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高分子化学 第一章 绪论 (高分子科学发展史 (高分子与诺奖 (1953 H.Staudinger 高分子始祖, 1974Paul J…
高分子化学
第一章 绪论
高分子的基本概念
:star:
基本概念
单体
Monomer
生成聚合物的起始低分子
原料
重复单元
Repeating unit
大分子链上化学
组成
和
结构均可重复
的最小单位(链节)
结构单元
Structural unit
在大分子链中出现的以
单体结构为基础
的那一部分
单体单元
Monomer unit
与
单体
的化学
组成
完全相
同
之时化学
结构不同
的结构单元
聚合度
Degree of polymerization
聚合物分子中重复单元的数目
单体单元
vs结构单元
vs重复单元
一种结构单元
组成的高分子
结构单元:check:单体单元 :check: 重复单元:check:链节
(Mo结构单元的相对分子重量)
结构单元数Xn 重复单元数DP
注意
有小分子生成则
不等于单体单元
两种结构单元
组成的高分子
结构单元:green_cross:单体单元:green_cross:重复单元:check:链节
(Mo几种结构单元的平均相对分子重量)
无规则排列结构单元
组成的高分子
仅
结构单元 :check:单体单元
均聚物
一种单体聚合而成
共聚物
两种或两种以上单体无规则合成
高分子定义
Macromolecules
Polymer
由许多简单的
结构单元
通过
共价键
重复连接而成的
高相对分子质量
的化合物
制备高分子的聚合反应
:star:
由小分子制备聚合物的反应
统称为聚合反应
按单体转变成聚合物
过程中
结构变化
分类
缩聚反应
有官能团的小分子单体 缩聚后消除小分子副产物 生成长链高分子
加聚反应
有不饱和键的小分子单体 通过派键断裂进行加成形成高分子
开环聚合反应
某些环状单体在催化剂存在下 开环聚合生成高分子
按聚合
反应机理
分类
逐步聚合
逐步缩聚
平衡缩聚
不平衡缩聚
逐步加聚
连锁聚合
离子型聚合
阳离子型聚合
配位离子型聚合
阴离子型聚合
自由基聚合
分子量及其分布
:star:
相对分子质量的
多分散性
高分子的相对分子质量
不均一
的特性称为相对分子质量的多分散性
相对分子质量
相对分子质量
大
是
高分子的
根本性质
-低分子--<1000---过渡区(齐聚物)---<--高聚物
一般高分子相对分子质量
10^4--10^6
超高分子 高达10^6以上
高分子
强度
与相对分子质量密切相关
高分子
加工性能
与相对分子质量密切相关
过大
熔体黏度过高 难以成型加工
过低
达不到性能要求
平均相对分子
质量的表示方法
黏均相对分子质量
重均相对分子质量
相对分子质量分布指数d
(多分散性系数)
重均/数均
数均相对分子质量
z量统计平均相对分子质量
线型 支链型和
交联型高分子
根据分子链的形状分
线型高分子
单体只能是
二官能度
的
低密度聚乙烯
聚氯乙烯
支链型高分子
可溶于适当溶剂
热塑性
聚乙烯
聚苯乙烯
三维网状体型结构
酚醛树脂
聚合物的成型加工
聚合物的成型加工方法与分类
高分子材料的添加
聚合物成型加工的主要方法与分类
高分子科学发展史
第一阶段
直接利用
天然
高分子材料1800前
第二阶段
对天然高分子材料的改性1840-1900
第三阶段
合成高分子材料
第四阶段
高分子材料的复合化和功能化
高分子与
诺奖
1953
H.Staudinger
高分子始祖
1974
Paul J.Flory
高分子物理化学
1984
Merrifield
固相法合成多肽
1991
Pierre-Gilles de Gennes
超导体 液晶 聚合物
2000
MacDiarnid&Heeger&Hideki Shiraawa
导电高分子
1963
Karl Ziegler &Giulio Natta
齐格勒-纳塔金属络合催化剂
高分子表征方法
测定聚合物的方法
黏度法测分子量
体积排除色谱法
小角激光光散射法侧重均分子量
质谱法
聚合物的链结构表征
红外光谱法
核磁共振法
聚合物的聚集态表征
偏光显微镜法
X射线衍射法
聚合物的热分析
DSC
热机械分析法
聚合物的力学性能
聚合物的分类与命名
分类
高分子
受热后形态变化
热塑性高分子
热固性高分子
高分子
用途
分类
塑料 橡胶 纤维
产量最大 三大合成材料
涂料
涂布于物体表面结成坚韧保护膜的涂装材料
胶黏剂
有良好的粘合性能
功能高分子
高分子主链和侧链上有特殊功能的基团
按
高分子来源
分类
合成高分子
改良高分子
天然高分子
淀粉
蛋白质 核糖 DNA
纤维素
甲壳素 壳聚糖
高分子
形态结构
高分子
主链结构
碳链高分子
高分子主链
完全
由
C H
组成 (PE PP PS PVC)
杂链高分子
高分子主链除碳外还有
O N S
等杂原子 (聚酯 聚酰胺)
元素有机高分子
高分子主链中
没有碳
原子 主要由
Si B Al O N S P
组成 (硅橡胶)
无机高分子
高分子
主链 侧链均没有碳
(SiO2 玻璃 陶瓷)
命名
通俗(传统)命名法
由
一种
单体经加聚获得的聚合物
通常在单体名
前加“聚”
字
乙烯---聚乙烯
丙烯---聚丙烯
两
不同单体 聚合结构不明显
取单体
简名
后加
“树脂”“橡胶”
苯
酚
甲
醛
---酚醛树脂
尿
素 甲
醛
---脲醛树脂
以高分子链的
结构特征
命名
聚酰胺
聚醚
商品名
丙纶
---聚丙烯PP
腈纶
---聚丙烯腈PAN
译名
尼龙Nylon
IUPAC (系统命名法)
国际纯粹与应用化学联合会制定
以
聚合物的重复单元
为基础的系统命名法
:red_flag:排除重复单单元中次级单元的次序
:red_flag:给出重复单元命名 在前面加
聚
字
:red_flag:确定重复单元
:star:许晓丹:star:
2014 01 2567