高分子聚合物概述

關(guān)于高分子聚合物概述第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月概念什么是高分子？高分子也叫聚合物，是指分子量很高并由許多簡單的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵重復(fù)鍵接而成的一類化合物。高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物

這些術(shù)語一般可以通用。Macromolecules,HighPolymer,Polymer常用的高分子的分子量一般高達幾萬、幾十萬，甚至上百萬，范圍在104～106。第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月一、按照高分子材料的來源分類1）天然高分子材料比如利用蠶絲、棉、毛織成織物，用木材、棉、麻造紙等。2）改性的天然高分子材料天然高分子材料經(jīng)過人工改性，主要是用化學(xué)方法改性，獲得新的高分子材料，如把纖維素用化學(xué)反應(yīng)的方法，改性獲得硝基纖維素、醋酸纖維素、羧甲基纖維素、再生纖維素，還有改性淀粉等。3）合成高分子材料合成高分子是指從結(jié)構(gòu)和分子量都已知的小分子原料出發(fā)，通過一定的化學(xué)反應(yīng)和聚合方法合成的聚合物。如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、滌綸、腈綸、丁苯橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠等。4）改性合成高分子材料是從小分子單體合成的聚合物，再經(jīng)化學(xué)反應(yīng)方法加以改性獲得的高分子材料。如把聚醋酸乙烯醇解，獲得了聚乙烯醇，用化學(xué)反應(yīng)使原有的合成高分子變成一種新的高分子材料，如氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS樹脂也屬于這一類。第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月二、按照高分子化合物的主鏈結(jié)構(gòu)分類1)碳鏈聚合物碳鏈聚合物是指主鏈全由碳原子構(gòu)成的聚合物，如聚乙烯、聚苯乙烯等。2)雜鏈聚合物雜鏈聚合物是指主鏈由碳和氧、氮、硫等兩種以上元素的原子所構(gòu)成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。3)元素有機聚合物元素有機聚合物是指主鏈上沒有碳原子，主要由硅、氧、鋁、鈦、硼、硫、磷等元素的原子構(gòu)成，如聚硅氧烷。

4)無機高聚物

主、側(cè)鏈全由雜原子組成，如石英

第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)展第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月高分子聚合物——聚合一個大分子往往是由許多相同的、簡單的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵重復(fù)連接而成。例如：聚乙烯（PE）——加聚（均聚物）合成聚合物的起始原料稱為單體（Monomer）。在大分子鏈中出現(xiàn)的以單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的原子團稱為結(jié)構(gòu)單元（Structureunit）。★由一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月★由兩種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子合成尼龍-66（PA-66）——縮聚（共聚物）此時，兩種結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成一個重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

鏈引發(fā)反應(yīng)是形成單體自由基活性種的反應(yīng)。

a．引發(fā)劑I分解，形成初級自由基；b.初級自由基與單體加成，形成單體自由基。

鏈引發(fā)反應(yīng)機理鏈增長在鏈引發(fā)階段形成的單體自由基，仍具有活性，能打開第二個烯類分子的π鍵，形成新的自由基。第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月鏈終止自由基活性高，有相互作用而終止的傾向。鏈轉(zhuǎn)移在自由基聚合過程中，鏈自由基有可能從單體、溶劑、引發(fā)劑等低分子或大分子上奪取一個原子而終止，并使這些失去原子的分子成為自由基，繼續(xù)新鏈的增長，使聚合反應(yīng)繼續(xù)進行下去。向低分子轉(zhuǎn)移偶合終止歧化終止第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月聚合方法聚合反應(yīng)需要通過一定的聚合方法（過程）來實施自由基聚合：本體、溶液、懸浮、乳液逐步聚合：熔融、溶液、界面離子聚合：溶液、淤漿、氣相配位聚合立體異構(gòu)現(xiàn)象：等規(guī)、間規(guī)、無規(guī)第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月分子量對于縮聚物：單體在形成高分子的過程中要失掉一些原子聚合度

DegreeofPolymerization：單個聚合物分子所含單體單元的數(shù)目對于加聚物：Mo兩種結(jié)構(gòu)單元的平均分子量M0是結(jié)構(gòu)單元的分子量第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月一般測得的高分子的分子量都是平均分子量數(shù)均分子量(分子數(shù))重均分子量(重量)粘均分子量（特性粘數(shù)）Z均分子量（Z值）分子量多大才算是高分子？-----<1000<------------<10000<-----低分子

過渡區(qū)（齊聚物）高聚物一般高分子的分子量在104～106范圍。超高分子量的聚合物的分子量高達106以上。第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月分子量的分散性高聚物分子量的多分散性

即使是一種“純粹”的高分子，也是由化學(xué)組成相同、分子量不等、結(jié)構(gòu)不同的同系聚合物的混合物所組成。

這種高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、參差不齊）的特性，就稱為分子量的多分散性。解釋：（1）同一名稱的聚合物，分子量千差萬別。例如聚乙烯，不同廠家的產(chǎn)品分子量差別很大。（2）同一廠家的同一種產(chǎn)品中，分子量也是大小不一。例如5-10萬的聚乙烯（保鮮膜）和10-20萬的聚乙烯（容器）。第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月多分散系數(shù)越大越分散第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月分子鏈結(jié)構(gòu)高分子鏈的幾何形狀大致有三種：

線形、支鏈形、體形第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月高分子材料的分類按性質(zhì)和用途分類塑料纖維橡膠涂料膠粘劑功能高分子以聚合物為基礎(chǔ)，加入（或不加）各種助劑和填料，經(jīng)加工形成的塑性材料或剛性材料。具有可逆形變的高彈性材料。纖細而柔軟的絲狀物，長度至少為直徑的100倍。涂布于物體表面能成堅韌的薄膜、起裝飾和保護作用的聚合物材料能通過粘合的方法將兩種以上的物體連接在一起的聚合物材料具有特殊功能與用途但用量不大的精細高分子材料通用高分子第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月塑料：以合成或天然高聚物為基本成分，大多數(shù)情況下配以一定的高分子助劑如填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等經(jīng)加工可塑成型，并在常溫下保持其形狀不變的材料，稱之為塑料。第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月常用包裝材料、塑料樹脂縮寫代號第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月分子量對塑料性能的影響

分子量分布對性能的影響

分子量過高的部分使聚合物強度增加，但加工成型時塑化困難；低分子量部分使聚合物強度降低，但易于加工。不同用途的聚合物應(yīng)有其合適的分子量分布:合成纖維分布窄

橡膠分布寬第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月分子鏈結(jié)構(gòu)對塑料性能的影響例如：聚乙烯與聚丙烯均為塑料，而丙烯含量較高的乙烯-丙烯無規(guī)共聚物為橡膠共聚物構(gòu)型第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2