1高分子化合物的基本概念重復(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，故不能稱為單體單元。單體在形成高分子的過程中要失掉一些原子第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日8比較n1.1高分子化合物的基本概念第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日9單個(gè)聚合物分子所含單體單元的數(shù)目例：注意：Mo為兩種結(jié)構(gòu)單元的平均分子量1.1高分子化合物的基本概念n第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日10例1：以氯乙烯單體為原料得到聚氯乙烯,其分子量根據(jù)用途不同可在5萬至15萬之間，其結(jié)構(gòu)單元的分子量為62.5，計(jì)算聚合度范圍。

====50000～150000/62.5=800～2400

通過計(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。1.1高分子化合物的基本概念M0是結(jié)構(gòu)單元的分子量M1是重復(fù)單元的分子量第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日11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2萬左右，計(jì)算及。解：已知-O(CH2)2O-結(jié)構(gòu)單元分子量為60，-OC-C6H4-CO-結(jié)構(gòu)單元分子量為132。

1.1高分子化合物的基本概念第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日123.由無規(guī)排列的結(jié)構(gòu)單元組成的高分子

均聚物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。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。判別均聚物齊聚物(oligomer)：由幾個(gè)或十幾個(gè)單元相互鍵連而成思考：齊聚物是高分子嗎？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。1.1高分子化合物的基本概念第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日13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)生成的“隱含單體”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH“假設(shè)單體”：乙烯醇例：1.1高分子化合物的基本概念第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日14說明：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結(jié)構(gòu)單元＝單體單元1.1高分子化合物的基本概念第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日15HOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-隱含單體HOOC-Ph-COOCH2CH2OHHOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OHHO(CH2)3OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-(OC-Ph-COOCH2CH2CH2O)m-HO-(CH2)5COOHHOCH2COOH-[O(CH2)5CO]m-[OCH2CO]n-共聚物共聚物均聚物例：1.1高分子化合物的基本概念均聚物有且只有一種重復(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。第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日16CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：滌綸：

1.1高分子化合物的基本概念支鏈（側(cè)鏈）：與主鏈相連接的次要分子鏈側(cè)基（取代基）：如果支鏈不長(zhǎng)端基：高分子鏈的末端結(jié)構(gòu)單元。第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日17習(xí)慣命名法：以單體名稱為基礎(chǔ)，在前面加“聚”字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取單體簡(jiǎn)名，在后面加“樹脂”、“橡膠”二字如苯酚甲醛酚醛樹脂

尿素甲醛脲醛樹脂甘油鄰苯二甲酸酐醇酸樹脂1.2.1聚合物的命名丁二烯苯乙烯丁苯橡膠丁二烯丙烯腈丁腈橡膠乙烯丙烯乙丙橡膠第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日18命名基本規(guī)律：1.2.1聚合物的命名nNH2CNH2

+nHCHONHCNHCH2OnO第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日19商品名合成纖維最普遍，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)別聚酰胺聚酯聚氨酯聚醚

以高分子鏈的結(jié)構(gòu)特征命名第一個(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1.2.1聚合物的命名第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日20

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)單元（subunit，即取代基）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！1.2.1聚合物的命名第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日21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，撐乙基例11.2.1聚合物的命名第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日22例2聚乙烯聚亞乙基Poly(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]Poly[1-(methoxycarbonyl)ethylene]例41.2.1聚合物的命名第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日23聚甲基丙烯酸甲酯聚[1-(甲氧基羰基)-1-甲基乙烯]Poly[1-(methoxycarbonyl)-1-methylethylene]例7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51.2.1聚合物的命名CHCH2nn第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日24例8例9聚(氧化-1,4-亞苯基)(與聚苯醚的差異?)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET/絳綸/聚酯)聚（氧亞乙基氧-對(duì)苯二甲酰)1.2.1聚合物的命名例10聚碳酸酯聚(氧羰基氧-1,4-苯撐－異丙叉-1,4-苯撐)第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日25名稱俗名英文名稱俗名英文聚乙烯PEpolyethylene聚碳酸酯PCpolycarbonate聚丙烯PPpolypropylene聚丙烯酰胺PAMpolyacrylamide聚異丁烯PIBpolyisobutylene聚丙烯酸甲酯PMApolymethylacrylate聚苯乙烯PSpolystyrene聚甲基丙烯酯甲酯PMMApolymethylmethacrylate聚氯乙烯PVCPolyvinylchloride聚醋酸乙烯酯PVAcpolyvinylacetate聚四氟乙烯PTFEpolytetrafluoroethylene聚乙烯醇PVApolyvinylalcohol聚丙烯酸PAApolyacrylicacid聚丁二烯PBpol